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一種冷凝式干燥方法

文檔序號:4675228閱讀:557來源:國知局
專利名稱:一種冷凝式干燥方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及干燥技術(shù)領(lǐng)域,是一種物料冷凝式干燥方法。
背景技術(shù)
熱干燥是一類常用的干燥方法,隨著能源供應(yīng)的緊張和能源價格的上 漲,其能耗也成為技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵之一。
現(xiàn)有技術(shù)中常利用余熱為熱干燥過程提供熱量。比如利用換熱介質(zhì)從 鍋爐煙氣中吸熱,在干燥器中放熱,使物料升溫、干燥。但現(xiàn)有的鍋爐煙 氣余熱利用大都只利用煙氣的顯熱,煙氣降溫后溫度仍高于水蒸氣露點(diǎn), 水蒸氣不會凝結(jié)下來,而是隨煙氣排放,這樣水蒸氣就會帶走大量的汽化 潛熱。
雖然通過用冷媒介質(zhì),如冷水、冷空氣等可以使煙氣溫度降至露點(diǎn)以 下,回收煙氣的顯熱和潛熱,但普通鍋爐排煙中的水蒸氣含量(以體積計)
一般不會超過20%,此時煙氣的露點(diǎn)低于6(TC,利用途徑非常有限,常用
的煙氣余熱利用途徑,如加熱生活熱水、低溫地板輻射采暖、加熱采暖系
統(tǒng)回水、加熱補(bǔ)給水、預(yù)熱空氣及熱風(fēng)利用等,利用溫度都與60'C的露點(diǎn)
溫度溫差較小,因此通常僅能回收較少的熱量。因此,利用途徑的局限, 是煙氣余熱深度利用中主要的障礙。
同時由于普通鍋爐燃用的燃料中含硫,排煙溫度若降至露點(diǎn)以下,會 帶來低溫腐蝕,與采用抗腐蝕材料制作換熱器的成本的增加相比,回收的 煙氣余熱顯得得不償失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種冷凝式干燥方法,可以深度利用鍋爐排煙的 余熱干燥高含水率物料,充分利用煙氣的余熱,達(dá)到節(jié)能的目的。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下一種冷凝式干燥方法,將鍋爐排出的熱煙氣和待干燥的物料分別引入
間壁式換熱器,使煙氣在換熱器中冷卻至露點(diǎn),使煙氣中的水蒸氣凝結(jié); 待干燥的物料吸收煙氣降溫釋放的顯熱和水蒸氣凝結(jié)釋放的潛熱,溫度升 高,水分蒸發(fā),從而被干燥;將干燥后的物料,煙氣、從物料中蒸發(fā)出來 的水蒸氣、煙氣的冷凝液分別引出換熱器;其中,鍋爐排出的熱煙氣中的 水蒸氣含量>30%,待干燥的物料吸收的水蒸氣凝結(jié)釋放的潛熱多于其吸 收的煙氣降溫釋放的顯熱。
所述的冷凝式干燥方法,其所述鍋爐排出的熱煙氣為經(jīng)除塵器除塵后 的煙氣。
所述的冷凝式干燥方法,其所述煙氣從間壁式換熱器引出后,與經(jīng)過 預(yù)熱的空氣混合,再經(jīng)煙囪排放。
所述的冷凝式干燥方法,其所述煙氣從間壁式換熱器引出,其部分或 全部經(jīng)尾部煙道再熱后,再經(jīng)煙囪排放。
所述的冷凝式干燥方法,其所述待干燥的物料為含水率〉60%的濕污 泥、褐煤、生物質(zhì)燃料。
所述的冷凝式干燥方法,其所述鍋爐用的燃料,為經(jīng)間壁式換熱器干 燥過的物料。
本發(fā)明方法,充分利用煙氣的余熱,達(dá)到節(jié)能、減少成本的目的。


圖l是本發(fā)明的方法示意圖; 圖2是本發(fā)明的實施例示意圖。
具體實施例方式
見圖l,為本發(fā)明方法的示意圖,其原理是
由于燃料中含水,或是燃料中氫的燃燒,鍋爐的煙氣中含有或多或少 的水蒸氣。鍋爐的排煙溫度通常為100 250°C,煙氣中的水蒸氣還處于過 熱蒸汽狀態(tài)。如果使煙氣溫度降到露點(diǎn)溫度以下,其中的一部分水蒸氣將 凝結(jié),釋放出大量汽化潛熱。燃用含水率較高的燃料的鍋爐,或者天熱氣 鍋爐,煙氣中水蒸氣含量較多,常常超過30%,可供回收利用的汽化潛熱數(shù)量可觀,因此可以利用這部分汽化潛熱來預(yù)干燥燃料、提高入爐燃料的 熱值,或用來干燥高含水率的物料。
對于水蒸氣含量達(dá)到30%的煙氣,露點(diǎn)接近7(TC;水蒸氣含量達(dá)到50% 時,則露點(diǎn)可達(dá)8(TC;由于煙氣中含有微量粉塵和酸性氣體,露點(diǎn)還可能 上升至9(TC。同時,由于高含水率物料的干燥過程,主要是物料中的水分 的蒸發(fā)過程,此過程需要吸收大量的汽化潛熱,同時保持溫度不變,這恰
恰可以與煙氣中的水蒸氣凝結(jié)過程相互匹配換熱器中一側(cè)發(fā)生冷凝放
熱,另一側(cè)發(fā)生蒸發(fā)吸熱,同時保持溫差基本不變。因此,利用這種冷凝 與蒸發(fā)的相互匹配發(fā)明的冷凝式干燥方法為深度利用煙氣余熱找到了很 好的利用途徑。
由于天熱氣含硫極少,對普通鍋爐而言,煙氣中的水蒸氣冷凝導(dǎo)致的 低溫腐蝕困擾,就不復(fù)存在了。而對于燃用污泥的鍋爐或焚燒爐,采用冷 凝式干燥對污泥進(jìn)行的預(yù)干燥,可使其含水率降低幾個百分點(diǎn),這幾個百 分點(diǎn)若正處于濕污泥能否自持燃燒的分界點(diǎn)上,對于污泥焚燒爐的意義就 是是否需要設(shè)置輔助燃料系統(tǒng)的重大差別,因此,在污泥焚燒爐中,深度 利用煙氣的余熱,具有重要的經(jīng)濟(jì)價值和現(xiàn)實意義。同時,對于燃用高含 水率褐煤的鍋爐,深度利用煙氣余熱對褐煤進(jìn)行預(yù)干燥,則可改善其可磨
性、提高入爐褐煤的熱值;對于高含水率的生物質(zhì),深度利用煙氣余熱進(jìn) 行預(yù)干燥,也可提高其熱值,從而提高增加經(jīng)濟(jì)性。
由于間壁式換熱器排出煙氣為飽和狀態(tài),煙氣在煙囪中將會有水蒸氣 隨著溫度降低而繼續(xù)冷凝,為了避免這個問題,需對煙氣進(jìn)行加溫后再經(jīng) 煙囪排放。對煙氣加溫的手段可以是與經(jīng)過預(yù)熱的熱空氣混合,也可以是 將部分或全部的煙氣進(jìn)行加熱。無論是空氣的預(yù)熱,還是煙氣的再熱,熱 量都來自于通入間壁式換熱器之前的溫度較高的煙氣。由于通入間壁式換 熱器之前的煙氣中含有較多的水蒸氣,因此焓值較高,從中吸收部分熱量 用于直接或通過間接加熱水蒸氣大量冷凝后的煙氣,并不會使其溫度大幅 度降低。
因此,本發(fā)明的冷凝式干燥方法,巧妙利用了冷凝與蒸發(fā)過程的相互 匹配關(guān)系,深度利用了鍋爐煙氣余熱,干燥高含水率物料,節(jié)約能源,有 利于提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性。實施例
見圖2,將燃用污泥的鍋爐排出的150°C、濕度為50%的煙氣11,經(jīng)除 塵器2除塵后,通入間壁式換熱器l的一側(cè),同時將25'C、含水率為80% 的濕污泥21送入間壁式換熱器的另一側(cè)。
煙氣11被污泥冷卻,降溫至露點(diǎn),水蒸氣冷凝,被過冷至7(TC引出 間壁式換熱器l。污泥21被煙氣11間接加熱,水分蒸發(fā),被干燥至含水 率75%、 85°C,排出間壁式換熱器l。
煙氣11中水蒸氣冷凝而成的冷凝液13從換熱器1底部引出,污泥21 中的水蒸氣23從換熱器1頂部引出。
將經(jīng)間壁式換熱器1干燥后的污泥22送入鍋爐爐膛燃燒,污泥22中 剩余的水分隨煙氣11排出鍋爐;含有大量水蒸氣的煙氣11在間壁式換熱 器1中冷凝放熱,干燥待焚燒的濕污泥21。
為避免間壁式換熱器1排出的水蒸氣飽和的煙氣12在煙囪4中進(jìn)一 步冷凝,加入預(yù)熱到25(TC的熱空氣31,使煙氣12升溫至遠(yuǎn)離露點(diǎn)溫度, 再經(jīng)煙囪4排放;熱空氣31來自于設(shè)置在鍋爐尾部煙道中的空氣加熱器, 利用流經(jīng)間壁式干燥器1之前的煙氣11進(jìn)行加熱。也可以將部分煙氣12 送回鍋爐尾部煙道再熱,再與其余煙氣12混合,使煙氣升溫至遠(yuǎn)離露點(diǎn) 溫度。還可以直接將全部煙氣12送回鍋爐尾部煙道再熱。
權(quán)利要求
1. 一種冷凝式干燥方法,其特征在于,將鍋爐排出的熱煙氣和待干燥的物料分別引入間壁式換熱器,使煙氣在換熱器中冷卻至露點(diǎn),使煙氣中的水蒸氣凝結(jié);待干燥的物料吸收煙氣降溫釋放的顯熱和水蒸氣凝結(jié)釋放的潛熱,溫度升高,水分蒸發(fā),從而被干燥;將干燥后的物料,煙氣、從物料中蒸發(fā)出來的水蒸氣、煙氣的冷凝液分別引出換熱器;其中,鍋爐排出的熱煙氣中的水蒸氣含量>30%,待干燥的物料吸收的水蒸氣凝結(jié)釋放的潛熱多于其吸收的煙氣降溫釋放的顯熱。
2. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥方法,其特征在于,所述鍋爐排出 的熱煙氣為經(jīng)除塵器除塵后的煙氣。
3. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥方法,其特征在于,所述煙氣從間 壁式換熱器引出后,與經(jīng)過預(yù)熱的空氣混合,再經(jīng)煙囪排放。
4. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥方法,其特征在于,所述煙氣從間 壁式換熱器引出,其部分或全部經(jīng)尾部煙道再熱后,再經(jīng)煙囪排放。
5. 按權(quán)利要求1所述的冷凝式干燥方法,其特征在于,所述待干燥的 物料為含水率〉60%的濕污泥、褐煤、生物質(zhì)燃料。
6. 按權(quán)利要求5所述的冷凝式干燥方法,其特征在于,所述鍋爐用的 燃料,為經(jīng)間壁式換熱器干燥過的物料。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種冷凝式干燥方法,涉及干燥技術(shù),其包括步驟A)將鍋爐排出的熱煙氣和待干燥的物料分別引入間壁式換熱器,鍋爐排出的熱煙氣中的水蒸氣含量高于30%;B)使煙氣在換熱器中冷卻至露點(diǎn),使煙氣中的水蒸氣凝結(jié);待干燥的物料吸收煙氣降溫釋放的顯熱和水蒸氣凝結(jié)釋放的潛熱,溫度升高,水分蒸發(fā),從而被干燥;C)將干燥后的物料,煙氣、從物料中蒸發(fā)出來的水蒸氣、煙氣的冷凝液分別引出換熱器。本發(fā)明方法,充分利用煙氣的余熱,達(dá)到節(jié)能、減少成本的目的。
文檔編號F26B3/00GK101430161SQ200810238870
公開日2009年5月13日 申請日期2008年12月3日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月3日
發(fā)明者包紹麟, 呂清剛, 朱建國, 李云玉, 李詩媛, 那永潔, 鳴 高 申請人:中國科學(xué)院工程熱物理研究所
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