一种物料烘干系统的制作方法

本发明涉及工业尾气处理，尤其涉及一种物料烘干系统。

背景技术：

近年来，部分地区雾霾现象严重，环境问题上升到新的高度，已经对国计民生造成严重负面影响，节能减排、根除雾霾已经成为重要的民生工程成为国家、企业倡导的重要举措。随着工业发展，工业尾气排放较为严重，通常情况下大部分工业尾气只经过简单的处理就直接排放，远不能达到环保要求。常见的工业尾气有锅炉尾气、物料预热尾气、烘干尾气等，排放的尾气不仅温度较高，能达几百度，有些还含有大量水分，不仅造成热量和水资源的浪费，还对大气有较大的污染。

针对这样的问题，目前也存在各种对尾气进行处理的处理工艺。例如申请号为201110185264.5、申请日为2011.07.04的中国发明专利就公开了一种含尘、含湿热尾气集成处理装置及处理工艺。这种处理工艺在对尾气进行处理时现将尾气通过除尘装置除尘，然后经过换热设备换热，之后经过洗涤吸收装置和喷淋装置进行水洗。

但是采用这种处理设备进行尾气处理时，换热装置的换热过程是尾气将高出的热量溢出而与换热管中的水实现热交换，这种换热方式由于换热效率有限，尾气在经过换热装置换热之后余温还比较高，这样尾气高出大气温度的这部分热量就白白浪费，热量回收率较低。而且尾气余温较高，分子运动剧烈，流速较大，在经过洗涤吸收装置和喷淋装置时，也会让洗涤吸收装置和喷淋装置的水分蒸发，造成这部分工业用水的浪费，不仅浪费水源，也大大提高了生产成本。此外，尾气余温较高时，空气分子运动剧烈，流速较大，尾气中的细微粉尘、pm2.5颗粒运动也较为剧烈，不利于沉降，不容易被喷淋吸收，在扩散到大气中后就加剧了雾霾现象。因此，这种尾气处理工艺对于水热回收十分有限，也不利于防止雾霾。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水分、热量回收率高且能有效防止雾霾的物料烘干系统。

为实现上述目的，本发明的物料烘干系统的技术方案一：包括烘干部分和连接在烘干部分的尾气出口上的尾气处理部分，所述尾气处理部分包括用于对引入的尾气进行除尘处理的除尘装置、至少一个用于对除尘处理后的尾气进行吸热、降温、冷凝、除湿处理的热泵系统以及用于对热泵系统处理过的尾气进行尘处理的湿法除尘装置，除尘装置的出风口连接热泵系统的吸热单元进风口，热泵系统的吸热单元出风口连通湿法除尘装置的进风口。

采用本发明的物料烘干系统尾气通过除尘装置进行一次除尘，能够将其中的大颗粒灰尘进行过滤；之后尾气通入热泵系统的吸热单元，在热泵系统的吸热单元尾气中的热量被大量吸走而骤然降温，实现尾气热量的充分回收，而且在这个过程中尾气中含有的水分也能够迅速凝结成水珠，凝结成的水珠也能够吸收尾气中一定的粉尘，这个过程实现对尾气的吸热、降温、冷凝和除湿处理，而且经过这样的过程，尾气温度能够被降至55°c以下；此后尾气在通过湿法除尘进行二次降温除尘时，由于尾气余温较低，不会造成湿法除尘的水分蒸发，基本不会造成湿法除尘的水分损失，而且尾气余温较低使得空气分子的运动减弱、流速降低、体积缩减，更有利于尾气中的粉尘的沉降和凝结水的吸收，能够消除排放的尾气中的pm2.5。

在物料烘干系统的技术方案一的基础上，进一步优化得到技术方案二，所述除尘装置可以优选为布袋除尘器或电除尘装置或电袋混合除尘装置或旋风除尘装置。

在物料烘干系统的技术方案一的基础上，还可以进一步优化得到技术方案三，即所述热泵系统有两个以上，两个以上热泵系统中，有至少两个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，或者有至少两个热泵系统的吸热单元在尾气输送管路的周向上并列设置，这样能够使尾气排放量较大的烘干系统的尾气温度有效降低。

在物料烘干系统的技术方案三的基础上进一步优选得到技术方案四，即所述热泵系统有两个以上，各个热泵系统的吸热单元沿气体流动路径并列设置，这种布置方式结构简单，占用空间小。

在上述物料烘干系统的四个技术方案中的任意一个的基础上，能够优化得到技术方案五，所述热泵系统的吸热单元还连接有用于回收尾气经过时生成的冷凝水的冷凝水回收装置。通过冷凝水回收装置能够将尾气降温凝结的水进行回收利用，避免浪费。

进一步地，在物料烘干系统的技术方案五的基础上得到技术方案六：所述冷凝水回收装置为与热泵系统的吸热单元连通的沉淀池，通过沉淀池能够将回收的冷凝水进行净化。

进一步地，在技术方案六的基础上得到技术方案七：所述湿法除尘装置为喷淋装置，所述喷淋装置的回收水槽与沉淀池连通而能够使喷淋后的水流入沉淀池中，这样实现了对喷淋水的集中回收。

进一步地，在技术方案七的基础上得到技术方案八：物料烘干系统还包括与沉淀池连通并供沉淀池内的上层清水流出的清水池，清水池与喷淋装置连通并向喷淋装置供水，这样实现了回收水的合理利用。

附图说明

图1为本发明的物料烘干系统的实施例一中尾气处理的流程图；

图2为本发明的物料烘干系统的实施例二中尾气处理的流程图；

图3为尾气沿除尘装置、热泵系统以及湿法除尘装置流动的示意图；

图4为本发明的物料烘干系统的实施例一中热泵系统的布置方式示意图；

图5为本发明的物料烘干系统的实施例二中热泵系统的布置方式示意图。

图中：1、烘干机；10、湿热尾气；2、除尘装置；3、粉尘收集装置；4、热泵系统；6、湿法除尘装置；7、沉淀池；8、清水池；9、排空尾气；11、冷空气；12、高温气体；13、发电站；14、锅炉；40、电力做功单元；41、吸热单元；42散热单元。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。

本发明的物料烘干系统的实施例一，如图1、4所示，包括烘干机1、用于对引入的尾气进行除尘处理的除尘装置2，还包括对除尘处理后的尾气进行吸热、降温、冷凝、除湿处理的热泵系统4以及用于对热泵系统4处理过的尾气进行二次降温除尘处理的湿法除尘装置6，除尘装置2的出风口连接热泵系统4的吸热单元进风口，热泵系统4的吸热单元出风口连通湿法除尘装置6的进风口，湿法除尘装置6连通有用于回收除尘水的沉淀池7，沉淀池7连通有清水池8，清水池8用于供沉淀池7中的上层清水流入，清水池8中的水能够再次用于湿法除尘过程。

考虑到烘干机的尾气排放量以及现有热泵系统的功率，热泵系统可以设置n个，其中n≥2，如图4所示，各个热泵系统的吸热单元41沿气体流动路径并列设置。

将烘干机1所排放的湿热尾气10通过除尘装置2进行一级除尘，能够将尾气中的大颗粒粉尘过滤，并有粉尘收集装置3收集；在尾气经过一级除尘后，引入热泵系统4的吸热单元41内，热泵系统4通过电力做功单元40做功将经过吸热单元41的湿热尾气热量吸收而使其骤然降温并降至55°c以下，此时，由于尾气温度从几百度骤降，尾气内的水分会迅速凝结成水珠，这个过程不仅实现了对湿热尾气的吸热、降温，而且还实现对湿热尾气的冷凝、除湿；吸热单元41将热量传输至散热单元42后，外界的冷空气11与散热单元42发生热交换并提值升温形成高温气体12，高温气体12可以后续利用，例如再次用于烘干机1的物料烘干，也可以用在锅炉14中节省燃料；再之后，降低至较低温度的尾气再通过湿法除尘装置6进行二次降温除尘处理，就能够实现对尾气的高度除尘、热量和水分的充分回收。

本发明的物料烘干系统的主要特点是，通过热泵系统能够最大化的吸收尾气中的热量、最大化的降低尾气的温度，通过热泵系统的作用进行升温提值后将热量后续利用，这样实现了热量的有效回收利用。而且尾气温度最大化的降低之后，为后续的湿法除尘过程提供了有利条件，因为在尾气温度较高时进行湿法除尘处理，尾气中的热量会在湿法除尘时造成湿法除尘的水分蒸发，加剧了湿法除尘用水消耗量，而且尾气温度较高时，空气分子运动距离、流速较高，尾气中含有的细微颗粒，如pm2.5颗粒，活动剧烈，不易沉降，在湿法除尘过程中也不容易被吸收。而通过热泵系统将尾气温度降低后，空气分子运动减弱、流速降低，尾气中含有的细微颗粒活动减弱，便于沉降，而且在湿法除尘过程中也便于被水分吸收，且不会造成水分蒸发，不仅优化了除尘效果，而且节省了除尘用水。

通过上述的分析可知，尾气在通过热泵系统时温度降得越低，就越有利于后续的湿法除尘，因此，考虑到电能损耗和除尘效果，优选地在尾气通过热泵系统之后将其温度降至40℃以下或者降至常温（25℃）以下。

本发明的物料烘干系统还包括通过冷凝水回收装置对在尾气通过热泵系统的吸热单元时凝结的冷凝水进行回收，避免水分浪费。考虑到烘干塔尾气中的水分含量较多，冷凝过程产生的水较多，本实施例中采用沉淀池7作为冷凝水回收装置对水分进行回收。而且沉淀池7还用于回收湿法除尘过程的除尘水，这样除尘水和冷凝水在沉淀池7中沉淀后上层清水可以引入清水池8中，并再次利用在湿法除尘过程中，节约水源。

本发明还提供了物料烘干系统的实施例二，如图2、5所示，实施例二中经过热泵系统生成的高温气体12用于发电站13的发电所用。热泵系统有四个，且各个热泵系统的吸热单元41绕尾气输送管路的周向均匀布置。当然，在其他实施方式中，热泵系统可以有三个或五个或六个以上。在热泵系统的功率足以满足降温要求时，热泵系统甚至可以为一个。

上述两种物料烘干系统的实施例中，除尘装置为布袋除尘器，湿法除尘装置为喷淋装置，当然，在其他实施方式中，除尘装置也可以为旋风除尘器或者为电除尘装置或者为电袋除尘装置，湿法除尘装置可以为通过沉降池过滤或者为洗涤除尘装置。

采用本发明的物料烘干系统能够有效的将尾气中热量回收，同时在湿法除尘之前将尾气温度降低到55°c以下甚至更低，这样在湿法除尘过程有利于节省水源、有效除尘、有效治霾。