一种箱式通风干燥装置及通风干燥方法

1.本发明涉及箱式通风干燥装置技术领域，具体涉及一种箱式通风干燥装置及通风干燥方法。


背景技术：

2.花生、大豆、向日葵等高经济作物的自然干燥耗时长，干燥质量不稳定，在干燥期间易受淋雨产生二次发酵而降低品质，此外还需要人工收晒和翻动，劳动强度大。热风机械干燥技术相比自然晾晒具备节约土地、节省时间、节省劳动力、物料各批次质量稳定性和一致性较好、节约人工成本等优势。
3.传统的小型箱式通风干燥装置常用作农产品收获后的补充或应急干燥设备，该类设备具有结构简单、价格低廉等优点，但该类设备皆采用自下而上的单向通风，上层物料干燥严重滞后，造成底层物料过度干燥而上层物料干燥不充分，由此造成干燥品质低、干燥均匀性差，且耗能成本高，此外，传统的小型箱式通风干燥装置多因缺乏烟气的合理利用存在热利用效率低、装置整体能耗高的问题。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种箱式波纹板通风干燥装置及通风干燥方法，以解决现有通风干燥装置对物料进行干燥时存在的干燥均匀性差、能耗较高的问题。
5.本发明为了达到上述目的所采用的技术方案是：一种箱式通风干燥装置，包括用于作为待干燥物料载体的箱体、向箱体内通风的通风系统、以及用于加热通风系统所通入空气的燃烧系统，所述箱体内自上至下叠放有多层波纹板，波纹板上设有用于盛放待干燥物料凹槽，凹槽上均布有孔径小于待干燥物料的筛孔，相邻两个波纹板之间形成用于热空气烘干待干燥物料的空气通道；还包括用于使空气能够沿空气通道交替循环流通的循环系统。
6.进一步地，多层波纹板的顶端连通空气通道设有带第一排气管的第一气管，多层波纹板的底端连通空气通道设有带第二排气管的第二气管；所述循环系统包括一端连接第一气管和第二气管入口、另一端连接第一排气管和第二排气管出口的循环干燥管，循环干燥管上设有用于使空气沿第一气管、空气通道以及第二排气管进行正向循环流通后、能够沿第二气管、空气通道和第一排气管进行逆向循环流通、以使空气对物料进行交替循环流通的循环泵；连接循环干燥管设有用于排出交替循环流通后空气的排气管。
7.进一步地，所述燃烧系统包括第一换热器以及用于向第一换热器提供高温烟气、作为第一热源的炉膛和燃烧器，所述通风系统包括设置在第一换热器上的冷空气进口管和热空气出口管，热空气出口管与所述循环泵管道连接，以作为空气通道热空气的第一气源。
8.进一步地，还包括用于作为第二热源的循环制热系统，循环制热系统包括由太阳
能发电装置供电的压缩机、与压缩机管道循环连接的蒸发器和冷凝器；所述炉膛的炉壁内设有管道连接所述冷凝器的环形通道，与连通环形通道设有向环形通道内鼓入空气的第一引风机，所述冷凝器与所述循环泵管道连接、以使进入环形通道作为空气通道热空气第二气源的空气、经冷凝器换热后经循环泵进入空气通道。
9.进一步地，所述蒸发器与压缩机之间设有第三换热器；第一换热器与第三换热器管道连接、以使高温烟气经过第三换热器对循环制热系统的制冷剂进行加热。
10.进一步地，所述太阳能发电装置包括电池板组件、连接电池板组件和压缩机设置的蓄电池组，蓄电池组和压缩机之间设有逆变器。
11.进一步地，还包括用于吸收烟气余热以及所排出交替循环流通后空气余热的第二换热器，第二换热器上设有用于鼓入冷空气的第二引风机以及管道连接所述冷凝器的空气出口管。
12.进一步地，还包括管道连接第二换热器、用于对烟气以及所排出交替循环流通后空气进行净化的尾气处理装置。
13.一种通风干燥方法，包括以下步骤：（1）向箱体内充满热空气；（2）使热空气沿空气通道对放置于凹槽内的待干燥物料进行正向循环流通；（3）使热空气沿空气通道对放置于凹槽内的待干燥物料进行反向循环流通；（4）重复步骤、多次，使热空气交替循环流通进行物料的干燥，排出箱体内的热空气。
14.进一步地，还包括以下步骤：（5）重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）数次，干燥结束。
15.本发明的有益效果：1.本发明的通风干燥装置在箱体内部设置波纹板，波纹板上设置放置待干燥物料的凹槽，凹槽上设置筛孔，波纹板之间形成热空气流通的空气通道，热空气在空气通道内对物料进行正向和逆向交替循环流通干燥，避免了物料在一面上的严重滞后现象，使凹槽内的物料能够得到充分、均匀的干燥，有效改善了物料的干燥品质，同时，热空气经过物料时，在物料处多次改变风向，有效增强了热空气在箱体内的扰动，结合波纹板传热面积大的特点，提高干燥装置的换热效率，降低了装置的能耗，缩短了物料的干燥加工周期。
16.2.本发明的通风干燥装置中设有作为第一热源的燃烧系统，以及作为第二热源的循环制热系统，使燃烧系统和循环制热系统同时运行供给热空气，经燃烧系统炉膛炉壁的空气进入循环制热系统进行换热后进入空气通道对物料进行干燥，提高了热利用效率，降低了整个装置的能耗。。
17.3.本发明的通风干燥装置中在循环制热系统的蒸发器和压缩机之间设置第三换热器，燃烧系统耦合循环制热系统，将燃烧系统中炉膛尾部烟气通过第三换热器提前加热循环制热系统的制冷剂，降低压缩机电能消耗，降低燃烧系统的燃油消耗以及太阳能电能消耗，进一步提高了整个装置的热利用效率，降低了整个装置的能耗。
18.4.本发明的通风干燥装置中还设有作为第三热源的第二换热器，对箱体内干燥过物料的湿热空气以及炉膛排出的烟气尾气余热进一步吸收利用，进而提高整个装置的热利
用效率，进一步降低了整个装置的能耗。
19.附图说明：图1为实施例所提供一种箱式通风干燥装置的总体系统示意图；图2为实施例所提供一种箱式通风干燥装置中波纹板的结构示意图。
20.图中标记：101、燃烧器，102、环形孔板，103、冷空气进口，104、第一引风机，105、炉膛，106、环形通道，107、烟气进口，108、第一换热器，109、预热空气进口，110、冷空气进口管，111、热空气出口管，112、烟气出口，113、助燃风机，114、热电偶，201、第一控制阀，202、第二控制阀，203、第三控制阀，204、第四控制阀，205、循环泵，206、第五控制阀，207、第六控制阀，208、第七控制阀，209、干燥单元，210、箱体，211、第一气管，212、第二气管，213、控制模块，214、循环干燥管，215，排气管，301、尾部烟气进口，302、尾部烟气出口，303、空气进口，304、空气出口管，305、湿热空气进口管，306、湿热空气出口管，307、第二引风机，308、抽风机，309、尾气处理装置，310、第二换热器，401、电池板组件，402、太阳能控制器，403、蓄电池组，404、逆变器，405、蒸发器，406、第三换热器，407、压缩机，408冷凝器，409、热空气出口，5、波纹板，501、凹槽，502、筛孔，503、第一气管，504、第二气管，505、空气通道。
具体实施方式
21.下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步说明，在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
22.本发明提供一种箱式通风干燥装置的具体实施例：如图1至图2所示，本实施例的箱式通风干燥装置包括箱体210向箱体210内通风的通风系统以及用于加热通风系统所通入空气的燃烧系统，通风系统所鼓入的空气经过燃烧系统的加热后对箱体内的物料进行干燥。
23.其中，箱体210内自上至下叠放有多层作为待干燥物料载体的波纹板5，相邻两个波纹板5之间形成用于热空气烘干待干燥物料的空气通道505，前述的通风系统所鼓入的空气最终进入空气通道505对待烘干物料进行干燥处理。
24.在波纹板5上设有凹槽501，凹槽501用于盛放待干燥物料，凹槽501上均布有孔径小于待干燥物料的筛孔502，筛孔502用于干燥物料的气体穿过物料进入下层空气通道，即筛孔502为热空气提供了除空气通道之外的新的流通通道。
25.箱式通风干燥装置还包括循环系统，循环系统用于使进入箱体210的空气能够沿空气通道505交替循环流通，需要说明的是，结合图2所示，该处的交替循环流通指的多层波纹板5形成依次折返的空气通道505，交替循环流通即指热空气先从多层波纹板5最上方的空气通道进入后，依次折返后自最下方的空气通道离开后再进入多层波纹板5最上方的空气通道，形成正向循环流动，然后，与之相反地，热空气再从多层波纹板5最下方的空气通道进入后，依次折返后自最上方的空气通道离开后再进入多层波纹板5最下方的空气通道，形成逆向循环流动，整个干燥过程即为交替循环流通。
26.可以理解地，箱体210在设置时，可由若干壁板、底板、盖板拼接而成，板与板拼接处贴有橡胶密封封条，壁板与底板之间扣接，壁板与壁板连接处开由矩形孔，插销穿过矩形孔使相邻壁板连接紧密，壁板与盖板之间采用连接扣夹紧，波纹板5镶嵌在箱体壁板上，多个波纹板5可为一组形成一个干燥单元209，一个箱体210内可同时设置若干个并联设置的干燥单元209，以增加干燥处理量。
27.波纹板5之间形成热空气流通的空气通道505，热空气在空气通道内对放置在凹槽内的待干燥物料进行正向和逆向循环流动的交替循环流通干燥，避免了物料在一个面上的严重滞后现象，使凹槽内的物料能够得到充分、均匀的干燥，有效改善物料的干燥品质，同时，热空气经过物料时，在物料处多次改变风向，有效增强了热空气在箱体内的扰动，结合波纹板传热面积大的特点，提高干燥装置的换热效率，缩短了物料的干燥加工周期。
28.如前所述，为了实现交替循环流通干燥，结合图1和图2所示，本实施例中，多层波纹板5的顶端连通空气通道505设有带第一排气管211的第一气管503，多层波纹板5的底端连通空气通道505设有带第二排气管212的第二气管504，可以理解地，第一排气管211和第二排气管212上均设有阀门，循环系统包括循环干燥管214和设置在循环干燥管214上的循环泵205。
29.其中，循环干燥管214的一端连接第一气管503和第二气管504的入口、另一端连接第一排气管211和第二排气管212的出口，以图1所示为例，在循环干燥管214连接第一气管503的管道上设有第六控制阀207，在循环干燥管214连接第二气管504的管道上设有第七控制阀208，并在循环干燥管214位于循环泵205与第一气管503、第二气管504之间管道上设有第四控制阀204以及便于最终排出箱体内气、与大气连通的平衡管路，平衡管路上设有第三控制阀203，连接循环干燥管214设有排出最终循环后湿热空气的排气管215，排气管215上设有第一控制阀201，在排气管215与循环泵205之间设有第二控制阀202。
30.使用时，通风系统所鼓入的空气最终经管道连接循环泵205进入箱体210内，在管道上设有第五控制阀206，在向箱体210内鼓入空气后，关闭第五控制阀206，使箱体210内，即空气通道505内充满热空气，可以理解地，在箱体210上设有控制相关阀门的控制模块213。
31.依次打开第二控制阀202、第四控制阀204、第六控制阀207、第二气管212，启动循环泵205，热空气沿第一气管503、空气通道505以及第二排气管212、循环干燥管214进行正向循环流通，流通一定时间后，例如15分钟，该时间可以依据不同的物料性质结合热空气温度进行设定，然后打开第七控制阀208及第一气管211，关闭第六控制阀207、第二气管212进行逆向循环流通，继续干燥15分钟，以此为一个小周期，重复上述过程后整体干燥两个或三个小周期，排出箱体210内的湿热空气即可完成干燥的整个过程，在排出多次循环后的湿热空气时，关闭以上的控制阀，打开抽风机308、第三控制阀203、第六控制阀207、第二气管212以及第一控制阀201，将湿热空气排出箱体210。
32.本实施例中，在设置燃烧系统时，可以采用通用的燃油热风炉，即燃烧系统包括炉膛105、燃烧器101和第一换热器108，其中，炉膛105上设有向炉膛鼓入空气的助燃风机113，以及测温的热电偶114，燃烧器101将雾化的燃油在炉膛内燃烧，与助燃风机13鼓入的新鲜空气充分混合、燃烧后，由于高温烟气密度较小，其在炉膛内自然升腾，实现回流进入第一换热器108，第一换热器108可以采用管式换热器，高温烟气进入第一换热器108后作为换热
的第一热源，热电偶114测量炉膛温度，以便调节燃油量控制干燥温度并满足不同物料干燥品质的需求。
33.所述通风系统包括设置在第一换热器108上的冷空气进口管110和热空气出口管111，热空气出口管111与所述循环泵205管道连接，以作为空气通道505热空气的第一气源，需要向箱体210内通入热空气时，启动循环泵205，将空气经第一换热器108热交换即可，高温烟气由设置在炉膛105上方的烟气进口107进入第一换热器108，然后经第一换热器108上的烟气出口112排出。
34.为了增加整个干燥装置的热利用，降低能耗，本实施例还包括用于作为第二热源的循环制热系统，循环制热系统包括压缩机407、与压缩机407管道循环连接的蒸发器405和冷凝器408，冷却剂在压缩机407、蒸发器405和冷凝器408之间循环流动，并在冷凝器408内释放热能，所述炉膛105的炉壁内设有管道连接所述冷凝器408的环形通道106，连通环形通道106设有向环形通道106内鼓入空气的第一引风机104，即在环形通道106的环形孔板102处设有冷空气进口管103，将第一引风机104设置在冷空气进口管103上，冷凝器408与循环泵205管道连接、以使进入环形通道106作为空气通道热空气第二气源的空气经冷凝器408换热后经循环泵205进入空气通道505，环形通道在内壳炉膛砌体和外壳隔热层之间，降低隔热层外表面温度以减少散热损失，同时也可降低炉膛砌体的温度，延长炉膛的使用寿命，第二气源先吸收炉膛的余热后经过冷凝器408吸收制冷剂释放的热后通往箱体210，提高热效率，应用时，在环形通道106上设有预热空气出口109，预热空气出口管道连接冷凝器408。
35.其中，压缩机407由太阳能发电装置供电，太阳能发电装置采用常规的太阳能发电组件即可，包括电池板组件401、连接电池板组件401和压缩机407设置的蓄电池组403，蓄电池组403和压缩机407之间设有逆变器404，可以理解地，在太阳能发电装置内可设置便于实现自动控制的太阳能控制器402。
36.本实施例中，为了进一步降低干燥装置的能耗，在蒸发器405与压缩机407之间设有第三换热器406，第一换热器108与第三换热器406管道连接，以使从第一换热器108排出的高温烟气经过第三换热器406对循环制热系统的制冷剂进行加热。
37.通过燃油热风炉耦合太阳能发电装置，降低压缩机电能消耗，使太阳能蓄电池能够满足压缩机消耗电能，燃油热风炉和太阳能发电装置同时运行供给热空气，降低燃油消耗，从而降低整个装置的能耗。
38.进一步地，在对第三热交换器406热交换后的高温烟气以及循环干燥后的湿热空气排放时，二者均含有一定的余热，为了进一步提高余热利用率，本实施例的干燥装置还包括用于吸收烟气余热以及所排出交替循环流通后空气余热的第二换热器310，第二换热器310可以采用板翅式换热器，第二换热器310上设有用于鼓入作为空气通道热空气第三气源空气的第二引风机307以及管道连接所述冷凝器408的空气出口管304，具体应用时，在第二换热器310上设有空气进口303，第二引风机307与空气进口303连通，空气出口管304可以与预热空气出口109连接冷凝器408的管道直接连通。
39.在对烟气和箱体内交替循环流通后的空气进行预热利用后，为了便于控制废气的排放质量，还设有管道连接第二换热器310、用于对烟气以及所排出交替循环流通后空气进行净化的尾气处理装置309，在第二换热器310上设有尾部烟气进口管301以及尾部烟气出口管302、还设有湿热空气进口管305以及湿热空气出口管306，在排气管215上设有抽风机
308，尾气处理装置309可以是市售的脱硫脱硝等设备，此为环保领域的常规设备，在次不对其进行过多阐释。
40.本发明还提供一种通风干燥方法，其利用上述的通风干燥装置进行，包括以下步骤：（1）向箱体210内充满热空气。
41.（2）使热空气沿空气通道505对放置于凹槽501内的待干燥物料进行正向循环流通。
42.（3）使热空气沿空气通道505对放置于凹槽501内的待干燥物料进行反向循环流通。
43.（4）重复步骤（2）、（3）多次，使热空气交替循环流通进行物料的干燥，然后排出箱体210内的热空气。
44.为了提高干燥的效果，重复步骤（1）、（2）、（3）、（4）数次后，整个干燥过程即可结束。
45.在本实施例的通风干燥方法中，所述的交替循环流通与前述中的解释一致。
46.需要说明的是，上述实施例仅用来说明本发明，但本发明并不局限于上述实施例，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围内。