专利名称：一种热风、电联产热风干燥系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种能源高效利用系统，更具体的，涉及一种热电联供和热风干燥系统的集成系统，即热风、电联产热风干燥系统。
背景技术：
热风炉作为现代工业加热干燥或烘烤物料的重要设备，在陶瓷、化工、建材、饲料、造纸、皮革、家居等行业得到了广泛应用。热风炉主要包括直接式热风炉和间接式热风炉。在直接式热风炉中，燃料经燃烧反应后得到的高温燃烧气体进一步与外界空气接触，混合到某一温度后直接进入干燥室或烘烤房，与被干燥物料相接触，加热、蒸发水分，从而获得干燥产品。在间接式热风炉中，燃料燃烧放出的热量首先用来加热蒸汽、导热油等热媒，然后通过热交换器利用热媒来加热空气产生热风。燃料燃烧的温度较高，甚至在1000°C以上，产生热风的温度则较低，一般在300°C以下。因此在热风产生的过程中，能量的品位大大降低，有效能损失很大。然而目前关于高效热风炉的专利技术，大多着眼于热风炉热效率的提闻，很少有从提闻有效能效率的角度来对热风炉进行改进。中国发明专利CN1710350A通过炉体夹套来加热高压的冷风，然后将加热后的冷风在透平机中膨胀对外做功，膨胀后的热空气可作为热风输出，也可进一步换热，制取热水。该发明的动力热风炉可以对外提供热风、热水和电力，提高了能量的利用率，减少了有效能损失。但该热风炉采用夹套加热，换热效率较低，且高压热风的压力也不宜太高，总体发电效率较低。基于上述的描述，亟需一套合理的系统，采用该系统可以进一步的提高能量的利用率，减少有效能损失。
实用新型内容为解决上述问题，本实用新型的目的在于提供一种热风、电联产热风干燥系统，将发电系统与热风系统进行集成，利用燃料燃烧产生的高温来发电，而利用原动机排出的余热作为热风生成器的热源，热风生成器产生的热风用于干燥、烘烤物料，从而实现能量的梯级利用，大幅提闻热风干燥系统的有效能效率，减少燃料的有效能损失。为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案—种热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于，包括燃料供应子系统、原动机发电子系统、热风生成子系统、热风干燥子系统；燃料供应子系统和原动机发电子系统相连接，用于对原动机发电子系统提供燃料；原动机发电子系统包括原动机,原动机直接输出电力或带动发电机(I)发电，原动机排出的尾气/冷却水流入热风生成子系统；热风生成子系统的另一端和热风干燥子系统相连，热风生成子系统把原动机排出的尾气/冷却水作用于空气生成热风并流入热风干燥子系统；[0011]热风干燥子系统利用产生的热风干燥或烘干物料。作为优选，所述热风生成子系统包括热风生成器，热风生成器利用原动机排出的尾气/冷却水和空气或热风干燥子系统循环风相作用生成满足干燥工艺所需的热风。作为优选，所述热风生成器内部包含气体混合室，通过气体混合室直接将被加热空气或热风干燥子系统的循环风混入所述原动机排出的尾气中，形成热风。作为优选，所述热风生成器内部包含换热器，通过换热器将尾气的热量传递给被加热空气或热风干燥子系统的循环风，形成热风。作为优选，所述热风生成器内部包含气体混合室和换热器，先通过换热器利用原动机排出的冷却水预热空气或热风干燥子系统的循环风，然后再通过气体混合室将被预热空气或热风干燥子系统的循环风混入尾气中，形成热风。作为优选，所述原动机为内燃机、燃气轮机或燃料电池。作为优选，所述燃料是液态燃料或气态燃料。作为优选，所述液态燃料为燃料油、燃料酒精、燃料甲醇或二甲醚。作为优选，所述气态燃料为天然气、液化石油气、人工煤气、煤层气、氢气或沼气。本实用新型的有益效果为，由于本实用新型将发电系统与热风系统进行集成，利用燃料燃烧产生的高温驱动原动机带动发电机发电，利用原动机排出的尾气/冷却水作为热风生成器的热源，可以同时提供电力及热风，从而实现能量的梯级利用，减少了燃料的有效能损失。热风生成器中包含有气体混合室和换热器，所以可以先通过换热器将原动机排出冷却水的热量传递给空气或热风干燥子系统的循环风，进行预热，然后再通过气体混合室将被预热空气或热风干燥子系统的循环风混入高温烟气中，形成热风。或者通过换热器将尾气的热量传递给被加热空气或热风干燥子系统的循环风，形成热风，根据不同的需求和不同的原动机类型选择不同的方案，具有灵活性。又由于原动机可以选用燃气轮机、内燃机、燃料电池；燃料可以是液态燃料，包括但不限于燃料油、燃料酒精、燃料甲醇、二甲醚等，也可以是气态燃料，包括但不限于天然气、液化石油气、人工煤气、煤层气、氢气、沼气等。所以该系统具有实现方便、适应性强等特点，可用的燃料种类非常多，而且燃料成本也非常低，并且对余热起到了回收利用的作用，减少了空气污染。
图1是本实用新型所述热风、电联产热风干燥系统的组成结构示意图；图2是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第一种实施例的组成结构示意图；图3是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第二种实施例的组成结构示意图；图4是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第三种实施例的组成结构示意图。图中1、发电机；2，燃气轮机；3、热风生成器；4、被烘干物料；5、气体混合室；6、换热器；
7、内燃机；8、燃料电池。
具体实施方式
以下结合附图并通过具体实施方式
来进一步说明本实用新型的技术方案。图1是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的组成结构示意图。如图1所示，燃料供应子系统通过管道与原动机发电子系统的燃料入口相连，用于向原动机发电子系统中通入燃料。原动机发电子系统包括原动机，通过管道和热风生成子系统相连接。原动机将燃料燃烧放出的能量转化为动力拖动发电机I发电，或者在原动机中直接通过电化学反应输出电力，并排出尾气/冷却水流进热风生成子系统。当使用燃气轮机2或者物燃料电池8作为原动机时，排出的均为尾气，尾气直接流进热风生成子系统。当使用内燃机7作为原动机时，从内燃机7中排出的尾气和缸套冷却水直接流进热风生成子系统。热风生成子系统的另一端通过管道和热风干燥子系统相连，把原动机排出的尾气/冷却水与空气或热风干燥子系统循环风相作用生成满足干燥工艺所需的热风，热风通过管道流入热风干燥子系统。热风干燥子系统利用热风生成子系统产生的热风干燥或烘干被烘干物料4。本系统利用燃料燃烧产生的高温来发电，而利用原动机排出的尾气/冷却水作为热风生成子系统的热源，可以同时提供电力及热风，从而实现能量的梯级利用，减少了燃料的有效能损失。图2是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第一种实施例的组成结构示意图。于本实施例中，如图2所示，以天然气作为燃料，天然气低位热值取36MJ/Nm3。选取燃气轮机2作为原动机，燃料在燃气轮机2中燃烧，驱动燃气轮机2输出动力，燃气轮机2带动发电机I输出电力。燃气轮机2排出的高温尾气进入热风生成器3。在进气15°C、一个标准大气压条件下，发电热效率为24. 3%,燃气轮机2排放的尾气温度为505°C。在热风生成器3中，设置有气体混合室5，用来对气体进行混合。在该实施例中，通过气体混合室5直接将空气混入高温尾气中，形成热风，通过调节空气的掺混量来调节热风的温度，形成120°C符合工艺要求的热风。符合工艺要求的热风被输入热风干燥子系统中，在热风干燥子系统中用于干燥或烘烤被烘干物料4。该热风、电联产热风干燥系统的可用能效率为34. 0%。图3是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第二种实施例的组成结构示意图。于本实施例中，如图3所示，以天然气作为燃料，天然气低位热值取36MJ/Nm3。选取内燃机7为原动机，燃料在内燃机7中燃烧，驱动内燃机7输出动力，内燃机7带动发电机I输出电力。内燃机7排出的高温尾气和冷却水进入热风生成器3。在进气15°C、一个标准大气压条件下，发电热效率为35. 6%，所排高温尾气温度为431°C，冷却水的温度为90°C。在热风生成器3中，设置有换热器6，用来对气体进行预热。在本实施例中，通过换热器6将冷却水的热量传递给被预热空气或热风干燥子系统的循环风，然后再将被预热空气或热风干燥子系统的循环风混入高温内燃机尾气中，通过调节空气的掺混量来调节热风的温度，形成120°C符合工艺要求的热风。符合工艺要求的热风被用于干燥或烘烤被烘干物料4。该热风、电联产热风干燥系统的可用能效率为43. 3%。图4是本实用新型提供的热风、电联产热风干燥系统的第三种实施例的组成结构示意图。于本实施例中，如图4所示，以天然气作为燃料，天然气低位热值取36MJ/Nm3。以高温固体氧化物燃料电池8为原动机，燃料与空气在燃料电池8中发生电化学反应，对外输出电力。燃料电池8排出的高温尾气进入热风生成器3。在进气15°C、一个标准大气压条件下，发电热效率为45%，排烟气温度为500°C。在热风生成器3中，设置有气体混合室5，用来把高温尾气与空气或热风干燥子系统的循环风进行混合，通过调节空气的掺混量来调节热风的温度，形成120°C符合工艺要求的热风。该热风、电联产热风干燥系统的可用能效率为 53. 0%。本实用新型所涉及的燃料可以是液体燃料，包括但不限于燃料油、燃料酒精、燃料甲醇、二甲醚等，也可以是气体燃料，包括但不限于天然气、液化石油气、人工煤气、煤层气、氢气、沼气等。所涉及的原动机包括但不限于内燃机7、燃气轮机2、燃料电池8等。以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式
，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.一种热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于，包括燃料供应子系统、原动机发电子系统、热风生成子系统、热风干燥子系统； 燃料供应子系统和原动机发电子系统相连接，用于对原动机发电子系统提供燃料； 原动机发电子系统包括原动机，原动机直接输出电力或带动发电机(I)发电，原动机排出的尾气/冷却水流入热风生成子系统； 热风生成子系统的另一端和热风干燥子系统相连，热风生成子系统把原动机排出的尾气/冷却水作用于空气生成热风并流入热风干燥子系统； 热风干燥子系统利用产生的热风干燥或烘干物料。
2.根据权利要求1所述的热风、电联产热风干燥系统，其特征在于所述热风生成子系统包括热风生成器(3),热风生成器(3)利用原动机排出的尾气/冷却水和空气或热风干燥子系统循环风相作用生成满足干燥工艺所需的热风。
3.根据权利要求2所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述热风生成器(3)内部包含气体混合室(5)，通过气体混合室(5)直接将被加热空气或热风干燥子系统的循环风混入所述原动机排出的尾气中，形成热风。
4.根据权利要求2所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述热风生成器(3 )内部包含换热器(6 )，通过换热器(6 )将尾气的热量传递给被加热空气或热风干燥子系统的循环风，形成热风。
5.根据权利要求2所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述热风生成器(3)内部包含气体混合室(5)和换热器(6),先通过换热器(6)利用原动机排出的冷却水预热空气或热风干燥子系统的循环风，然后再通过气体混合室(5)将被预热的空气或热风干燥子系统的循环风混入尾气中，形成热风。
6.根据权利要求1所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述原动机为内燃机(7 )或燃气轮机(2 )或燃料电池(8 )。
7.根据权利要求1所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述燃料是液态燃料或气态燃料。
8.根据权利要求7所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述液态燃料为燃料油、燃料酒精、燃料甲醇或二甲醚。
9.根据权利要求7所述的热风、电联产的热风干燥系统，其特征在于所述气态燃料为天然气、液化石油气、人工煤气、煤层气、氢气或沼气。
专利摘要本实用新型公开了一种热风、电联产的热风干燥系统，包括燃料供应子系统、原动机发电子系统、热风生成子系统、热风干燥子系统；燃料供应子系统用于对原动机发电子系统提供燃料；原动机发电子系统包括原动机和发电机，原动机直接输出电力或带动发电机发电，原动机排出的尾气/冷却水流入热风生成子系统；热风生成子系统把原动机排出的尾气/冷却水作用于空气生成热风并流入热风干燥子系统；热风干燥子系统利用热风生成子系统产生的热风干燥或烘干物料。利用这个热风、电联产热风干燥系统，可以同时提供电力及热风，热风用于干燥、烘烤物料，从而实现能量的梯级利用，减少燃料的有效能损失。
文档编号F26B21/00GK202902797SQ201220477140
公开日2013年4月24日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日
发明者王建召, 吴竺, 甘中学, 章爱娟, 陈祎 申请人:上海新奥能源科技有限公司