一种双干燥室多功能干燥设备的制造方法_2

文档序号:9347820阅读:来源:国知局
换。过热蒸汽既是热载体,又是质载体,整个干燥处于一个动态变化过程 中,并最终达到平衡。过热蒸汽干燥是传热与传质同时进行的过程中,干燥速率由传热速率 和传质速率共同控制。
[0006] 过热蒸汽干燥分为两种:常压过热蒸汽干燥和真空过热蒸汽干燥。在常压下进行 的,称为常压过热蒸汽干燥;在真空状态下,实现过热蒸汽干燥,称为真空过热蒸汽干燥。 常压过热蒸汽干燥是干燥室内的热空气逐步被物料中的蒸汽所替代而形成的,这里不再详 述。丹麦木材处理公司(TheDanishWood-treatingCo)发明了真空-过热蒸汽木材干燥 窑,该窑在抽真空后,用过热蒸汽作干燥介质来干燥木材。这种新工艺较之常规干燥,干 燥速度要快5~10倍,而能耗只及常规干燥的1/5~1/20。以上过热蒸汽干燥一般须另 外配套过热蒸汽发生器如过热蒸汽锅炉或先对物料喷水加热产生蒸汽等。具体的过热蒸汽 真空干燥工艺随不同的条件而有所变化(如采用的温度和压力有所不同),但工艺原理是 一样的。以日本生产企业实用工艺为例:首先由锅炉向干燥机体内喷蒸150°C的加热蒸 汽,蒸汽压力为〇.9MPa,同时将机体内抽成高真空,尽可能除尽机体里空气中的氧气, 而机体内的压力要始终保持在〇.2MPa,此过程大约保持2h。而后停止喷蒸,将干燥机机 体内的压力降至负压状态,压力为〇.〇9MPa,这种减压过程保持40min。整个过程中木材 本身并未被干燥,而是有蒸煮的感觉,其目的是为了减少木材的内应力。由于抽真空的 作用,机体内的蒸汽沸点温度降低,达到45°C左右(而不是常压的KKTC)木材内的水 分就被抽出来,在整个机体内压〇. 2MPa时机体内温度始终保持在120 °C。
[0007] 目前太阳能干燥技术的应用是独立的,没有与其他技术相联合,大大限制了其发 展应用,其干燥室的结构主要与光热应用有关,结构复杂,制造成本较高,在一些地区的应 用具有一定的局限性,没有将太阳能技术特别是光伏发电技术的优势发挥出来。

【发明内容】

[0008] 本发明的目的是提供一种双干燥室多功能干燥设备,该干燥设备将太阳能干燥技 术和真空干燥技术、过热蒸汽干燥技术三者的特性联合起来,取长补短,充分回收利用两室 干燥中物料产生的蒸汽,实现低耗、高效、低温、环保、低成本干燥,同时各种干燥技术既能 单独应用又能融合应用,实现多功能干燥,具有极其高的推广应用价值。
[0009] 本发明的目的通过以下技术方案实现: 一种双干燥室多功能干燥设备,其特征在于:该设备包括太阳能光热光伏组件I、真空 除湿及过热蒸汽发生系统II、双干燥室及加热管路组件III和计算机测量控制系统IV,所 述太阳能光热光伏组件I包括热栗组件、PVT组件、三相逆变器和储热水箱,PVT组件中的 光伏电池板与三相逆变器连接,PVT组件中的换热器)冷却太阳能电池板并与热栗组件中 的蒸发器换热连接,换热器和热栗组件均与储热水箱连接;所述真空除湿及过热蒸汽发生 系统II包括主真空栗、辅真空栗、单向止回阀、栗出口汽水分离器、蒸汽旋风分离器、管路、 出汽管路、栗进汽口电磁控制阀、栗出汽口电磁控制阀,主真空栗和辅真空栗通过三相逆变 器与PVT组件连接;主真空栗和辅真空栗通过单向止回阀与双干燥室相通,并通过栗出口 汽水分离器与蒸汽旋风分离器连接;蒸汽旋风分离器与电加热器连接并通过栗出汽口电磁 控制阀与双干燥室相通;所述双干燥室及加热管路组件III包括密封干燥室A、密封干燥室 B、电加热器、过热蒸汽管路、管路、循环水加热管路和控制阀,密封干燥室A和密封干燥室B 采用箱式结构并在其内按层分布放置物料;密封干燥室A和密封干燥室B通过管路与主真 空栗、辅真空栗连接,在管路上设有控制阀;电加热器通过三相逆变器与PVT组件连接;过 热蒸汽管路和循环水加热管路设置在密封干燥室A和密封干燥室B内,过热蒸汽管路通过 电加热器与蒸汽旋风分尚器连接;循环水加热管路与储热水箱连接;计算机测量控制系统 IV采集双干燥室内的环境参数,并对真空除湿及过热蒸汽发生系统II进行控制。
[0010] 本发明中,PVT组件采用PVT集热器形式,光伏电池板包括塑料板和铝翅片,塑料 板和铝翅片与换热管一起封装至隔热带玻璃顶盖的盒中,在换热管周围设有保温层。主真 空栗和辅真空栗采用同一型号规格。电加热器由3段电热圈构成,电热圈为不锈钢石英电 热圈,总长〇? 5~lm,电热圈温度为230~270°C。
[0011] 本发明的基本思路主要有:(1)太阳能光热光伏作为被干燥物料的热源和电源, 但效率偏低,如增加投入面积过大,成本将无以承受,为此结合真空干燥技术和过热蒸汽 干燥技术不仅能发挥出其干洁、低成本运行等优势,同时也能实现低温、高效干燥的目的; (2)采用真空技术与其他干燥技术相结合,并根据物料特性,通过控制系统运行时的阀组的 开、闭,可以实现多功能干燥,如常压过热蒸汽干燥、真空过热蒸汽干燥、热风干燥、真空干 燥等。由该技术方法设计、制造相应的干燥设备,可以应用于几乎所有的物料的干燥;(3) 普遍的干燥设备都是一个干燥室或烘室,各自独立,因此其产生的废汽大多直接排放,回收 利用须根据其物料的特性而定,有时较为复杂或很难实现,造成了大量的能源浪费,本发明 所述的干燥设备具有两间干燥室,则可以相互利用物料中排放出的废汽,一方面及时将蒸 汽排出,另一方面可以作为干燥热源,也可作为干燥介质;同时两室不固定一种干燥方式, 还可以根据生产情况转换,实现多种干燥方式。(4)在物料被干燥的过程中,物料中的水 分随物料的温度升高而蒸发出越来越多的蒸汽迀移到物料外,这部分蒸汽携带着大量的热 量,大多被直接排放到空气中浪费了,循环利用该蒸汽潜热,物料加热温度及加热效率有一 定的提高,本发明将该部分蒸汽经过加热而成为过热蒸汽,并用来加热物料,形成过热蒸汽 干燥,进一步提高其加热效率。由此,太阳能光热或光伏技术分别或一起联合应用于真空干 燥技术,解决其效率低、应用受到限制的问题。
[0012] 本发明采用太阳能光伏光热技术作为干燥的热源或电源。采用光伏发电技术发出 的电能可经过电加热器加热物料,也可用来驱动真空栗、循环风机的运转;另一方面太阳能 光伏与光热相比,可控性强,也可直接上网并网。将太阳能光热或光伏技术全部或单独应用 于干燥系统中作为热源或电源,可根据当地天气、光照等实际情况和所需干燥的物料特性, 以及成本、效益的预算,决定采用哪一种更有利于提高效率和节约成本。
[0013] 采用真空除湿及过热蒸汽发生系统可使干燥室内处于真空环境中,同时也可以对 蒸汽进行处理,如除湿、冷凝,回收蒸汽潜热和废水,如与电加热器配合使用则可成为过热 蒸汽干燥系统。利用真空条件下,真空度越高则水的沸点越低的原理,即水的沸点可远低于 100°C,如在真空度为90%时(即气压为9100Pa),水的沸点为45°C。因此太阳能系统只需要 较少的热量就可以轻易地将物料加热到所需的温度即可达到沸腾状态,这样可以大大提高 物料中的水分蒸发速率。当物料的温度达到一定温度如45°C时,在真空栗的作用下,抽除真 空室内空气,使干燥室内处于真空状态下,此时物料大量蒸发出过饱和蒸汽并被抽出室外, 经过冷却、除湿后除去其中的多余水分成为低温饱和蒸汽,该饱和蒸汽经过加热后即形成 低温过热蒸汽,实现真空过热蒸汽干燥。加热器为采用太阳能光伏发的电电加热器。冷却 器、除湿器与真空栗、控制阀、电加热器等组成真空除湿及过热蒸汽发生系统。经除湿器所 排出的水分通过设置在干燥室墙壁内的管道作为热源排出,这样将进一步利用热能。排出 的水还可以用于生活用水,冲洗厕所等。这是本发明形
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