一種物料烘乾系統的製作方法

2024-01-17 20:54:15 1

本發明涉及工業尾氣處理，尤其涉及一種物料烘乾系統。

背景技術：

近年來，部分地區霧霾現象嚴重，環境問題上升到新的高度，已經對國計民生造成嚴重負面影響，節能減排、根除霧霾已經成為重要的民生工程成為國家、企業倡導的重要舉措。隨著工業發展，工業尾氣排放較為嚴重，通常情況下大部分工業尾氣只經過簡單的處理就直接排放，遠不能達到環保要求。常見的工業尾氣有鍋爐尾氣、物料預熱尾氣、烘乾尾氣等，排放的尾氣不僅溫度較高，能達幾百度，有些還含有大量水分，不僅造成熱量和水資源的浪費，還對大氣有較大的汙染。

針對這樣的問題，目前也存在各種對尾氣進行處理的處理工藝。例如申請號為201110185264.5、申請日為2011.07.04的中國發明專利就公開了一種含塵、含溼熱尾氣集成處理裝置及處理工藝。這種處理工藝在對尾氣進行處理時現將尾氣通過除塵裝置除塵，然後經過換熱設備換熱，之後經過洗滌吸收裝置和噴淋裝置進行水洗。

但是採用這種處理設備進行尾氣處理時，換熱裝置的換熱過程是尾氣將高出的熱量溢出而與換熱管中的水實現熱交換，這種換熱方式由於換熱效率有限，尾氣在經過換熱裝置換熱之後餘溫還比較高，這樣尾氣高出大氣溫度的這部分熱量就白白浪費，熱量回收率較低。而且尾氣餘溫較高，分子運動劇烈，流速較大，在經過洗滌吸收裝置和噴淋裝置時，也會讓洗滌吸收裝置和噴淋裝置的水分蒸發，造成這部分工業用水的浪費，不僅浪費水源，也大大提高了生產成本。此外，尾氣餘溫較高時，空氣分子運動劇烈，流速較大，尾氣中的細微粉塵、pm2.5顆粒運動也較為劇烈，不利於沉降，不容易被噴淋吸收，在擴散到大氣中後就加劇了霧霾現象。因此，這種尾氣處理工藝對於水熱回收十分有限，也不利於防止霧霾。

技術實現要素：

本發明的目的在於提供一種水分、熱量回收率高且能有效防止霧霾的物料烘乾系統。

為實現上述目的，本發明的物料烘乾系統的技術方案一：包括烘乾部分和連接在烘乾部分的尾氣出口上的尾氣處理部分，所述尾氣處理部分包括用於對引入的尾氣進行除塵處理的除塵裝置、至少一個用於對除塵處理後的尾氣進行吸熱、降溫、冷凝、除溼處理的熱泵系統以及用於對熱泵系統處理過的尾氣進行塵處理的溼法除塵裝置，除塵裝置的出風口連接熱泵系統的吸熱單元進風口，熱泵系統的吸熱單元出風口連通溼法除塵裝置的進風口。

採用本發明的物料烘乾系統尾氣通過除塵裝置進行一次除塵，能夠將其中的大顆粒灰塵進行過濾；之後尾氣通入熱泵系統的吸熱單元，在熱泵系統的吸熱單元尾氣中的熱量被大量吸走而驟然降溫，實現尾氣熱量的充分回收，而且在這個過程中尾氣中含有的水分也能夠迅速凝結成水珠，凝結成的水珠也能夠吸收尾氣中一定的粉塵，這個過程實現對尾氣的吸熱、降溫、冷凝和除溼處理，而且經過這樣的過程，尾氣溫度能夠被降至55°c以下；此後尾氣在通過溼法除塵進行二次降溫除塵時，由於尾氣餘溫較低，不會造成溼法除塵的水分蒸發，基本不會造成溼法除塵的水分損失，而且尾氣餘溫較低使得空氣分子的運動減弱、流速降低、體積縮減，更有利於尾氣中的粉塵的沉降和凝結水的吸收，能夠消除排放的尾氣中的pm2.5。

在物料烘乾系統的技術方案一的基礎上，進一步優化得到技術方案二，所述除塵裝置可以優選為布袋除塵器或電除塵裝置或電袋混合除塵裝置或旋風除塵裝置。

在物料烘乾系統的技術方案一的基礎上，還可以進一步優化得到技術方案三，即所述熱泵系統有兩個以上，兩個以上熱泵系統中，有至少兩個熱泵系統的吸熱單元沿氣體流動路徑並列設置，或者有至少兩個熱泵系統的吸熱單元在尾氣輸送管路的周向上並列設置，這樣能夠使尾氣排放量較大的烘乾系統的尾氣溫度有效降低。

在物料烘乾系統的技術方案三的基礎上進一步優選得到技術方案四，即所述熱泵系統有兩個以上，各個熱泵系統的吸熱單元沿氣體流動路徑並列設置，這種布置方式結構簡單，佔用空間小。

在上述物料烘乾系統的四個技術方案中的任意一個的基礎上，能夠優化得到技術方案五，所述熱泵系統的吸熱單元還連接有用於回收尾氣經過時生成的冷凝水的冷凝水回收裝置。通過冷凝水回收裝置能夠將尾氣降溫凝結的水進行回收利用，避免浪費。

進一步地，在物料烘乾系統的技術方案五的基礎上得到技術方案六：所述冷凝水回收裝置為與熱泵系統的吸熱單元連通的沉澱池，通過沉澱池能夠將回收的冷凝水進行淨化。

進一步地，在技術方案六的基礎上得到技術方案七：所述溼法除塵裝置為噴淋裝置，所述噴淋裝置的回收水槽與沉澱池連通而能夠使噴淋後的水流入沉澱池中，這樣實現了對噴淋水的集中回收。

進一步地，在技術方案七的基礎上得到技術方案八：物料烘乾系統還包括與沉澱池連通並供沉澱池內的上層清水流出的清水池，清水池與噴淋裝置連通並向噴淋裝置供水，這樣實現了回收水的合理利用。

附圖說明

圖1為本發明的物料烘乾系統的實施例一中尾氣處理的流程圖；

圖2為本發明的物料烘乾系統的實施例二中尾氣處理的流程圖；

圖3為尾氣沿除塵裝置、熱泵系統以及溼法除塵裝置流動的示意圖；

圖4為本發明的物料烘乾系統的實施例一中熱泵系統的布置方式示意圖；

圖5為本發明的物料烘乾系統的實施例二中熱泵系統的布置方式示意圖。

圖中：1、烘乾機；10、溼熱尾氣；2、除塵裝置；3、粉塵收集裝置；4、熱泵系統；6、溼法除塵裝置；7、沉澱池；8、清水池；9、排空尾氣；11、冷空氣；12、高溫氣體；13、發電站；14、鍋爐；40、電力做功單元；41、吸熱單元；42散熱單元。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的實施方式作進一步說明。

本發明的物料烘乾系統的實施例一，如圖1、4所示，包括烘乾機1、用於對引入的尾氣進行除塵處理的除塵裝置2，還包括對除塵處理後的尾氣進行吸熱、降溫、冷凝、除溼處理的熱泵系統4以及用於對熱泵系統4處理過的尾氣進行二次降溫除塵處理的溼法除塵裝置6，除塵裝置2的出風口連接熱泵系統4的吸熱單元進風口，熱泵系統4的吸熱單元出風口連通溼法除塵裝置6的進風口，溼法除塵裝置6連通有用於回收除塵水的沉澱池7，沉澱池7連通有清水池8，清水池8用於供沉澱池7中的上層清水流入，清水池8中的水能夠再次用於溼法除塵過程。

考慮到烘乾機的尾氣排放量以及現有熱泵系統的功率，熱泵系統可以設置n個，其中n≥2，如圖4所示，各個熱泵系統的吸熱單元41沿氣體流動路徑並列設置。

將烘乾機1所排放的溼熱尾氣10通過除塵裝置2進行一級除塵，能夠將尾氣中的大顆粒粉塵過濾，並有粉塵收集裝置3收集；在尾氣經過一級除塵後，引入熱泵系統4的吸熱單元41內，熱泵系統4通過電力做功單元40做功將經過吸熱單元41的溼熱尾氣熱量吸收而使其驟然降溫並降至55°c以下，此時，由於尾氣溫度從幾百度驟降，尾氣內的水分會迅速凝結成水珠，這個過程不僅實現了對溼熱尾氣的吸熱、降溫，而且還實現對溼熱尾氣的冷凝、除溼；吸熱單元41將熱量傳輸至散熱單元42後，外界的冷空氣11與散熱單元42發生熱交換並提值升溫形成高溫氣體12，高溫氣體12可以後續利用，例如再次用於烘乾機1的物料烘乾，也可以用在鍋爐14中節省燃料；再之後，降低至較低溫度的尾氣再通過溼法除塵裝置6進行二次降溫除塵處理，就能夠實現對尾氣的高度除塵、熱量和水分的充分回收。

本發明的物料烘乾系統的主要特點是，通過熱泵系統能夠最大化的吸收尾氣中的熱量、最大化的降低尾氣的溫度，通過熱泵系統的作用進行升溫提值後將熱量後續利用，這樣實現了熱量的有效回收利用。而且尾氣溫度最大化的降低之後，為後續的溼法除塵過程提供了有利條件，因為在尾氣溫度較高時進行溼法除塵處理，尾氣中的熱量會在溼法除塵時造成溼法除塵的水分蒸發，加劇了溼法除塵用水消耗量，而且尾氣溫度較高時，空氣分子運動距離、流速較高，尾氣中含有的細微顆粒，如pm2.5顆粒，活動劇烈，不易沉降，在溼法除塵過程中也不容易被吸收。而通過熱泵系統將尾氣溫度降低後，空氣分子運動減弱、流速降低，尾氣中含有的細微顆粒活動減弱，便於沉降，而且在溼法除塵過程中也便於被水分吸收，且不會造成水分蒸發，不僅優化了除塵效果，而且節省了除塵用水。

通過上述的分析可知，尾氣在通過熱泵系統時溫度降得越低，就越有利於後續的溼法除塵，因此，考慮到電能損耗和除塵效果，優選地在尾氣通過熱泵系統之後將其溫度降至40℃以下或者降至常溫（25℃）以下。

本發明的物料烘乾系統還包括通過冷凝水回收裝置對在尾氣通過熱泵系統的吸熱單元時凝結的冷凝水進行回收，避免水分浪費。考慮到烘乾塔尾氣中的水分含量較多，冷凝過程產生的水較多，本實施例中採用沉澱池7作為冷凝水回收裝置對水分進行回收。而且沉澱池7還用於回收溼法除塵過程的除塵水，這樣除塵水和冷凝水在沉澱池7中沉澱後上層清水可以引入清水池8中，並再次利用在溼法除塵過程中，節約水源。

本發明還提供了物料烘乾系統的實施例二，如圖2、5所示，實施例二中經過熱泵系統生成的高溫氣體12用於發電站13的發電所用。熱泵系統有四個，且各個熱泵系統的吸熱單元41繞尾氣輸送管路的周向均勻布置。當然，在其他實施方式中，熱泵系統可以有三個或五個或六個以上。在熱泵系統的功率足以滿足降溫要求時，熱泵系統甚至可以為一個。

上述兩種物料烘乾系統的實施例中，除塵裝置為布袋除塵器，溼法除塵裝置為噴淋裝置，當然，在其他實施方式中，除塵裝置也可以為旋風除塵器或者為電除塵裝置或者為電袋除塵裝置，溼法除塵裝置可以為通過沉降池過濾或者為洗滌除塵裝置。

採用本發明的物料烘乾系統能夠有效的將尾氣中熱量回收，同時在溼法除塵之前將尾氣溫度降低到55°c以下甚至更低，這樣在溼法除塵過程有利於節省水源、有效除塵、有效治霾。