CN103542712A

CN103542712A - 干燥乏气处理系统

Info

Publication number: CN103542712A
Application number: CN201210247058.7A
Authority: CN
Inventors: 吕清刚; 朱建国; 高鸣; 李云玉; 包绍麟; 李诗媛
Original assignee: Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Current assignee: Institute of Engineering Thermophysics of CAS
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2014-01-29

Abstract

本发明提供了一种干燥乏气处理系统，包括：除湿装置，其前端连接于干燥系统的出气口，用于对由干燥系统排出的乏气进行除湿；升温装置，其前端连接与除湿装置的后端，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上，并将升温后的乏气通入加压装置；加压装置，其前端连接于升温装置的后端，其后端连接于干燥系统的进气口，用于将除湿并升温后的乏气加压后重新通入干燥系统。本发明中，采取升温除湿后的乏气的方式，使饱和湿气过热，可有效防止经过除尘除湿的乏气在管道或循环风机中发生结露，产生粉尘粘结。

Description

干燥乏气处理系统

技术领域

本发明涉及机械行业物料干燥技术领域，尤其涉及一种干燥乏气处理系统。

背景技术

干燥是利用热能除去固体物料中的湿分的过程。对流干燥是最为广泛使用的干燥方式，其通过干燥介质来载热和载湿。常用的干燥介质有空气、惰性气体、烟气、过热蒸汽等。

从对流干燥式干燥系统排出的乏气通常含尘含湿。在闭式循环中，乏气一般需要经过除尘除湿后，再加压，作为干燥系统的干燥介质循环使用。对乏气进行除湿的装置通常包括冷凝器和汽水分离器，先将乏气通入冷凝器，再经过汽水分离器分离出气体中携带的液滴，得到的除湿后的乏气为饱和气体。

但是，由于物料本身的性质有时会导致干燥后的物料中细粉较多，例如城市下水污泥，或者由于干燥系统本身的操作参数导致乏气较易携带细颗粒，例如操作气速较高等；在这些因素的影响下，乏气中携带的细颗粒较多，即使经过除尘，比如采用旋风分离器作为细粉分离器，也还是会有可观的细颗粒随气体逃逸。而饱和气体一旦发生结露，会与乏气中可观的细颗粒结合，直接后果是细粉粘结在管道或循环风机的叶片上，加速管道腐蚀，并影响风机的稳定运行和额定出力。

发明内容

(一)要解决的技术问题

为解决上述的一个或多个问题，本发明提供了一种干燥乏气处理系统，以防止经过除尘除湿的乏气在管道或循环风机中发生结露，产生粉尘粘结。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种干燥乏气处理系统，包括：除湿装置，其前端连接于干燥系统的出气口，用于对由干燥系统排出的乏气进行除湿；升温装置，其前端连接与除湿装置的后端，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上，并将升温后的乏气通入加压装置；加压装置，其前端连接于升温装置的后端，其后端连接于干燥系统的进气口，用于将除湿并升温后的乏气加压后重新通入干燥系统。

(三)有益效果

从上述技术方案可以看出，本发明干燥乏气处理系统具有以下有益效果：

(1)本发明中，采取对除湿后的乏气进行升温的方式，使饱和湿气过热，可有效防止经过除尘除湿的乏气在管道或循环风机中发生结露，产生粉尘粘结，从而减轻管道腐蚀、保障风机的稳定运行；

(2)本发明中，降低进入除湿装置的乏气温度，减少除湿过程的喷水量，从而节约水资源；

(3)本发明中，通过吸热装置对在除湿过程中损失的系统热量进行回收，提高了能量利用效率。

附图说明

图1为本发明实施例干燥乏气处理系统的示意图；

图2为本发明实施例干燥乏气处理系统的示意图；

图3为本发明实施例干燥乏气处理系统的示意图；

图4为本发明实施例干燥乏气处理系统的示意图；

图5为本发明实施例干燥乏气处理系统的示意图。

【主要元件符号说明】

2-干燥系统； 3-细粉分离器；

4-冷凝器； 5-汽水分离器；

61-电加热器； 62-管式换热器；

63-间壁式换热器； 64-整体式热管换热器；

651-分体式热管换热器的蒸发器； 652-分体式热管换热器的冷凝器；

7-循环风机。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。

需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。且在附图中，以简化或是方便标示。再者，附图中未绘示或描述的实现方式，为本领域中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。

在本发明的一个示例性实施例中，提供了一种干燥乏气处理系统。图1为本发明实施例干燥乏气处理系统的结构示意图。如图1所示，本实施例干燥乏气处理系统包括：除湿装置，其前端连接于干燥系统2的出气口，用于对由干燥系统2排出的乏气进行除湿；升温装置，其前端连接与除湿装置的后端，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上，并将升温后的乏气通入加压装置；加压装置，其前端连接于升温装置的后端，其后端连接于干燥系统2的进气口，用于将除湿并升温后的乏气加压后重新通入干燥系统。通常情况下，除湿装置包括冷凝器4和汽水分离器5，加压装置包括循环风机7。当然，除湿装置和加压装置也可以采取其他的形式，由于其并不是本发明的重点所在，此处不再一一列觉。

本实施例中，通过将除湿之后的乏气升温至其露点以上，可以有效防止经过除湿的乏气在管道或循环风机中发生结露，产生粉尘粘结，从而减轻管道腐蚀、保障风机的稳定运行。

为了确保除湿之后的乏气不会在管道或循环风机内结露，在本发明优选的实施例中，升温装置，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上至少5℃，或者使乏气湿度从100％降低到75％以下。

为了减少乏气中细颗粒的数量，在本发明优选的实施例中，干燥乏气处理系统还包括：除尘装置，设置与干燥系统和除湿装置之间，用于在除湿之前对乏气进行除尘处理，从另一方面避免在管道或循环风机中产生粉尘粘结。通常情况下，该除尘装置为细粉分离器3，如图1至图5所示。同理，该除尘装置也可以是本领域普通技术人员熟知的其他形式。

此外，即使在设置了两级除尘装置的情况下，如采用旋风分离器和布袋除尘器串联进行两级除尘时，乏气中的细粉大大减少，除湿后管路和风机积灰的可能性较小的情况下，仍推荐采用本方法，其原因在于，本实施例的方法不仅能够减少粉尘粘结，还具有良好的节能效果。

本领域技术人员应当了解，升温装置的设置方式可以有很多种。以下结合各附图，详细阐述本发明干燥乏气处理系统的五种具体形式，其中的重点为升温装置。

一、升温装置的热源采用外加的独立热源，如电加热器、燃烧器等。

如图1所示，将干燥系统2排出的含湿的乏气首先通入细粉分离器3进行除尘；再通入冷凝器4和汽水分离器5进行除湿；然后经过电加热器61进行升温，使其温度升高5℃，最后通入循环风机7进行加压，作为循环气体使用。

二、升温装置的热源采用与干燥系统相同的热源。

干燥系统是以导热油或蒸汽等作为热源的，则升温装置也采用导热油或蒸汽作为热源。这样做，不需要另外配备热源，只需要将通入干燥系统的热源管道引出一个分支管道，或者增加一段串联的管道，使之在升温装置中放热，升温乏气即可。此时，升温装置为间接换热器，具体形式可以为管式换热器或面式换热器等。

在如图2所示的本发明实施例干燥乏气处理系统中，干燥系统2排出的含湿的乏气首先通入细粉分离器3进行除尘；再通入冷凝器4和汽水分离器5进行除湿；然后经过管式换热器62进行升温，最后通入循环风机7进行加压后，作为循环气体使用。一段与干燥系统中的导热油盘管串联的管段在管式换热器中放热，升温乏气，使其湿度从100％降低到75％。

为了节约能源，在本发明优选的实施例中，干燥乏气处理系统还包括：吸热装置，用于为升温装置升温乏气提供热量，其热源为进入除湿装置之前的乏气。以下为本发明干燥乏气处理系统中吸热装置和升温装置设置的几种方法。

三、升温装置为间壁式换热器的放热侧；吸热装置为间壁式换热器的吸热侧，其由进入除湿装置之前的乏气吸热。

在如图3所示的本发明实施例干燥乏气处理系统中，干燥系统2排出的含湿的乏气首先通入细粉分离器3进行除尘；再通入间壁式换热器63作为热流体放热、降温，然后通入冷凝器4和汽水分离器5进行除湿。除湿后的乏气通入间壁式换热器63作为冷流体吸热、升温，使其温度升高10～15℃、湿度降低至50％左右，最后通入循环风机7进行加压后，作为循环气体使用。

四、升温装置为整体式热管换热器的冷凝侧；吸热装置为整体式热管换热器的蒸发侧，其设置于乏气从干燥系统通往除湿装置的管路中。

在如图4所示的本发明实施例干燥乏气处理系统中，干燥系统2排出的含湿的乏气首先通入细粉分离器3进行除尘；再通入整体式热管换热器64，流经蒸发侧，放热、降温，然后通入冷凝器4和汽水分离器5进行除湿；除湿后的乏气通入的整体式热管换热器64，流经冷凝侧，吸热、升温，最后通入循环风机7进行加压后，作为循环气体使用。

五、升温装置为分体式热管换热器的冷凝器；吸热装置为分体式热管换热器的蒸发器，其设置于乏气从干燥系统通往除湿装置的管路中。

在如图5所示的本发明实施例干燥乏气处理系统中，分体式热管换热器的蒸发器651设置于乏气从除尘装置通往除湿装置的管路中，分体式热管换热器的冷凝器652设置于乏气从除湿装置通往加压装置的管路中。

上述第三、四、五种干燥乏气处理系统中，利用干燥系统中原本废弃的热量来升温乏气，即吸热装置的热源为进入除湿装置之前的乏气。由于乏气被通入冷凝器后，温度会大幅降低，因此乏气在通入除湿装置之前和从除湿装置排出之后，通常具有几十至上百摄氏度的温差。利用通入除湿装置之前温度相对较高的乏气来升温从除湿装置排出的温度相对较低的乏气，既可以达到使乏气温度升高、远离露点的目的，又不需要额外的热量，而是回收利用了除湿过程中损失的系统热量，而且这些热量还将随循环利用的乏气带回到干燥系统中，从而减少了干燥系统的热量消耗，提高了能源利用效率。

此外，因为乏气采用喷淋除湿时是靠喷水降温、使温度降低至露点，使水蒸气冷凝、析出，所以进入除湿装置的乏气温度越低，喷水量越少。上述第三、四、五种干燥乏气处理系统中，降低了进入除湿装置的乏气温度，从而还可以减少除湿过程的喷水量，节约水资源。

尤其是，采用上述第五种干燥乏气处理系统时，除湿装置前后的管路不需要都引入同一个设备中，而是可以在有一定距离的两段管路中分别设置冷凝器和蒸发器，然后再利用热管介质管路将冷凝器和蒸发器连接在一起即可，这给乏气管路的设计带来很大的便利。

采用第五种干燥乏气处理系统，以日处理100吨污泥的干燥系统为例，湿污泥含水率78％，干燥器出口气体为10000Nm³/h、出口温度为100℃，汽水分离器出口气体6000Nm³/h、出口温度为30℃。采用本方法，从汽水分离器排出的乏气每小时吸收热量66KW，温度从30℃提升到60℃，气体的湿度从100％降低到11％，可彻底避免乏气在管路和循环风机中的结露及其引发的积灰问题；同时，由于升温乏气利用的是原本散失在除湿过程中的热量，而这些热量将由乏气循环带入干燥系统中继续利用，降低了干燥系统的能耗。当采用电加热作为干燥热源时，每天可节约用电约2000KW；当采用燃油作为辅助燃料时，每天可节约0号柴油约150kg。

需要说明的是，上述对各元件的定义并不仅限于实施方式中提到的各种具体结构或形状，本领域的普通技术人员可对其进行简单地熟知地替换。

以上的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种干燥乏气处理系统，包括：

除湿装置，其前端连接于干燥系统的出气口，用于对由干燥系统排出的乏气进行除湿；

升温装置，其前端连接与所述除湿装置的后端，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上，并将升温后的乏气通入加压装置；

加压装置，其前端连接于所述升温装置的后端，其后端连接于所述干燥系统的进气口，用于将除湿并升温后的乏气加压后重新通入所述干燥系统。

2.根据权利要求1所述的干燥乏气处理系统，还包括：

吸热装置，用于为升温装置升温乏气提供热量，其热源为进入除湿装置之前的乏气。

3.根据权利要求2所述的干燥乏气处理系统，其中，

所述升温装置为：分体式热管换热器的冷凝器；

所述吸热装置为：所述分体式热管换热器的蒸发器，其设置于乏气从所述干燥系统通往所述除湿装置的管路中。

4.根据权利要求2所述的干燥乏气处理系统，其中，

所述升温装置为：整体式热管换热器的冷凝侧；

所述吸热装置为：所述整体式热管换热器的蒸发侧，其设置于乏气从所述干燥系统通往所述除湿装置的管路中。

5.根据权利要求2所述的干燥乏气处理系统，其中，

所述升温装置为：间壁式换热器的放热侧；

所述吸热装置为：所述间壁式换热器的吸热侧，其设置于乏气从所述干燥系统通往所述除湿装置的管路中。

6.根据权利要求1所述的干燥乏气处理系统，其中，所述升温装置的热源为与所述干燥系统相同的热源。

7.根据权利要求6所述的干燥乏气处理系统，其中，所述升温装置为管式换热器或面式换热器；

该管式换热器或面式换热器的热源为通过分支方式或串联方式连接至所述干燥系统的热流体管道。

8.根据权利要求1所述的干燥乏气处理系统，其中，所述升温装置的热源为独立热源。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的干燥乏气处理系统，其中：所述升温装置，用于将除湿之后的乏气升温到其露点以上至少5℃，和/或使乏气湿度降低至少25％。

10.根据权利要求1至8中任一项所述的干燥乏气处理系统，还包括：

除尘装置，设置于干燥系统和除湿装置之间，用于在除湿之前对乏气进行除尘处理。