烘干机尾气处理方法及装置与流程

本发明属于烘干机尾气处理方法，具体涉及一种烘干机尾气处理方法、以及实现上述方法的烘干机尾气处理装置。

背景技术：

1、烘干机内部通过加热后的气流用于饲料颗粒的烘干工作，该过程多向外部排出大量尾气，在烘干机补风口补充新风后，将再次加热的气流用于饲料颗粒的烘干。烘干机排出的多为高温高湿且有较大异味的气体，现阶段饲料生产厂家针对烘干机排出尾气的处理方法多为：直接排放至大气和使用除臭设备除臭后再排放至大气，直接排放会影响周边居民的生活环境，严重污染环境，除臭设备由于高昂的价格，经济性不高。

2、热泵是一种将低位热源的热能转移到高位热源的装置，它仅需消耗少量电能，就可以从自然界的空气中获取低品位热能，然后再向人们提供可被利用的高品位热能。热泵多用于暖通行业，常与热回收装置结合在一起使用，起到冷热空气的加热、冷却、分流和循环的作用。

3、公告号为cn21785761u、公开日2022年11月11日的中国实用新型专利说明书公开了一种基于热泵技术的烘干机余热回收系统，该方案将烘干机尾气经除尘处理后经过冷凝端后和补充的空气混合后再经过热泵加热端后进入烘干机，烘干机的尾气加入新补充的空气后进入烘干机，显然烘干机进风口和出风口的风量不一样，该方案是无法实施的。

技术实现思路

1、本发明的第一个目的是提供一种烘干机尾气处理方法，用以解决现有基于热泵技术的烘干机余热回收系统无法实施的技术问题。

2、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，烘干机尾气处理方法，其特征是，包括以下步骤：

3、（1）烘干机的尾气的1/6~1/3进入高效沙克龙除尘器，去除粒径为50-300μm的粉尘，之后经循环风机进入热回收装置，在热回收装置内与低温气流进行热交换后，被冷却至50℃以下，湿度比为80g/kg；

4、（2）经热回收装置热交换后的尾气，进入热泵的冷却端，冷却至32~38℃，湿度比降为32.0~38.0g/kg，冷凝出的水分从热泵的冷却端排出；

5、（3）步骤（2）经热泵的冷却端进行冷却的气流与新鲜空气汇合，得到混合气体，形成步骤（1）所述的低温气流，新鲜空气和步骤（2）气流的体积比为2:1~5:1；低温气流进入热回收装置剂进行预热；

6、（4）预热后的气体沿管道被输送到热泵的加热端，加热至70~75℃，之后经循环风机沿管道重新回到烘干机内。

7、烘干尾气总排放量的1/6~1/3通过高效沙克龙除尘器，剩余2/3~5/6的尾气通往原环保除尘系统。步骤（1）中进入热泵的尾气风量为总风量的1/3~1/6原因是：这个比值主要取决于希望把尾气冷却至多少摄氏度，如果该风量大于1/3，例如为1/2，则由于风量守恒原因，补充进的风量也应为1/2的尾气风量，则热泵冷却端和加热端的风量比变为1:2，该比值使热泵的冷却温度升高，无法满足冷凝排湿的需求。

8、把步骤（1）经沙克龙除尘后的尾气通入含有过滤器的热回收装置，和被热泵处理过的、已变为低温低湿的尾气进行热交换，目的有二：首先可以通过换热进行能量的初步交换，既降低了高温高湿尾气的温度，又预热了处理后的低温低湿尾气，其次，由于热泵的压缩机的限制，通入热泵冷却端的气体温度不能高于50度，否则会引起高温报警，导致热泵停止工作。

9、将步骤（1）得到的尾气送至热泵的冷却端进行冷却，使尾气温度降低到32~38℃，此时温度低于尾气的露点温度，从而使尾气内的水分被冷凝并排出，从而起到去湿干燥的目的。经计算得知，尾气被降低到32~38℃时，湿度比可被降低至32.0~38.0g/kg。

10、将外界新鲜空气与步骤（2）得到的冷却后的尾气混合，新鲜空气与冷却后尾气的风量之比为2:1~5:1，混合后的气体进入热回收装置进行预热，作用有二：一是可以吸收步骤（10）中高温高湿尾气的热量进行预热，减小下一步对低湿尾气进行加热时的负担，二是使步骤（10）中高温高湿尾气的温度降低到热泵可以接受的范围内；

11、新鲜空气与冷却后的尾气风量之比为2:1~5:1的原因如下：步骤（1中）尾气只有总风量的1/3~1/6进入了热泵系统，剩余风量被直接排往环保除臭系统，而在步骤（3）中新鲜空气2~5倍于尾气，即新鲜空气等于总风量的2/3~5/6，两者在步骤（3）中汇合后等于原尾气的总风量，再回到烘干机后方可使烘干机达到风量平衡。

12、步骤（4）得到的被热回收装置预热后的尾气进入热泵的加热端，被加热至70~75℃，被循环风机作用，重新回到烘干机内。

13、对本发明技术方案作进一步改进，所述热回收装置为气体对气体换热的板式换热器。

14、对本发明技术方案作进一步改进，所述新鲜空气的外界干球温度为35℃，湿度比为21.4g/kg；汇合后的气体干球温度变为36℃，湿度比变为30.6g/kg。

15、对本发明技术方案作进一步改进，所述步骤（3）的预热温度为43℃。

16、本发明的第二个目的是提供一种烘干机尾气处理装置，包括沙克龙除尘器、热回收装置、热泵；

17、所述沙克龙除尘器经由循环风机与所述热回收装置的高温气流通道入口相连接；

18、所述热泵的冷却端入口与所述热回收装置的高温气流出口相连接；所述热泵的冷却端出口经由管道与所述热回收装置的低温气流通道入口相连接；所述管道经由循环风机与外部空气相连接；

19、所述热泵的加热端入口与所述热回收装置的低温气流出相连接，所述热泵的加热端出口经由循环风机与烘干机相连接。

20、本发明的第三个目的是提供另一种烘干机尾气处理方法，用以解决现有基于热泵技术的烘干机余热回收系统无法实施的技术问题。

21、为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案，烘干机尾气处理方法，其特征是，包括以下步骤：

22、（1）烘干机的全部尾气进入高效沙克龙除尘器，去除粒径为50-300μm的粉尘，除尘后的尾气经第一循环风机进入含有过滤器的第一热回收装置，在第一热回收装置内与低温气流进行热交换后被冷却至50℃以下，湿度比仍为80g/kg；

23、（2）经第一热回收装置处理后的尾气，沿通风管道分别进入第一热泵的冷却端和第二热泵的冷却端冷却，第一热泵的冷却端将尾气冷却至29~35℃，第二热泵的冷却端将尾气冷却至29~38℃；尾气因冷却而析出的冷凝水从热泵流出；第一热泵的冷却端与第二热泵冷却端的冷却风量比为（1/8~1/4）：（3/4~7/8）；

24、（3）第一热泵的冷却端与第二热泵的冷却端冷却后的尾气汇合，并沿通风管道进入含有过滤器的第一热回收装置热交换，进行一次预热；汇合后的尾气湿度比为25.6~36.5g/kg；

25、（4）经第一热回收装置预热处理的尾气，沿通风管道进入含有过滤器的第二热回收装置，在第二热回收装置内与高温气流进行热交换，进行二次预热；

26、所述第二热回收装置内的高温气流来自于：第二热泵的加热端吸收外部新风进行加热，第二热泵的冷却端风量与第二热泵的加热端风量的比值是1:4~1:8之间，加热后的新风经循环风机进入第二热回收装置内形成所述高温气流；

27、（5）二次预热后的尾气，沿通风管道进入第一热泵的加热端被热泵加热至70-75℃，之后在循环风机的作用下重新回到烘干机。

28、将烘干机产生的全部尾气通过高效沙克龙除尘器，去除尾气中50-300μm的粉尘颗粒，防止由于粉尘在热回收装置及热泵翅片上堆积、残留造成换热效率降低，甚至由于热泵翅片热量传导不畅引发热泵高温报警等后果造成热泵失效，但随着时间推移翅片上难免还是会有残留，这样做还可以降低操作工人清理热回收装置及热泵翅片的频率；

29、将过滤清洁后的尾气通入热回收装置，和被热泵处理过的、已变为低温低湿的尾气进行换热，目的有二，首先可以通过换热进行能量的初步交换，既降低了高温高湿尾气的温度，又预热了处理后的低温低湿尾气，其次，由于热泵的压缩机的限制，通入热泵冷却端的气体温度不能高于50度，否则会引起高温报警，导致热泵停止工作；

30、将步骤（2）中尾气风量的1/8~1/4送至第一热泵的冷却端进行冷却，使尾气温度降低到29~35℃，此时温度低于尾气的露点温度，从而使尾气内的水分被冷凝并排出，从而起到去湿干燥的目的。尾气被降低到29~35℃时，湿度比可被降低至25.6~36.5g/kg。

31、将步骤（3）中尾气风量的3/4~7/8送至第二热泵的冷却端进行冷却，同样使尾气温度降低到29~38℃，并与第一热泵得到的尾气进行汇合，汇合后的尾气湿度比为25.6~36.5g/kg。

32、以第一热泵和第二热泵的气流分配量为1/8和7/8为例，说明以上述比例来分配气流的原因：

33、高温高湿尾气的焓值要远远高于低温低湿尾气，因此为达到热泵两端能量的平衡，热泵制热端的风量要4~8倍于制冷端的风量，具体是几倍取决于制冷端的目标冷却温度，也就是目标水分值。因此，如果第一热泵和第二热泵的气流分配量为1/8和7/8，则经汇合后气流量重新变为8/8（即1），这部分气流再全部进入第一热泵的加热端，则对于第一热泵而言，其制热端的风量便8倍于其制冷端风量，同理，第二热泵制热端的风量也要8倍于其制冷端风量；

34、将汇合得到的尾气进入热回收装置进行预热，作用有二：一是可以吸收步骤（2）中高温高湿尾气的热量进行预热，减小下一步对低湿尾气进行加热时的负担，二是使步骤（2）中高温高湿尾气的温度降低到热泵可以接受的范围内，即50℃以下。

35、第二热泵的加热端吸收外部新风进行加热，热泵制冷端风量与热泵加热端风量的比值在1:4到1:8之间，具体比值取决于热泵的目标冷却温度，但该比值要与第一热泵相应的比值相等，否则第一热泵和第二热泵的制冷温度会变的不同，从而使系统温度控制变的复杂，并引入更多不确定因素。

36、本发明设置两个热泵来处理的原因是：热泵加热端和制冷端的风量不同，但烘干机排出和补入的气体量应相同，因此无论用几个热泵，如果热泵制冷端流过的气体量为烘干机全部尾气的量，则热泵加热端的气体量必然会大于烘干机所需求的补入气体量。假如我们只用1台热泵来完成这个任务，同样的，假设烘干机尾气量为1，则需补进3~7份的新风使这台热泵的制冷端和加热端风量之比满足1:4~1:8，但由于烘干机只需要和尾气等量的空气作为补充，因此被加热后的尾气不得不再排出3~7份的热空气，而只回收1分热空气至烘干机内。而此时被排出的3~7份热空气已与尾气混合过，属于被污染过的空气，无论是直接去往除臭系统还是直接排入大气，该方案都不再有意义。

37、对本发明技术方案作进一步改进，所述步骤（4）的外部新风温度为35℃，湿度比为21.4g/kg。

38、对本发明技术方案作进一步改进，所述步骤（4）的第二热回收装置的高温气流经热交换后进行冷凝处理。第二热泵所加热的气体将进入第二热回收装置，继续预热被冷却的尾气，之后该气流将进入饲料厂的另一设备——冷却器中继续使用。冷却器在饲料厂中通常作为制粒机的后续烘干设备，由于制粒线整体成本较低，且制粒产品的初始水分值不高，饲料厂通常用常温空气来烘干制粒料。但在天气潮湿或秋冬天气温较低时，烘干效果会变差，因此将第二热泵加热后的气体通入冷却器，将大大提升饲料厂的生产效率。

39、对本发明技术方案作进一步改进，所述热回收装置为气体对气体换热的板式换热器。

40、本发明的第四个目的是提供一种烘干机尾气处理装置，其特征是，包括沙克龙除尘器、第一热回收装置、第二热回收装置、第一热泵、第二热泵；

41、所述沙克龙除尘器经由循环风机与所述第一热回收装置的高温气流通道入口相连接；

42、所述第一热泵的冷却端入口与所述第一热回收装置的高温气流出口相连接；所述第一热泵的冷却端出口与所述第一热回收装置的低温气流通道入口相连接；

43、所述第二热泵的冷却端入口与所述第一热回收装置的高温气流出口相连接；所述第二热泵的冷却端出口与所述第一热回收装置的低温气流通道入口相连接； 所述第二热泵的加热端入口与经由循环风机与外部空气相连接；第一热泵的冷却端入口与所述第一热回收装置的高温气流出口之间的连接管道上、第二热泵的冷却端入口与所述第一热回收装置的高温气流出口之间的连接管道上均设置调节气动风量的调节阀；

44、所述第二热回收装置的高温气流入口经由循环风机与所述第二热泵的加热端出口相连接；所述第二热回收装置的高温气流出口与冷凝器相连接；所述第二热回收装置的低温气流入口与所述第一热回收装置的低温气流出口相连接；所述第二热回收装置的低温气流出口与所述第一热泵的加热端入口相连接；所述第一热泵的加热端出口经由循环风机与烘干机相连接。

45、本发明通过热回收模块对高温高湿尾气的预冷却，将预冷却的尾气分流送入热泵冷却端进行冷凝，得到的低温低湿空气送入热回收模块预加热，将预加热的空气送入热泵加热段进行再加热，并最终将高温低湿空气送入烘干机用于对饲料的烘干工作，对烘干机排出尾气的循环利用，充分发挥了热泵冷却加热和热回收装置的技术优势，与烘干机尾气直接排放到大气和通过除臭装置再排放到大气的处理现状相比，烘干机工作过程中，能耗明显降低，处理后的尾气不会对环境造成破坏性影响，是一种低能耗低成本的烘干机高温高湿尾气处理方法，具有较好的市场应用前景。