专利名称：洞道式内热旋流干燥器的制作方法
技术领域：
本实用新型属干燥设备。本技术提供一种主要用于食品的节能高效的洞道式内热干燥器，因为干燥气流在洞道内既有垂直于小车运动方向的“错流”，又有与小车运动方向相同及相反的“顺流”和“逆流”，故取名为“旋流”。这种干燥器适合于干燥片、条、丝及多种不定形的块状等物料，特别适合干燥含水量较高(含水量在50％以上)的物料。
目前与本发明相近的设备有洞道式顺流、逆流和混流干燥器。这几种干燥器均由若干个装有多层物料的小车在洞道内连续移动并通过不同的介质流动方式来完成干燥过程。它们目前存在的缺点是1．热量损失较大，这主要由两方面造成第一，热量输送损失。由于目前这类洞道式干燥器都是外热式，即提供干燥介质的热风炉及其相应附属除尘器和输送管道全部位于干燥器之外，空气经热风炉单独换热后，再输入干燥器，所以，在换热及输送过程中，相当一部分热量散发到空气当中。第二，由于烟气排放温度高而损失了大量热能。热风炉(以煤、燃油、燃气为燃料)在燃烧过程中排入大气的烟气温度较高，一般都在150-180℃，这一部分烟气的热量也未能有效加以利用。而本发明的热风烟气排放温度仅为50-60℃，相比之下，前者的热能大量流失。2．无法按照物料干燥进程提供最佳的温度、湿度等条件。含水量较大的农副产品(一般含水量都在50％以上)干燥时间较长，干燥脱水量大，还具有一定的热敏性，一般要求干燥初期采用较高的运行温度，以提高干燥速度。随着干燥进程的延续，在干燥后期随着物料含水量的降低，干燥介质温度也应逐步降低，以保证产品产品质量；同时还要求在干燥的全过程力求保持一种较低的介质相对湿度，以利于带走物料水分。
目前与本法类似的洞道式干燥器有顺流式、逆流式以及单纯的混流式的流动方式，在介质气体流动方式、热量及湿度的分布上均不能较好地达到上面所要求的理想干燥条件。
①顺流式干燥是洞道内热空气的流动方向与小车前进方向一致，这种方式的干燥器存在的主要缺点是干燥的空气介质与物料接触以后，随着干燥的进程，介质空气湿度不断升高，导致后期的物料干燥速度很慢，产量下降，成本升高。
②逆流式干燥是洞道内热空气的流动方向与小车前进方向相反，其主要缺点是干燥的高温空气介质一开始就与即将完成干燥的含水量低的物料接触，如果介质温度过高，极易造成物料焦糊，破坏产品质量，如果介质温度降得过低，又会使干燥速度大大降低，无法带走新鲜物料的水分。所以，介质温度不易达到两兼顾。还有一个缺点就是介质吸收的水汽容易冷凝在最初进入干燥器的湿物料上面，影响干燥能力。
③为了克服上述缺点，有时也采用混流式，把洞道分为两段，一段采用顺流式，另一段采用逆流式。但这种方式也仅仅是单纯的顺流和逆流的组合，没有按照干燥进程和物料的特性对在不同干燥进程中的温度和湿度进行调节，无法同时克服顺流和逆流的缺点，比如逆流干燥末期由于温度造成的焦糊和干燥速度的矛盾问题就没有解决，处于逆流段的介质温度和湿度也无法实行动态调控达到理想水平。
本发明的目的是提供一种新型干燥器，采用独特的结构和合理调配整个干燥过程中干燥介质的温度、湿度和流量，充分利用热能，提高干燥效率及产量，保证产品质量，降低干燥成本。
本发明的详细说明和实施例(一)在干燥器内的小车、换热炉和除尘器的总体布局方式在密闭的干燥洞道内放置1-3列相互平行、而且前进方向一致的小车，洞长6-40m，一般不超过30m；洞宽3-6m，高1.5-3.5m。小车的列数和每列的节数可以根据需要而变化，一般为1-3列，每列般为7-20节。小车设置若干横隔架，以分层放置进料盘。在小车旁边与小车前进相平行的方向上设置采用煤、油或燃气的换热炉，换热炉和与之相连的除尘器均内置。主要通过炉体及周围与之连接的除尘器以及烟道的热辐射作用和对流的空气将热量传给干燥室内的空气介质。小车的前进方向如
图1所示。
换热炉(7)与除尘器(8)有两种排列方式。第一种，换热炉与除尘器彼此相连成一条直线，这条直线与小车移动的方向平行，位于干燥室内部与循环风机相对应的另一侧。
图1为其平面图，图3为其纵剖面图。第二种，换热炉与除尘器相连的直线与小车移动方向垂直，每一个换热炉和一个除尘器组成一组，均在干燥室内部与循环风机相对应的一侧分布，每一个分布点由1-2组组成。(每组为换热炉、除尘器各1个)，每一个分布点相隔的距离一般不少于1.5m，图7所示为其平面图，图6所示为其横剖面图。
在以上两种方式中，不论采取哪一种方式排列，换热炉与除尘器均与小车在干燥室内处于同一高度，并位于小车旁边，与循环风扇相对应的另一侧。换热炉、除尘器和附属烟气管道均置于干燥器以内。
(二)换热炉的独特散热结构1．换热炉尺寸与空心管结构换热炉的尺寸、数目和设置间距依产量大小而定，炉体直径一般在0.4m以上，高度一般在1-3m。换热炉内膛做成内空圆筒，并在炉体的燃烧室上方嵌入若干个呈水平方向、与小车前进方向垂直、而且彼此平行的的空心管，在炉内的燃烧火焰和烟道气则在空心横管之外、炉膛之内盘绕上升，然后经过除尘器(8)，再经过在水平档板(14)的上面呈水平分布的烟气导管(12)，最后经过竖直分布的烟气导管和烟囱(22)而排入大气。空心管径在100-200mm左右(如
图13的a所示)，从燃料进口(18)上方100mm左右开始排列，一直到炉子顶部，如图5所示。为了使烟气顺利通过又充分散热，空心管呈一定距离的密集排列，管壁之间的距离在150-200mm左右(如
图13中的b所示)。
2．散热片结构在换热炉周围外侧还设置了长条形散热片(15)，散热片之间的间距一般为50mm，高度50-100mm，厚度3-8mm。散热片分布于炉体外侧与燃烧室相对应的部位，从比火焰燃烧稍低的炉体位置开始，一直排到顶部。散热片的设计如图4、图5所示。
通过上述两种结构，使燃烧过程产生的高温烟气不仅通过换热炉外壳，还通过换热炉外面的散热片以及内部嵌入的空心管、除尘器外壳及烟气导管，进一步加大了与干燥器内部空气的间接换热面积，使燃烧和输送过程中产生的热量得到充分散发利用，这是外置式换热炉所不及的。
(三)独特的烟气和干燥介质循环系统烟气和干燥器内的空气(干燥介质)是分开运行的。
(1)煤在换热炉中燃烧产生的高温烟气经过空心管外壁，从换热炉(7)顶部出来，经过旋风除尘器(8)除尘以后，再依次通过水平放置的烟气导管(12)、竖直烟气管道和烟囱(22)而排入大气。
(2)在空心管中间(管壁内侧)流动的则是经循环风扇吹过来的干燥介质，通过空心管散热后，进入干燥室，与烟气彼此分开。这个系统的运行路线如下在干燥器的横剖面上，(如图2，图3，图6，
图10所示)。小车的顶部和与运动方向相平行的两个侧面均为气流档板，分别从进料门(24)和出料门(25)进入的新鲜空气被位于小车上部的循环风机驱动，在位于小车之上的水平挡板(14)和竖直隔板(5)之内作垂直于小车移动方向的圆周运动，路线先是从风机出发，带走水平烟气导管(12)辐射出的热量，到达除尘器及换热炉时，再带走除尘器及换热炉体周围及其空心管散发出的热量，受热的空气再通过竖直挡板(4)下面的空档进入排列着小车的干燥室，对物料进行干燥，然后再经过下一个竖直挡板往上回到循环风扇，进入下一个循环，如此反复进行。在循环扇的上方即干燥器顶部，每隔一定距离还设有排气孔9.10，通过调节安在排气孔管道上的各个排气流量调节阀(分阀门为26，总阀门为20)可以决定排气量的多少与位置，将干燥器内的潮湿空气排入大气。排气量大的孔即为主排气孔，主排气孔的位置就决定了顺流或逆流的组合方式及区段，使干燥气流在作垂直于小车运动方向的圆周运动的司时，也作平行于小车移动方向的顺向和逆向流动。本发明采用的是混流式，小车进入干燥器以后，先进入1/4运行长度的顺流阶段，其余3/4为逆流。所以，主要排气孔也将位于小车刚进入干燥器时算起，占运行总长度1/4的位置。干燥气流的运动方向如
图10所示。
本发明的优点和积极效果1．采用了独特的结构，使本专利干燥器热利用率比一般的外置热风炉式洞道干燥器提高了30％以上；经换热炉和管道，最后排出的烟气温度也仅为50-60℃，而一般热风炉高达150-180℃。本发明的优点主要表现在以下三个方面①由于换热炉体及其附属的旋风除尘器，烟气管道的大部分(占总长度的3/4)全部置于干燥器内部，形成了一套独特的内部换热体系，一方面使燃烧过程产生的热量直接通过换热炉而散发到干燥器中，完全避免了外置换热器而造成的输送热量损失；另一方面也使烟气的热量被充分利用。
②由于换热炉体采用了独特的散热片结合内空管道的散热结构，进一步提高了换热炉的热量置换率。
③由于采用了独特的循环结构，实现了合理的介质循环方式，合理的温度、湿度调控方式和排气方式，主要体现出以下优点a．独特的介质错流运动。在本干燥器中，干燥介质受循环风(2)驱使，在循环风扇-换热炉-物料-循环风扇之间做垂直于小车运动方向的循环流动，使物料表面各部分都与干燥介质接触并做强烈的相对运动，加快了干燥速度，如图3、
图10所示。
b．独特的顺、逆流结合和温度、湿度调控体系。干燥介质在进行错流的同时还沿小车运动方向做逆流和顺流运动，形成了独特的错、顺、逆流结合的方式，气流呈螺旋式顺流和螺旋式逆流前进。在物料刚进入干燥器1/4顺流区段，从进料门进入的高温低湿空气能快速使物料升温和排出水分；在这以后3/4的逆流区段，介质则以中低温和低湿的形式从出料门进入，使干燥后期的物料不至于受高温而焦糊并进一步干燥至要求的低水分。随着干燥介质的逆流推进，介质接触含水量更高的物料时，通过温度自动感应系统和与小车平行的诸个炉体可对介质进行分段加温，并通过排风机适当排出废气，使介质在温度升高的同时，湿度也始终保持在低水平，继续具有高载湿能力，这样，在整个干燥过程中的温度和湿度始终处于理想的状态，完全克服了过去洞式干燥器的缺点。高水分物料干燥过程对介质的要求见表1．(干燥高水分物料对介质的一般要求)，本法设计干燥器的特性见表2．(不同干燥器在干燥过程中介质温、湿度的表现)。
c．通过以上独特的结构和干燥介质的独特循环运动方式以及进气排气的配合，使介质在不同阶段的温度、湿度达到科学的调控，不仅形成了一整套合理的干燥条件，克服了以往洞道干燥器不能进行动态调温调湿和介质流动方式不同所具有的缺点，也大大提高了换热率、干燥效率和产量，降低了干燥成本。
2．根据发明的要求设计、制做了相应的干燥设备，得出运行结果对比如下新型干燥器的干燥室(洞道)尺寸为5.5m×18m×3m，内装小推车40个，配置换热炉(热风炉)6台×15万大卡/台=90万大卡，被干燥物料的鲜料含水量为70％、干料含水量为10％时，产量达到7200公斤/24小时，耗煤量为5280公斤/24小时。吨产品耗煤量则为733公斤/吨。
原来的旧型洞道式干燥器(共6个，每1个各配置一台15万大卡换热炉，用旧式运行方法进行了同等物料的干燥对比)，每24小时产量为5460公斤，24小时总耗煤量为6900公斤。则吨产品耗煤量为1264公斤/吨。
1．产量比较新型干燥器(按1台15万大卡换热炉的产量计)每小时产量为50公斤，而旧型为每小时37.9公斤。新型比旧型干燥器提高产量31.9％。
2．干燥同类物料每吨成品耗煤量比较新型为733公斤/吨，旧型为1264公斤/吨。新型比旧型节煤42％。由此看出，本设计干燥器提高产量和节能效果十分显著。
表1．干燥高水分物料对介质的一般要求
表2．不同干燥器在干燥过程中介质温、湿度的表现
由表2可以看出，本发明设计的干燥条件最为理想。
图1干燥器平面图图2干燥器纵剖面图图3干燥器横剖面图图4换热炉俯视图图5换热炉正面视图图6换热炉及除尘器局部图图7干燥器平面图图8换热炉内部空心管排列图图9 烟气排放路径图
图10干燥介质流动图
图11干燥器平面图(省略烟囱)
图12干燥器平面图(省略循环电机)
图13空心管尺寸图
图14空心管局部放大
图1．小推车 14．水平挡板2．循环风扇15．散热片3．导轨16．换热器烟气导管4．竖直挡板17．空心管5．竖直隔板18．燃料进口(煤)6．循环电机19．排渣口7．换热炉 20．
排气流量调节阀(总阀8．除尘器 21．导轨车9．排气孔 22．烟气导管(含烟囱)10．排气孔 23．引风机11．小车推进器 24．门(进料)12．烟气导管 25．门(出料)13．废气导管 26．排气流量调节阀(分阀)
权利要求1.洞道式内热旋流干燥器，其特征是密闭的干洞前后有进料门24和出料门25，道内放置1-3列相互平行与前进方向一致的小车1数量为7-20节，洞道外有导轨3，导轨车21，洞内有小车推进器11，在小车旁边与小车前进平行的方向设置换热炉7和除尘器8，换热炉与除尘器与小车处于同一高度，并位于小车旁边；换热炉内膛做成内空圆筒；并在炉体的燃烧室上方嵌入呈水平方向与小车前进方向垂直，而且彼此平行的空心管17，在换热炉周围外侧还设置了长条形散热片15，散热片分布于炉体外侧与燃烧室相对应的部位，换热炉顶部有一换热器烟气导管16与除尘器相连，除尘器顶部有一烟气导管12，与竖直烟气管道和烟囱22相连，在烟气导管的末端有循环风扇2和循环电机6，循环风扇的上方有排气孔9,10，排气孔的末端接废气导管13，在相应排气孔道上有排气流量调节阀分阀26，总阀20和引风机23，小车的顶部和与运动方向相平行的两个侧面有水平档板14和坚直档板4，在小车之上还有坚直隔板5。
2.如权利要求1所述的干燥器，其特征在于换热炉和除尘器的位置可以彼此相连成一直线，这条直线与小车移动的方向平行，位于干燥器内部与循环风机相对应的另一侧，或者换热炉与除尘器相连的直线与小车移动方向垂直，每一个换热炉和一个除尘器组成一组，均在干燥室内部与循环风机相对应的一侧分布。
专利摘要洞道式内热旋流干燥器属干燥设备,是在密闭的干燥洞内设有1—3列小车7—20节,在小车旁边有换热炉和除尘器,换热炉内腔有内腔圆筒,内有平行的空心管,外侧有长条形散热片,在干燥管上方有循环风扇;换热炉、物件、循环风扇之间循环流动,合理的温度,湿度调控和排气方式,这样大大提高了换热率、干燥效率和产量,降低了干燥成本。
文档编号F26B3/14GK2330953SQ9820454
公开日1999年7月28日 申请日期1998年5月14日 优先权日1998年5月14日
发明者谢江 申请人:四川省农业科学院作物研究所