燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统与喷射干燥方法与流程

本发明涉及物料干燥相关设备技术领域，更具体地说，特别涉及一种燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统以及一种喷射干燥方法。

背景技术

喷射干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。喷射干燥的工作流程如下：于干燥室中将稀料经雾化后喷出，喷出的雾化稀料与热空气接触，稀料中的水分会迅速汽化，这样就可以得到干燥产品。喷射干燥能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品，其可省去蒸发、粉碎等工序。

根据调查研究发现，目前在陶瓷行业中，已有的喷射干燥塔蒸发量比较大，燃气轮机尾气所排放出的热量以及温度不能完全匹配喷射干燥塔满负荷运行时的热量要求，这就需要增加燃烧器补燃装置进行热量和温度补偿。

对现有技术来说，燃气轮机尾气是喷射干燥塔的主要热量来源，燃烧器补燃装置中的燃料(天然气)是以燃气轮机的尾气作为氧源(燃机尾气约15％含氧量)进行燃烧，其只是起到补充热源的作用，一旦燃气轮机出现故障，此套系统(包括后端的喷射干燥塔)将全部停机，其严重地影响了物料干燥的效率。解决上述情况的方法，较为实际的操作是对系统进行重启，并大幅度减小系统所带负荷大。

另外，目前在陶瓷行业中，陶瓷行业的热电比比较大。燃气轮机选项在电负荷满足陶瓷厂的情况下，烟气热量一般不够，温度也不太匹配，这就需要增加燃烧器补燃装置进行热量和温度补偿。

综上所述，如何提供一种陶瓷行业生产用热能补偿系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

综上所述，如何提供一种运行可靠性较高的干燥系统，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种运行稳定、使用可靠性较高的燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统。

本发明提供的技术方案如下：

一种燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统，包括有燃气轮机发电机组以及干燥塔，所述干燥塔包括有干燥室。

基于上述结构设计，本发明还提供了燃烧增温系统，所述燃烧增温系统包括有高温烟气通道，所述高温烟气通道包括有助燃气体进口、高温烟气出口以及天然气进口，所述天然气进口靠近所述助燃气体进口设置，于所述高温烟气通道内设置有燃烧器，沿所述助燃气体进口指向所述高温烟气出口的方向上、所述助燃气体进口、所述天然气进口以及所述燃烧器依次设置；

所述燃气轮机发电机组包括有燃气尾气出口，与所述燃气尾气出口连接有调控三通，所述调控三通的第一对接口与所述燃气尾气出口对接、所述调控三通的第二对接口连接有第一烟囱、所述调控三通的第三对接口连接有燃气尾气输出通道，于所述调控三通内设置有用于控制所述第二对接口导通或者封闭的第一调控阀门，于所述调控三通内设置有用于控制所述第三对接口导通或者封闭的第二调控阀门；

与所述干燥塔连接有混合通道，所述混合通道的一端与所述干燥室连通，所述混合通道的另一端与所述燃气尾气输出通道以及所述高温烟气通道对接；

与所述干燥塔连接有第二烟囱。

优选地，本发明还包括有y型三通，所述y型三通包括有两个相互靠近并形成有锐角夹角的第一连接支管和第二连接支管以及一个输出管，所述燃气尾气输出通道与所述第一连接支管连通，所述高温烟气通道与所述第二连接支管连通，所述输出管与所述混合通道连通。

优选地，于所述输出管内设置有混流板。

优选地，于所述助燃气体进口上设置有鼓风机。

优选地，于所述干燥塔与所述第二烟囱之间设置有引风机。

优选地，于所述调控三通内还设置有用于辅助控制所述第三对接口导通或者封闭的第三调控阀门。

优选地，于所述干燥塔与所述混合通道对接的位置上设置有调控用温度传感器。

基于上述的燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统，本发明还提供了一种喷射干燥方法，在该干燥方法中，其具有如下三种运行模式：

当燃气轮机发电机组满负荷运行，同时，燃烧增温系统停止运行，通过降低稀料的喷射量以满足干燥塔的运行要求；

当燃气轮机发电机组停止运行时，根据稀料的喷射量调整燃烧增温系统的运行以满足干燥塔的运行要求；

当燃气轮机发电机组运行时，根据混合温度来调整燃烧增温系统的运行以满足干燥塔的运行要求。

优选地，当燃气轮机发电机组运行时、其产生的燃气尾气温度在480℃-520℃之间，则控制燃烧增温系统产生730℃-780℃的高温烟气，将燃气尾气与高温烟气混合形成有温度在640℃-660℃之间的混合气体。

通过上述结构设计，在本发明提供的喷射干燥方法中，其使用了燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统对稀料进行喷射干燥，该喷射干燥系统包括有燃气轮机发电机组以及燃烧增温系统，燃气轮机发电机组与燃烧增温系统之间通过三通等部件耦合到一起，当燃气轮机发电机组正常运行时，关闭第一控制阀门(关闭第一烟囱)，第二控制阀门打开，燃机尾气排入后端，天然气与鼓风机鼓入的空气在燃烧器内燃烧，产生高温烟气(约750℃)与燃机尾气(约500℃)混合，混合烟气通过混流板充分混合，混合达到最佳温度(约650℃)进入喷射干燥塔。当燃气轮机发电机组出现故障时，第二控制阀门以及第三控制阀门关闭，第一控制阀门打开(打开第一烟囱)，燃机尾气通过第一烟囱排入大气，同时，增大天然气燃烧量，喷射干燥塔所需热量完全由天然气通过燃烧器燃烧获得。

本发明由于额外设置了燃烧增温系统，其能够作为主要热源对干燥塔提供热能，又能够作为辅助热源配合燃气轮机发电机组进行使用，本发明不仅工作模式多样化，同时，系统运行的可靠性得到了提高，即使有设备发生故障停机，其他的系统仍能够提供热能保证系统持续、稳定地运行。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对本申请的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1为本发明一种实施例中燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统的结构示意图；

附图标号说明：

燃气轮机发电机组1、干燥塔2、高温烟气通道3、助燃气体进口3a、高温烟气出口3b、天然气进口3c、燃烧器4、调控三通5、第一烟囱6、燃气尾气输出通道7、第一调控阀门8、第二调控阀门9、混合通道10、第二烟囱11、y型三通12、混流板13、鼓风机14、引风机15、第三调控阀门16。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。

为使图面简洁，各图中的只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。

请参考图1，图1为本发明一种实施例中燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统的结构示意图。

本发明提供了一种燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统，用于实现陶瓷稀料的雾化喷射干燥。

在本发明中，该燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统(为了便于描述，下面简称燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统为该系统)包括有燃气轮机发电机组1以及干燥塔2。

燃气轮机发电机组1是一种利用燃气轮机联轴驱动发电机的发电系统，燃气轮机以连续流动的气体为工质带动叶轮高速旋转，能够将燃料能量转变为其他形式的能量，例如电能、尾气热能以及叶轮旋转的动能。本发明则主要是利用尾气热能对稀料进行干燥。

干燥塔2包括有干燥室，稀料通过喷射的方式喷入到干燥室内，由燃气轮机发电机组1产生的尾气热能输送至干燥室内对稀料进行干燥。

在现有技术中，燃气轮机发电机组1的尾气是作为氧源参与天然气的燃烧，天然气燃烧产生的热能仅仅是对燃气轮机发电机组1的尾气进行升温，这样系统的运行完全依赖燃气轮机发电机组1是否能够正常运行。

而本发明与现有技术的不同在于，本发明还提供有一套燃烧增温系统，该燃烧增温系统独立运行，既可以对燃气轮机发电机组1的尾气进行温度补偿，又能够作为独立热源对干燥塔2的运行提供热能。

具体地，燃烧增温系统包括有高温烟气通道3，高温烟气通道3包括有助燃气体进口3a、高温烟气出口3b以及天然气进口3c。高温烟气通道3为管式结构，其两端分别为助燃气体进口3a以及高温烟气出口3b，在高温烟气通道3的侧壁并靠近助燃气体进口3a的位置上开设有天然气进口3c，与天然气进口3c对接有天然气输送管路，这样天然气就能够通过管路输送的方式从天然气进口3c进入到高温烟气通道3内。由于天然气进口3c靠近助燃气体进口3a设置，因此，天然气进入到高温烟气通道3内就可以快速地与助燃气体进行混合，便于后续燃烧。

于高温烟气通道3内设置有燃烧器4，并且在此限定：沿助燃气体进口3a指向高温烟气出口3b的方向上、助燃气体进口3a、天然气进口3c以及燃烧器4依次设置。该结构设计能够保证天然气与助燃气体充分混合后才经过燃烧器4进行燃烧，这样能够保障天然气充分燃烧，提高燃料的利用率，同时保证燃烧增温系统具有可靠地热量输出。

本发明设置的燃烧增温系统能够独立运行，其即可以作为主要热源向干燥塔2独立提供热能，又能够作为辅助热源配合燃气轮机发电机组1向干燥塔2提供热能。

为了能够将燃气轮机发电机组1与燃烧增温系统耦合到一起，本发明对燃气轮机发电机组1提出了如下优化设计：燃气轮机发电机组1包括有燃气尾气出口，与燃气尾气出口连接有调控三通5，调控三通5的第一对接口与燃气尾气出口对接、调控三通5的第二对接口连接有第一烟囱6、调控三通5的第三对接口连接有燃气尾气输出通道7，于调控三通5内设置有用于控制第二对接口导通或者封闭的第一调控阀门8，于调控三通5内设置有用于控制第三对接口导通或者封闭的第二调控阀门9。设置调控三通5的目的在于方便第一调控阀门8以及第二调控阀门9的安装，而设置第一调控阀门8以及第二调控阀门9的目的在于能够对调控三通5的第二对接口以及第三对接口进行封闭或者开启。

在本发明中，与干燥塔2连接有混合通道10，混合通道10的一端与干燥室连通，混合通道10的另一端与燃气尾气输出通道7以及高温烟气通道3对接；同时，与干燥塔2还连接有第二烟囱11。

基于上述的燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统，本发明还提供了一种喷射干燥方法，该喷射干燥方法使用如上述的喷射干燥系统对稀料进行喷射干燥。

本发明中，对于燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统的使用主要有如下三个方案：

1、燃气轮机发电机组1满负荷运行，同时，燃烧增温系统停止运行，通过降低稀料的喷射量以满足干燥塔2的运行要求；

2、当燃气轮机发电机组1停止运行时，根据稀料的喷射量调整燃烧增温系统的运行以满足干燥塔2的运行要求；

3、当燃气轮机发电机组1运行时，根据混合温度来调整燃烧增温系统的运行以满足干燥塔2的运行要求。

在第三个方案中，本发明是以温度作为调控参数，具体为：当燃气轮机发电机组1运行时、其产生的燃气尾气温度在480℃-520℃之间，则控制燃烧增温系统产生730℃-780℃的高温烟气，将燃气尾气与高温烟气混合形成有温度在640℃-660℃之间的混合气体。因此，本发明于干燥塔2与混合通道10对接的位置上设置有调控用温度传感器。

为了避免燃气轮机发电机组1产生的尾气与燃烧增温系统产生的高温烟气对冲的情况出现，本发明还提供了一个y型三通12，y型三通12包括有两个相互靠近并形成有锐角夹角的第一连接支管和第二连接支管以及一个输出管，燃气尾气输出通道7与第一连接支管连通，高温烟气通道3与第二连接支管连通，输出管与混合通道10连通。利用y型三通12能够使得尾气与高温烟气通流向输送，同时还能够进行交叉混合以提高尾气与高温烟气混合的均匀程度，尾气与高温烟气混合的越充分，混合气体的温度梯度就越小，混合气体进入到干燥塔2内，稀料的干燥效果就越高。

为了进一步提高尾气与高温烟气混合的均匀性，本发明还提供了混流板13，混流板13设置在输出管内。

在燃烧增温系统中，其是以天然气作为燃料，空气作为助燃气体，为了使得天然气充分燃烧，本发明在助燃气体进口3a上设置有鼓风机14，根据天然气的输入量，控制鼓风机14的运行功率，从而满足天然气充分燃烧的需求。需要注意的是：鼓风机14还应当避免出现过度运行的情况，这样是为了避免助燃气体输入过多而降低高温烟气温度的问题发生。

为了避免干燥塔2内部出现烟气返流的情况，本发明在干燥塔2与第二烟囱11之间设置有引风机15，利用引风机15将干燥塔2内的气体有效抽出，这就解决了烟气返流的问题。

在本实施例中，于调控三通5内还设置有用于辅助控制第三对接口导通或者封闭的第三调控阀门16。设置第三调控阀门16，能够在第二调控阀门9关闭不严的情况下，提高第三对接口封闭的气密性，保证第三对接口能够完全关闭，使得本发明的可靠性得到保障。

具体地，在本发明中，第一调控阀门8为三通阀用控制阀芯，第二调控阀门9为流量调节阀，第三调控阀门16为手动切断阀。将第一调控阀门8(三通阀用控制阀芯)安装到调控三通5上，能够使得调控三通5形成有一个与三通阀功能相同的控制阀装置。

具体地，在本发明中，第一调控阀门、第二调控阀门、第三调控阀门还可以通过其他的实现方式实现。第一调控阀门8和第二调控阀门9集成为一个三通阀用控制阀芯，通过该三通阀用控制阀芯同时控制第二对接口和第三对接口的导通或封闭。进一步地，在燃气尾气输出通道上进一步设置流量调节阀，可以调节输出通道内的烟气尾气的流量，以及辅助控制燃气尾气输出通道的导通或封闭。进一步地，在燃气尾气输出通道上再设置第三调控阀门，该第三调控阀门为手动切断阀，以进一步辅助燃气尾气输出通道的导通和关闭。

本发明提供的燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统具有如下三种运行方式：

一、燃气轮机满负荷运行，燃烧器4不运行的情况；后端喷射干燥塔2稍作调整可继续运行(降低稀料在干燥室内的喷入量)；

二、燃气轮机不运行，燃烧器4运行的情况，后端喷射干燥塔2可满负荷运行；

三、燃气轮机满负荷或者部分负荷运行，燃烧器4(负荷也可调节)运行的情况，可通过调节两者比例保障喷射干燥塔2满负荷运行。

对于第一种调节方式，可在天然气通路出现问题，或者燃烧器出现故障时，或者喷射干燥塔内的不需要大量的高温烟气时，可关闭天然气通路，只通过燃气轮机的余热尾气进行干燥即可。一般情况下，燃气轮机基本上都满负荷运行，因此，对于第二种调节方式基本上使用的很少，第二种调节方式只是作为燃气轮机出现故障时或者燃机检修时的备用方案。对于第三种运行方式，本发明可在干燥塔2的顶端设置有温度传感器，系统内的控制单元通过温度来调节天然气的燃烧量。本发明的三种调节方式可根据实际情况自由选择切换。

通过上述结构设计，在本发明提供的喷射干燥方法中，其使用了燃气尾气与高温烟气混合喷射干燥系统对稀料进行喷射干燥，该喷射干燥系统包括有燃气轮机发电机组1以及燃烧增温系统，燃气轮机发电机组1与燃烧增温系统之间通过三通等部件耦合到一起，当燃气轮机发电机组1正常运行时，关闭第一控制阀门(关闭第一烟囱6)，第二控制阀门以及第三控制阀门打开，燃机尾气排入后端，天然气与鼓风机14鼓入空气在燃烧器4内燃烧，产生高温烟气(约750℃)与燃机尾气(约500℃)混合，混合烟气通过混流板13充分均匀，烟气达到最佳温度(约650℃)进入喷射干燥塔2。当燃气轮机发电机组1出现故障时，第二控制阀门以及第三控制阀门关闭，第一控制阀门打开(打开第一烟囱6)，燃机尾气通过第一烟囱6排入大气，同时，增大天然气燃烧量，喷射干燥塔2所需热量完全由天然气通过燃烧器4燃烧获得。

本发明由于额外设置了燃烧增温系统，其能够作为主要热源对干燥塔2提供热能，又能够作为辅助热源配合燃气轮机发电机组1进行使用，本发明不仅工作模式多样化，同时，系统运行的可靠性得到了提高，即使有设备发生故障停机，其他的系统仍能够提供热能保证系统持续、稳定地运行。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。