專(zhuān)利名稱(chēng)：洞道式內(nèi)熱旋流干燥器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬干燥設(shè)備。本技術(shù)提供一種主要用于食品的節(jié)能高效的洞道式內(nèi)熱干燥器，因?yàn)楦稍餁饬髟诙吹纼?nèi)既有垂直于小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的“錯(cuò)流”，又有與小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向相同及相反的“順流”和“逆流”，故取名為“旋流”。這種干燥器適合于干燥片、條、絲及多種不定形的塊狀等物料，特別適合干燥含水量較高(含水量在50％以上)的物料。
目前與本發(fā)明相近的設(shè)備有洞道式順流、逆流和混流干燥器。這幾種干燥器均由若干個(gè)裝有多層物料的小車(chē)在洞道內(nèi)連續(xù)移動(dòng)并通過(guò)不同的介質(zhì)流動(dòng)方式來(lái)完成干燥過(guò)程。它們目前存在的缺點(diǎn)是1．熱量損失較大，這主要由兩方面造成第一，熱量輸送損失。由于目前這類(lèi)洞道式干燥器都是外熱式，即提供干燥介質(zhì)的熱風(fēng)爐及其相應(yīng)附屬除塵器和輸送管道全部位于干燥器之外，空氣經(jīng)熱風(fēng)爐單獨(dú)換熱后，再輸入干燥器，所以，在換熱及輸送過(guò)程中，相當(dāng)一部分熱量散發(fā)到空氣當(dāng)中。第二，由于煙氣排放溫度高而損失了大量熱能。熱風(fēng)爐(以煤、燃油、燃?xì)鉃槿剂?在燃燒過(guò)程中排入大氣的煙氣溫度較高，一般都在150-180℃，這一部分煙氣的熱量也未能有效加以利用。而本發(fā)明的熱風(fēng)煙氣排放溫度僅為50-60℃，相比之下，前者的熱能大量流失。2．無(wú)法按照物料干燥進(jìn)程提供最佳的溫度、濕度等條件。含水量較大的農(nóng)副產(chǎn)品(一般含水量都在50％以上)干燥時(shí)間較長(zhǎng)，干燥脫水量大，還具有一定的熱敏性，一般要求干燥初期采用較高的運(yùn)行溫度，以提高干燥速度。隨著干燥進(jìn)程的延續(xù)，在干燥后期隨著物料含水量的降低，干燥介質(zhì)溫度也應(yīng)逐步降低，以保證產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量；同時(shí)還要求在干燥的全過(guò)程力求保持一種較低的介質(zhì)相對(duì)濕度，以利于帶走物料水分。
目前與本法類(lèi)似的洞道式干燥器有順流式、逆流式以及單純的混流式的流動(dòng)方式，在介質(zhì)氣體流動(dòng)方式、熱量及濕度的分布上均不能較好地達(dá)到上面所要求的理想干燥條件。
①順流式干燥是洞道內(nèi)熱空氣的流動(dòng)方向與小車(chē)前進(jìn)方向一致，這種方式的干燥器存在的主要缺點(diǎn)是干燥的空氣介質(zhì)與物料接觸以后，隨著干燥的進(jìn)程，介質(zhì)空氣濕度不斷升高，導(dǎo)致后期的物料干燥速度很慢，產(chǎn)量下降，成本升高。
②逆流式干燥是洞道內(nèi)熱空氣的流動(dòng)方向與小車(chē)前進(jìn)方向相反，其主要缺點(diǎn)是干燥的高溫空氣介質(zhì)一開(kāi)始就與即將完成干燥的含水量低的物料接觸，如果介質(zhì)溫度過(guò)高，極易造成物料焦糊，破壞產(chǎn)品質(zhì)量，如果介質(zhì)溫度降得過(guò)低，又會(huì)使干燥速度大大降低，無(wú)法帶走新鮮物料的水分。所以，介質(zhì)溫度不易達(dá)到兩兼顧。還有一個(gè)缺點(diǎn)就是介質(zhì)吸收的水汽容易冷凝在最初進(jìn)入干燥器的濕物料上面，影響干燥能力。
③為了克服上述缺點(diǎn)，有時(shí)也采用混流式，把洞道分為兩段，一段采用順流式，另一段采用逆流式。但這種方式也僅僅是單純的順流和逆流的組合，沒(méi)有按照干燥進(jìn)程和物料的特性對(duì)在不同干燥進(jìn)程中的溫度和濕度進(jìn)行調(diào)節(jié)，無(wú)法同時(shí)克服順流和逆流的缺點(diǎn)，比如逆流干燥末期由于溫度造成的焦糊和干燥速度的矛盾問(wèn)題就沒(méi)有解決，處于逆流段的介質(zhì)溫度和濕度也無(wú)法實(shí)行動(dòng)態(tài)調(diào)控達(dá)到理想水平。
本發(fā)明的目的是提供一種新型干燥器，采用獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和合理調(diào)配整個(gè)干燥過(guò)程中干燥介質(zhì)的溫度、濕度和流量，充分利用熱能，提高干燥效率及產(chǎn)量，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低干燥成本。
本發(fā)明的詳細(xì)說(shuō)明和實(shí)施例(一)在干燥器內(nèi)的小車(chē)、換熱爐和除塵器的總體布局方式在密閉的干燥洞道內(nèi)放置1-3列相互平行、而且前進(jìn)方向一致的小車(chē)，洞長(zhǎng)6-40m，一般不超過(guò)30m；洞寬3-6m，高1.5-3.5m。小車(chē)的列數(shù)和每列的節(jié)數(shù)可以根據(jù)需要而變化，一般為1-3列，每列般為7-20節(jié)。小車(chē)設(shè)置若干橫隔架，以分層放置進(jìn)料盤(pán)。在小車(chē)旁邊與小車(chē)前進(jìn)相平行的方向上設(shè)置采用煤、油或燃?xì)獾膿Q熱爐，換熱爐和與之相連的除塵器均內(nèi)置。主要通過(guò)爐體及周?chē)c之連接的除塵器以及煙道的熱輻射作用和對(duì)流的空氣將熱量傳給干燥室內(nèi)的空氣介質(zhì)。小車(chē)的前進(jìn)方向如


圖1所示。
換熱爐(7)與除塵器(8)有兩種排列方式。第一種，換熱爐與除塵器彼此相連成一條直線，這條直線與小車(chē)移動(dòng)的方向平行，位于干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)。
圖1為其平面圖，圖3為其縱剖面圖。第二種，換熱爐與除塵器相連的直線與小車(chē)移動(dòng)方向垂直，每一個(gè)換熱爐和一個(gè)除塵器組成一組，均在干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的一側(cè)分布，每一個(gè)分布點(diǎn)由1-2組組成。(每組為換熱爐、除塵器各1個(gè))，每一個(gè)分布點(diǎn)相隔的距離一般不少于1.5m，圖7所示為其平面圖，圖6所示為其橫剖面圖。
在以上兩種方式中，不論采取哪一種方式排列，換熱爐與除塵器均與小車(chē)在干燥室內(nèi)處于同一高度，并位于小車(chē)旁邊，與循環(huán)風(fēng)扇相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)。換熱爐、除塵器和附屬煙氣管道均置于干燥器以?xún)?nèi)。
(二)換熱爐的獨(dú)特散熱結(jié)構(gòu)1．換熱爐尺寸與空心管結(jié)構(gòu)換熱爐的尺寸、數(shù)目和設(shè)置間距依產(chǎn)量大小而定，爐體直徑一般在0.4m以上，高度一般在1-3m。換熱爐內(nèi)膛做成內(nèi)空?qǐng)A筒，并在爐體的燃燒室上方嵌入若干個(gè)呈水平方向、與小車(chē)前進(jìn)方向垂直、而且彼此平行的的空心管，在爐內(nèi)的燃燒火焰和煙道氣則在空心橫管之外、爐膛之內(nèi)盤(pán)繞上升，然后經(jīng)過(guò)除塵器(8)，再經(jīng)過(guò)在水平檔板(14)的上面呈水平分布的煙氣導(dǎo)管(12)，最后經(jīng)過(guò)豎直分布的煙氣導(dǎo)管和煙囪(22)而排入大氣?？招墓軓皆?00-200mm左右(如
圖13的a所示)，從燃料進(jìn)口(18)上方100mm左右開(kāi)始排列，一直到爐子頂部，如圖5所示。為了使煙氣順利通過(guò)又充分散熱，空心管呈一定距離的密集排列，管壁之間的距離在150-200mm左右(如
圖13中的b所示)。
2．散熱片結(jié)構(gòu)在換熱爐周?chē)鈧?cè)還設(shè)置了長(zhǎng)條形散熱片(15)，散熱片之間的間距一般為50mm，高度50-100mm，厚度3-8mm。散熱片分布于爐體外側(cè)與燃燒室相對(duì)應(yīng)的部位，從比火焰燃燒稍低的爐體位置開(kāi)始，一直排到頂部。散熱片的設(shè)計(jì)如圖4、圖5所示。
通過(guò)上述兩種結(jié)構(gòu)，使燃燒過(guò)程產(chǎn)生的高溫?zé)煔獠粌H通過(guò)換熱爐外殼，還通過(guò)換熱爐外面的散熱片以及內(nèi)部嵌入的空心管、除塵器外殼及煙氣導(dǎo)管，進(jìn)一步加大了與干燥器內(nèi)部空氣的間接換熱面積，使燃燒和輸送過(guò)程中產(chǎn)生的熱量得到充分散發(fā)利用，這是外置式換熱爐所不及的。
(三)獨(dú)特的煙氣和干燥介質(zhì)循環(huán)系統(tǒng)煙氣和干燥器內(nèi)的空氣(干燥介質(zhì))是分開(kāi)運(yùn)行的。
(1)煤在換熱爐中燃燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過(guò)空心管外壁，從換熱爐(7)頂部出來(lái)，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)除塵器(8)除塵以后，再依次通過(guò)水平放置的煙氣導(dǎo)管(12)、豎直煙氣管道和煙囪(22)而排入大氣。
(2)在空心管中間(管壁內(nèi)側(cè))流動(dòng)的則是經(jīng)循環(huán)風(fēng)扇吹過(guò)來(lái)的干燥介質(zhì)，通過(guò)空心管散熱后，進(jìn)入干燥室，與煙氣彼此分開(kāi)。這個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行路線如下在干燥器的橫剖面上，(如圖2，圖3，圖6，
圖10所示)。小車(chē)的頂部和與運(yùn)動(dòng)方向相平行的兩個(gè)側(cè)面均為氣流檔板，分別從進(jìn)料門(mén)(24)和出料門(mén)(25)進(jìn)入的新鮮空氣被位于小車(chē)上部的循環(huán)風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，在位于小車(chē)之上的水平擋板(14)和豎直隔板(5)之內(nèi)作垂直于小車(chē)移動(dòng)方向的圓周運(yùn)動(dòng)，路線先是從風(fēng)機(jī)出發(fā)，帶走水平煙氣導(dǎo)管(12)輻射出的熱量，到達(dá)除塵器及換熱爐時(shí)，再帶走除塵器及換熱爐體周?chē)捌淇招墓苌l(fā)出的熱量，受熱的空氣再通過(guò)豎直擋板(4)下面的空檔進(jìn)入排列著小車(chē)的干燥室，對(duì)物料進(jìn)行干燥，然后再經(jīng)過(guò)下一個(gè)豎直擋板往上回到循環(huán)風(fēng)扇，進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)，如此反復(fù)進(jìn)行。在循環(huán)扇的上方即干燥器頂部，每隔一定距離還設(shè)有排氣孔9.10，通過(guò)調(diào)節(jié)安在排氣孔管道上的各個(gè)排氣流量調(diào)節(jié)閥(分閥門(mén)為26，總閥門(mén)為20)可以決定排氣量的多少與位置，將干燥器內(nèi)的潮濕空氣排入大氣。排氣量大的孔即為主排氣孔，主排氣孔的位置就決定了順流或逆流的組合方式及區(qū)段，使干燥氣流在作垂直于小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的圓周運(yùn)動(dòng)的司時(shí)，也作平行于小車(chē)移動(dòng)方向的順向和逆向流動(dòng)。本發(fā)明采用的是混流式，小車(chē)進(jìn)入干燥器以后，先進(jìn)入1/4運(yùn)行長(zhǎng)度的順流階段，其余3/4為逆流。所以，主要排氣孔也將位于小車(chē)剛進(jìn)入干燥器時(shí)算起，占運(yùn)行總長(zhǎng)度1/4的位置。干燥氣流的運(yùn)動(dòng)方向如
圖10所示。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1．采用了獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使本專(zhuān)利干燥器熱利用率比一般的外置熱風(fēng)爐式洞道干燥器提高了30％以上；經(jīng)換熱爐和管道，最后排出的煙氣溫度也僅為50-60℃，而一般熱風(fēng)爐高達(dá)150-180℃。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面①由于換熱爐體及其附屬的旋風(fēng)除塵器，煙氣管道的大部分(占總長(zhǎng)度的3/4)全部置于干燥器內(nèi)部，形成了一套獨(dú)特的內(nèi)部換熱體系，一方面使燃燒過(guò)程產(chǎn)生的熱量直接通過(guò)換熱爐而散發(fā)到干燥器中，完全避免了外置換熱器而造成的輸送熱量損失；另一方面也使煙氣的熱量被充分利用。
②由于換熱爐體采用了獨(dú)特的散熱片結(jié)合內(nèi)空管道的散熱結(jié)構(gòu)，進(jìn)一步提高了換熱爐的熱量置換率。
③由于采用了獨(dú)特的循環(huán)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了合理的介質(zhì)循環(huán)方式，合理的溫度、濕度調(diào)控方式和排氣方式，主要體現(xiàn)出以下優(yōu)點(diǎn)a．獨(dú)特的介質(zhì)錯(cuò)流運(yùn)動(dòng)。在本干燥器中，干燥介質(zhì)受循環(huán)風(fēng)(2)驅(qū)使，在循環(huán)風(fēng)扇-換熱爐-物料-循環(huán)風(fēng)扇之間做垂直于小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向的循環(huán)流動(dòng)，使物料表面各部分都與干燥介質(zhì)接觸并做強(qiáng)烈的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，加快了干燥速度，如圖3、
圖10所示。
b．獨(dú)特的順、逆流結(jié)合和溫度、濕度調(diào)控體系。干燥介質(zhì)在進(jìn)行錯(cuò)流的同時(shí)還沿小車(chē)運(yùn)動(dòng)方向做逆流和順流運(yùn)動(dòng)，形成了獨(dú)特的錯(cuò)、順、逆流結(jié)合的方式，氣流呈螺旋式順流和螺旋式逆流前進(jìn)。在物料剛進(jìn)入干燥器1/4順流區(qū)段，從進(jìn)料門(mén)進(jìn)入的高溫低濕空氣能快速使物料升溫和排出水分；在這以后3/4的逆流區(qū)段，介質(zhì)則以中低溫和低濕的形式從出料門(mén)進(jìn)入，使干燥后期的物料不至于受高溫而焦糊并進(jìn)一步干燥至要求的低水分。隨著干燥介質(zhì)的逆流推進(jìn)，介質(zhì)接觸含水量更高的物料時(shí)，通過(guò)溫度自動(dòng)感應(yīng)系統(tǒng)和與小車(chē)平行的諸個(gè)爐體可對(duì)介質(zhì)進(jìn)行分段加溫，并通過(guò)排風(fēng)機(jī)適當(dāng)排出廢氣，使介質(zhì)在溫度升高的同時(shí)，濕度也始終保持在低水平，繼續(xù)具有高載濕能力，這樣，在整個(gè)干燥過(guò)程中的溫度和濕度始終處于理想的狀態(tài)，完全克服了過(guò)去洞式干燥器的缺點(diǎn)。高水分物料干燥過(guò)程對(duì)介質(zhì)的要求見(jiàn)表1．(干燥高水分物料對(duì)介質(zhì)的一般要求)，本法設(shè)計(jì)干燥器的特性見(jiàn)表2．(不同干燥器在干燥過(guò)程中介質(zhì)溫、濕度的表現(xiàn))。
c．通過(guò)以上獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和干燥介質(zhì)的獨(dú)特循環(huán)運(yùn)動(dòng)方式以及進(jìn)氣排氣的配合，使介質(zhì)在不同階段的溫度、濕度達(dá)到科學(xué)的調(diào)控，不僅形成了一整套合理的干燥條件，克服了以往洞道干燥器不能進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)溫調(diào)濕和介質(zhì)流動(dòng)方式不同所具有的缺點(diǎn)，也大大提高了換熱率、干燥效率和產(chǎn)量，降低了干燥成本。
2．根據(jù)發(fā)明的要求設(shè)計(jì)、制做了相應(yīng)的干燥設(shè)備，得出運(yùn)行結(jié)果對(duì)比如下新型干燥器的干燥室(洞道)尺寸為5.5m×18m×3m，內(nèi)裝小推車(chē)40個(gè)，配置換熱爐(熱風(fēng)爐)6臺(tái)×15萬(wàn)大卡/臺(tái)=90萬(wàn)大卡，被干燥物料的鮮料含水量為70％、干料含水量為10％時(shí)，產(chǎn)量達(dá)到7200公斤/24小時(shí)，耗煤量為5280公斤/24小時(shí)。噸產(chǎn)品耗煤量則為733公斤/噸。
原來(lái)的舊型洞道式干燥器(共6個(gè)，每1個(gè)各配置一臺(tái)15萬(wàn)大卡換熱爐，用舊式運(yùn)行方法進(jìn)行了同等物料的干燥對(duì)比)，每24小時(shí)產(chǎn)量為5460公斤，24小時(shí)總耗煤量為6900公斤。則噸產(chǎn)品耗煤量為1264公斤/噸。
1．產(chǎn)量比較新型干燥器(按1臺(tái)15萬(wàn)大卡換熱爐的產(chǎn)量計(jì))每小時(shí)產(chǎn)量為50公斤，而舊型為每小時(shí)37.9公斤。新型比舊型干燥器提高產(chǎn)量31.9％。
2．干燥同類(lèi)物料每噸成品耗煤量比較新型為733公斤/噸，舊型為1264公斤/噸。新型比舊型節(jié)煤42％。由此看出，本設(shè)計(jì)干燥器提高產(chǎn)量和節(jié)能效果十分顯著。
表1．干燥高水分物料對(duì)介質(zhì)的一般要求
表2．不同干燥器在干燥過(guò)程中介質(zhì)溫、濕度的表現(xiàn)
由表2可以看出，本發(fā)明設(shè)計(jì)的干燥條件最為理想。
圖1干燥器平面圖圖2干燥器縱剖面圖圖3干燥器橫剖面圖圖4換熱爐俯視圖圖5換熱爐正面視圖圖6換熱爐及除塵器局部圖圖7干燥器平面圖圖8換熱爐內(nèi)部空心管排列圖圖9 煙氣排放路徑圖
圖10干燥介質(zhì)流動(dòng)圖
圖11干燥器平面圖(省略煙囪)
圖12干燥器平面圖(省略循環(huán)電機(jī))
圖13空心管尺寸圖
圖14空心管局部放大
圖1．小推車(chē) 14．水平擋板2．循環(huán)風(fēng)扇15．散熱片3．導(dǎo)軌16．換熱器煙氣導(dǎo)管4．豎直擋板17．空心管5．豎直隔板18．燃料進(jìn)口(煤)6．循環(huán)電機(jī)19．排渣口7．換熱爐 20．
排氣流量調(diào)節(jié)閥(總閥8．除塵器 21．導(dǎo)軌車(chē)9．排氣孔 22．煙氣導(dǎo)管(含煙囪)10．排氣孔 23．引風(fēng)機(jī)11．小車(chē)推進(jìn)器 24．門(mén)(進(jìn)料)12．煙氣導(dǎo)管 25．門(mén)(出料)13．廢氣導(dǎo)管 26．排氣流量調(diào)節(jié)閥(分閥)
權(quán)利要求1.洞道式內(nèi)熱旋流干燥器，其特征是密閉的干洞前后有進(jìn)料門(mén)24和出料門(mén)25，道內(nèi)放置1-3列相互平行與前進(jìn)方向一致的小車(chē)1數(shù)量為7-20節(jié)，洞道外有導(dǎo)軌3，導(dǎo)軌車(chē)21，洞內(nèi)有小車(chē)推進(jìn)器11，在小車(chē)旁邊與小車(chē)前進(jìn)平行的方向設(shè)置換熱爐7和除塵器8，換熱爐與除塵器與小車(chē)處于同一高度，并位于小車(chē)旁邊；換熱爐內(nèi)膛做成內(nèi)空?qǐng)A筒；并在爐體的燃燒室上方嵌入呈水平方向與小車(chē)前進(jìn)方向垂直，而且彼此平行的空心管17，在換熱爐周?chē)鈧?cè)還設(shè)置了長(zhǎng)條形散熱片15，散熱片分布于爐體外側(cè)與燃燒室相對(duì)應(yīng)的部位，換熱爐頂部有一換熱器煙氣導(dǎo)管16與除塵器相連，除塵器頂部有一煙氣導(dǎo)管12，與豎直煙氣管道和煙囪22相連，在煙氣導(dǎo)管的末端有循環(huán)風(fēng)扇2和循環(huán)電機(jī)6，循環(huán)風(fēng)扇的上方有排氣孔9,10，排氣孔的末端接廢氣導(dǎo)管13，在相應(yīng)排氣孔道上有排氣流量調(diào)節(jié)閥分閥26，總閥20和引風(fēng)機(jī)23，小車(chē)的頂部和與運(yùn)動(dòng)方向相平行的兩個(gè)側(cè)面有水平檔板14和堅(jiān)直檔板4，在小車(chē)之上還有堅(jiān)直隔板5。
2.如權(quán)利要求1所述的干燥器，其特征在于換熱爐和除塵器的位置可以彼此相連成一直線，這條直線與小車(chē)移動(dòng)的方向平行，位于干燥器內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的另一側(cè)，或者換熱爐與除塵器相連的直線與小車(chē)移動(dòng)方向垂直，每一個(gè)換熱爐和一個(gè)除塵器組成一組，均在干燥室內(nèi)部與循環(huán)風(fēng)機(jī)相對(duì)應(yīng)的一側(cè)分布。
專(zhuān)利摘要洞道式內(nèi)熱旋流干燥器屬干燥設(shè)備,是在密閉的干燥洞內(nèi)設(shè)有1—3列小車(chē)7—20節(jié),在小車(chē)旁邊有換熱爐和除塵器,換熱爐內(nèi)腔有內(nèi)腔圓筒,內(nèi)有平行的空心管,外側(cè)有長(zhǎng)條形散熱片,在干燥管上方有循環(huán)風(fēng)扇;換熱爐、物件、循環(huán)風(fēng)扇之間循環(huán)流動(dòng),合理的溫度,濕度調(diào)控和排氣方式,這樣大大提高了換熱率、干燥效率和產(chǎn)量,降低了干燥成本。
文檔編號(hào)F26B3/14GK2330953SQ9820454
公開(kāi)日1999年7月28日 申請(qǐng)日期1998年5月14日 優(yōu)先權(quán)日1998年5月14日
發(fā)明者謝江 申請(qǐng)人:四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物研究所