技術領域

本發(fā)明涉及一種干燥系統(tǒng)，具體是一種水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)及其方法。

背景技術：

干燥是工業(yè)生產中的重要工藝過程，在農業(yè)、食品、化工、陶瓷、醫(yī)藥、農副產品加工等幾乎所有產業(yè)領域都涉及干燥環(huán)節(jié)。干燥過程的能量需求較大，開發(fā)高效、節(jié)能型干燥系統(tǒng)意義重大。

過熱蒸汽干燥是近年來發(fā)展起來的一種全新干燥方法，具有干燥傳熱系數大、干燥效率高、傳質阻力小、產品干燥質量好等優(yōu)點。過熱蒸汽的產生可采用加熱法或蒸汽壓縮法。機械蒸汽再壓縮MVR干燥是指：由壓縮機對干燥過程產生的二次蒸汽進行機械壓縮并達到過熱狀態(tài)，之后將過熱蒸汽再次用于干燥過程的加熱。由于水蒸汽壓縮機的壓后過熱度相對較小，如果過熱蒸汽在干燥物料的過程中過熱度消除，即達到飽和狀態(tài)，干燥過程將無法繼續(xù)進行，物料甚至會出現被飽和蒸汽加濕結露等現象，干燥物料很難獲得較低的含水率。

技術實現要素：

本發(fā)明的目的是針對上述已有技術存在的不足，提供了一種水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)及其方法。

一種水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)，其特征在于：包括壓縮機，旋風除塵器，一級干燥器，冷凝器，冷凝水罐，循環(huán)泵，二級干燥器，空氣加熱器，循環(huán)風機；所述冷凝器具有蒸汽入口、蒸汽出口、循環(huán)水入口、循環(huán)水出口、冷凝水出口；第二干燥器設置有循環(huán)水流道夾層，第二干燥器具有空氣入口、空氣出口、循環(huán)水入口、循環(huán)水出口；空氣加熱器具有循環(huán)水入口、循環(huán)水出口、循環(huán)風入口、循環(huán)風出口；上述壓縮機的出口與第一干燥器的入口相連，第一干燥器的出口與旋風除塵器的入口相連，旋風除塵器的出口分成第一支路和第二支路，其中第一支路與冷凝器的蒸汽入口相連，冷凝器的蒸汽出口與上述第二支路一起與壓縮機的入口相連組成過熱蒸汽干燥循環(huán)回路；壓縮機出口至第一干燥器的管道上還接有生蒸汽管；上述冷凝器的凝水出口與冷凝水罐入口相連，冷凝水罐出口經過循環(huán)泵與第二干燥器的循環(huán)水入口相連，第二干燥器的循環(huán)水出口與空氣加熱器的循環(huán)水入口相連，空氣加熱器的循環(huán)水出口與冷凝器的循環(huán)水入口相連，冷凝器的循環(huán)水出口與冷凝水罐入口相連，組成水循環(huán)回路；上述二級干燥器的空氣出口與空氣加熱器的循環(huán)風入口相連，空氣加熱器的循環(huán)風出口經過循環(huán)風機與二級干燥器的空氣入口相連，組成空氣干燥循環(huán)回路；空氣干燥循環(huán)回路上分別設有排風閥與進風閥，進風閥進口位置設有進風風機；上述過熱蒸汽干燥循環(huán)回路與水循環(huán)回路通過冷凝器耦合連接；水循環(huán)回路與空氣干燥循環(huán)回路通過二級干燥器及空氣加熱器耦合連接。

所述的水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)的干燥方法，其特征在于：系統(tǒng)啟動后，開啟生蒸汽加熱一級干燥器內的物料，待物料被加熱至干燥溫度后，關閉生蒸汽，并開啟壓縮機，一級干燥器中物料水分氣化生成的二次蒸汽經旋風除塵器脫除所攜帶的粉塵等雜質后，一部分去往冷凝器冷凝液化，另一部分返回至壓縮機入口并與冷凝器出口的未凝蒸汽一起再次被壓縮機增壓升溫，形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，之后過熱蒸汽進入一級干燥器，并實現對待干物料的熱質交換；當一級干燥器內物料的含水率降至臨界含水率，即物料的恒溫干燥過程結束時，將一級干燥器內的物料轉移至二級干燥器內，并將一級干燥器內重新放入新物料；一級干燥器內物料干燥產生的水分在冷凝器處冷凝，并流入冷凝水罐，在循環(huán)泵的作用下，高溫冷凝水首先進入二級干燥器的循環(huán)水流道夾層，通過熱傳導方式加熱物料，之后進入空氣加熱器，并加熱循環(huán)空氣，降溫后的循環(huán)水返回冷凝器回收一級干燥器產生的二次蒸汽的冷凝潛熱；第二干燥器內的空氣通過空氣加熱器被加熱升溫，在循環(huán)風機的作用下進入第二干燥器并實現對物料的熱濕交換，當循環(huán)空氣的相對濕度增至設定值后，開啟排風閥與進風閥，排除系統(tǒng)中的高濕空氣，并補入新鮮的干空氣;二級干燥器內的物料干燥通過循環(huán)水導熱加熱及空氣對流加熱的雙重作用下進行。

所述壓縮機可以為離心式壓縮機或螺桿式壓縮機或羅茨式壓縮機。

所述一級干燥器和二級干燥器）可以均為箱式干燥器或滾筒干燥器。

所述冷凝器可以為翅片管式換熱器或板式換熱器。

所述冷凝器可以為接觸式冷凝器，所述冷凝水出口和循環(huán)水出口可以為一個口。

所述空氣加熱器可以為翅片管式換熱器或板式換熱器。.

所述循環(huán)風機及進風風機可以均為軸流風機。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明的水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)，結合應用了過熱蒸汽干燥技術與熱空氣干燥技術。通過水循環(huán)系統(tǒng)回收過熱蒸汽干燥循環(huán)蒸汽的凝結潛熱，循環(huán)水回收的熱量一部分通過熱傳導方式加熱二級干燥器的物料，另一部分用于加熱空氣干燥循環(huán)回路的空氣，熱空氣在循環(huán)風機的帶動下通過對流方式加熱二級干燥器的物料。降溫后的循環(huán)水返回至冷凝器被再次加熱升溫，同時實現對過熱蒸汽干燥循環(huán)蒸汽的冷凝除濕。物料采用分段干燥方式，物料的恒速干燥在一級干燥器內通過過熱蒸汽的對流加熱完成，物料的降速干燥在二級干燥器內通過循環(huán)水對物料的熱傳導加熱與熱空氣對物料的對流加熱的雙重作用下完成，系統(tǒng)具有干燥速率快、節(jié)能高效、易于調控等特點。

附圖說明

圖1為實施例一的系統(tǒng)原理圖；

圖2為實施例一應用的二級干燥器結構示意圖；

圖3為實施例二的系統(tǒng)原理圖；

圖4為實施例三的系統(tǒng)原理圖。

圖中，1為壓縮機，2為旋風除塵器，3為一級干燥器，4為冷凝器，5為冷凝水罐，6為循環(huán)泵，7為二級干燥器，8為空氣加熱器，9為循環(huán)風機，10為進風閥，11為進風風機，12為排風閥。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實施例一：

圖1 為本發(fā)明的原理圖。水循環(huán)式機械蒸汽再壓縮MVR干燥系統(tǒng)，包括壓縮機1，旋風除塵器2，一級干燥器3，冷凝器4，冷凝水罐5，循環(huán)泵6，二級干燥器7，空氣加熱器8，循環(huán)風機9，進風閥10，進風風機11，排風閥12。

系統(tǒng)由過熱蒸汽干燥循環(huán)、水循環(huán)、空氣干燥循環(huán)三個子回路組成。由壓縮機1、一級干燥器3、旋風除塵器2、冷凝器4依次首尾相連組成過熱蒸汽干燥循環(huán)回路，在此循環(huán)回路上將旋風除塵器的出風口與壓縮機入口聯通，壓縮機出口至一級干燥器的管路上設生蒸汽進管。所述冷凝器設有排水管，并通至冷凝水罐5。由冷凝水罐5、循環(huán)泵6、二級干燥器7、空氣加熱器8、冷凝器4依次首尾相連組成水循環(huán)回路。由二級干燥器7、空氣加熱器8、循環(huán)風機9依次首尾相連組成空氣干燥循環(huán)回路，回路上分別設有排風閥12與進風閥10，進風閥進口位置設有進風風機11。過熱蒸汽干燥循環(huán)回路與水循環(huán)回路通過冷凝器耦合連接；水循環(huán)回路與空氣干燥循環(huán)回路通過二級干燥器及空氣加熱器耦合連接。

所述壓縮機1采用離心式壓縮機，一級干燥器3采用箱式干燥器，冷凝器4及空氣加熱器8采用翅片管式換熱器；如圖2所示，二級干燥器采用箱式干燥器，物料盤下部設置循環(huán)水流道夾層；循環(huán)風機9及進風風機11采用軸流風機。

本發(fā)明的工作原理如下：

系統(tǒng)啟動后，開啟生蒸汽加熱一級干燥器3內的物料，待物料被加熱至干燥溫度后，關閉生蒸汽，并開啟壓縮機1。一級干燥器中物料水分氣化生成的二次蒸汽經旋風除塵器2脫除所攜帶的粉塵等雜質后，一部分去往冷凝器4冷凝液化，另一部分返回至壓縮機入口并與冷凝器出口的未凝蒸汽一起再次被壓縮機增壓升溫，形成具有一定過熱度的過熱蒸汽，之后過熱蒸汽進入一級干燥器，并實現對待干物料的熱質交換。當一級干燥器內物料的含水率降至臨界含水率，即物料的恒溫干燥過程結束時，將一級干燥器內的物料轉移至二級干燥器7內，并將一級干燥器內重新放入新物料。一級干燥器內物料干燥產生的水分在冷凝器4處冷凝，并流入冷凝水罐5，在循環(huán)泵6的作用下，高溫冷凝水首先進入二級干燥器通過熱傳導方式加熱物料，之后進入空氣加熱器8，并加熱循環(huán)空氣，降溫后的循環(huán)水返回冷凝器回收一級干燥器產生的二次蒸汽的冷凝潛熱。二級干燥器內的物料干燥通過循環(huán)水導熱加熱及空氣對流加熱的雙重作用下進行。

實施例二：

系統(tǒng)原理如圖3所示，本實施例的系統(tǒng)組成與工作原理與實施例一相同。

本實施例中的壓縮機1采用螺桿式壓縮機，一級干燥器3采用滾筒干燥器，冷凝器4及空氣加熱器8采用板式換熱器，二級干燥器7采用內置循環(huán)水夾層的滾筒干燥器，循環(huán)風機9及進風風機11采用軸流風機。

實施例三：

系統(tǒng)原理如圖4所示，本實施例的系統(tǒng)組成與工作原理與實施例一相同。

本實施例中的壓縮機1采用羅茨式壓縮機；一級干燥器3采用滾筒干燥器；二級干燥器7采用內置循環(huán)水夾層的滾筒干燥器；冷凝器4采用接觸式冷凝器，回流的循環(huán)水噴入冷凝器，并與一級干燥器產生的二次蒸汽直接接觸換熱，實現對蒸汽凝結潛熱的回收；空氣加熱器8采用翅片管式換熱器；循環(huán)風機9及進風風機11采用軸流風機。

本發(fā)明將物料的干燥過程分為兩段完成，恒速干燥段采用過熱蒸汽循環(huán)干燥，降速干燥段采用熱空氣循環(huán)干燥。系統(tǒng)通過過熱蒸汽循環(huán)的高溫冷凝水加熱二級干燥器內的物料及循環(huán)空氣。系統(tǒng)具有干燥速率快、節(jié)能高效、易于調控等特點。

盡管上文結合附圖對本發(fā)明進行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實施方式，上述的具體實施方式僅是示意性的，而不是限制性的，本領域的普通技術人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護范圍。