本发明专利技术公开了一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，包括干燥介质循环子系统、第一级溶液除湿‑再生循环子系统、第二级溶液除湿‑再生循环子系统、第一热泵循环子系统以及第二热泵循环子系统。本发明专利技术采用两级溶液除湿技术对干燥介质进行除湿，解决了传统冷却除湿过程换热器易结冰和能耗较大的问题；采用真空技术对吸湿性溶液进行再生，降低了溶液再生能耗，同时利用压缩技术对产生的二次蒸汽进行回收利用，解决了传统冷却除湿过程水蒸气潜热未被利用的问题；采用机械式热泵技术调节溶液除湿和再生的温度，提高了系统能量利用率。
A closed cycle drying system based on two-stage solution dehumidification
【技术实现步骤摘要】
一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统
本专利技术涉及干燥
，尤其涉及一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥领域。
技术介绍
传统的闭路循环干燥系统是将除尘后的高温高湿干燥介质冷却到露点温度以下，通过降温除去干燥介质中的水分，然后再将冷却除湿后的干燥介质加热到送风温度后重新送入干燥器内，整个过程中能耗较大；干燥介质中水蒸气的大量潜热没有回收利用；用于对高温高湿干燥介质进行冷却到露点温度以下的冷却装置易发生结冰，滋生细菌，严重影响产品质量和除湿效果。溶液除湿技术是利用空气中的水蒸气分压与溶液表面的水汽分压的压力差为推动力进行传质，与传统的冷却除湿相比，具有较高的除湿效率，能耗较低，而且具有除尘的作用。中国专利CN109539703A公布了一种利用高温溶液除湿技术的干燥装置，节能效果较好，但是该溶液除湿系统中的溶液是在高温条件下对干燥介质进行除湿，对于除湿要求较高的场合将不再适用，而且该装置采用的是一级除湿系统，除湿能力有限。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的缺点，本专利技术的目的在于提供一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：包括干燥介质循环子系统、一级溶液除湿-再生循环子系统、二级溶液除湿-再生循环子系统、第一热泵循环子系统、第二热泵循环子系统；干燥器内的高温高湿干燥介质由第一风机抽出，经一级溶液除湿塔下部的气体入口进入塔内，并与液体喷淋器I喷出的溶液逆向接触进行热质传递，形成的被初步除湿后的干燥介质通过升气管进入二级溶液除湿塔内，并与液体喷淋器II喷出的溶液逆向接触进行热质传递，被进一步除湿形成的低温低湿干燥介质由设置在二级溶液除湿塔顶部出气口的第二风机抽出，再被加热成为高温低湿干燥介质后再进入干燥器内对物料进行干燥，构成所述干燥介质循环子系统；所述一级溶液除湿塔内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，一级溶液除湿塔底部出来的稀溶液依次经流量调节阀I和液体喷淋器III后，进入一级真空再生罐内进行加热再生形成浓溶液，一级真空再生罐底部出来的浓溶液依次经溶液泵I、溶液预冷器、溶液蒸发器I的热流体通道和液体分布器I后，再进入一级溶液除湿塔内与通入的高温高湿干燥介质逆向接触进行热质传递，构成所述一级溶液除湿-再生循环子系统；所述二级溶液除湿塔内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，二级溶液除湿塔底部出来的稀溶液依次经流量调节阀II和液体分布器IV后，进入二级真空再生罐内进行加热再生形成浓溶液，二级真空再生罐底部出来的浓溶液依次经溶液泵II、溶液预冷器II、溶液蒸发器II的热流体通道和液体分布器II后，再进入二级溶液除湿塔内，构成所述二级溶液除湿-再生循环子系统；所述一级真空罐内部设有用于对自液体喷淋器III喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器I，所述溶液蒸发器I的冷流体通道、压缩机I、冷凝器I与节流装置I顺次管路连接构成所述第一热泵循环子系统；所述二级真空罐内部设有用于对自液体分布器IV喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器II，所述溶液蒸发器II的冷流体通道、压缩机II、冷凝器II与节流装置II顺次管路连接构成所述第二热泵循环子系统；其中，所述第一热泵循环子系统的循环管路内以及第二热泵循环子系统的循环管路内均充有换热介质，溶液蒸发器I和溶液蒸发器II均采用换热器结构。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：还包括压缩机III和高压蒸汽冷凝器，所述高压蒸汽冷凝器采用换热器结构，所述一级真空再生罐顶部通过压缩机III与高压蒸汽冷凝器的热流体通道由管路连接，一级真空再生罐内的真空在压缩机III的运行作用下进行维持，所述第二风机抽出的低温低湿干燥介质通过高压蒸汽冷凝器的冷流体通道后再进入干燥器内对物料进行干燥。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：还包括压缩机IV和低压蒸汽冷凝器，所述低压蒸汽冷凝器采用换热器结构，所述二级真空再生罐顶部通过的压缩机IV与低压蒸汽冷凝器的热流体通道由管路连接，二级真空再生罐内的真空在压缩机IV的运行作用下进行维持，所述低压蒸汽冷凝器的冷流体通道内通入常温水。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：还包括换热装置，所述第一风机的出气口通过换热装置的热流体通道与一级溶液除湿塔下部的气体入口由管路连接；所述第二风机的出气口通过换热装置的冷流体通道与干燥器由管路连接；其中，所述换热装置采用热管换热器或板式换热器。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述干燥器为对流加热式干燥器，优选为喷雾干燥器或流化床干燥器。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述干燥介质为空气或者氮气。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述一级溶液除湿塔和二级溶液除湿塔均采用填料吸收塔装置，一级溶液除湿塔顶部通过所述升气管与二级溶液除湿塔底部连通，所述升气管外壁与二级溶液除湿塔内部之间形成上方敞口的环形集液腔室；所述升气管上方设有用于遮挡其开口的V形避水罩，以防自液体喷淋器II喷洒而下的溶液通过升气管径直落入一级溶液除湿塔内。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述溶液预冷器I和溶液预冷器II采用的冷却介质各自独立地选自冷却井水或常温自来水。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述一级溶液除湿-再生循环系统和二级溶液除湿-再生循环系统中循环流通的溶液均为吸湿性盐溶液；自液体喷淋器I喷入一级溶液除湿塔内溶液的浓度低于自液体喷淋器II喷入二级溶液除湿塔内溶液的浓度；自液体喷淋器I喷入一级溶液除湿塔内溶液的温度高于自液体喷淋器II喷入二级溶液除湿塔内溶液的温度。所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：所述吸湿性盐溶液为氯化锂水溶液、溴化锂水溶液和甲酸钾水溶液中的任意一种或两种的混合溶液。通过采用上述技术，与现有技术相比，本专利技术取得的有益效果如下：（1）本专利技术采用溶液除湿技术对干燥介质进行除湿，传质推动力大，除湿效率高；吸湿性盐溶液的结晶温度较低，除湿过程不会发生结冰现象；在除湿塔内，干燥介质与溶液直接接触，能有效去除干燥介质中的粉尘。（2）本专利技术采用一级溶液除湿-再生循环系统和二级溶液除湿-再生循环系统联合协同作用，即采用两级变温度、变浓度的溶液除湿方法，高温高湿的干燥介质采用温度较高、浓度较低的溶液进行第一级除湿，形成中温中湿的干燥介质。所述中温中湿的干燥介质再采用温度较低、浓度较高的溶液进行第二级除湿，这种方法减少了除湿过程的热量的不可逆损失，吸湿后的一级除湿溶液和二级除湿溶液的加热再生过程都较容易（即除湿过程能耗低），从而降低了系统能耗。（3）本专利技术采用真空闪蒸技术对溶液进行再生，降低了再生能耗，实现了吸湿性盐溶液的无排风再生；同时采用压缩技术对溶液再生产生的低压水蒸汽进行压缩处理，回收水蒸气中的大量潜热，大大提高了能量利用率。（4）本专利技术采用机械式热泵技术（即第一热本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：包括干燥介质循环子系统、一级溶液除湿-再生循环子系统、二级溶液除湿-再生循环子系统、第一热泵循环子系统、第二热泵循环子系统；/n干燥器（1）内的高温高湿干燥介质由第一风机（2）抽出，经一级溶液除湿塔（3）下部的气体入口进入塔内，并与液体喷淋器I（10）喷出的溶液逆向接触进行热质传递，形成的被初步除湿后的干燥介质通过升气管（11）进入二级溶液除湿塔（12）内，并与液体喷淋器II（19）喷出的溶液逆向接触进行热质传递，被进一步除湿形成的低温低湿干燥介质由设置在二级溶液除湿塔（12）顶部出气口的第二风机（20）抽出，再被加热成为高温低湿干燥介质后再进入干燥器（1）内对物料进行干燥，构成所述干燥介质循环子系统；/n所述一级溶液除湿塔（3）内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，一级溶液除湿塔（3）底部出来的稀溶液依次经流量调节阀I（4）和液体喷淋器III（5）后，进入一级真空再生罐（6）内进行加热再生形成浓溶液，一级真空再生罐（6）底部出来的浓溶液依次经溶液泵I（7）、溶液预冷器（8）、溶液蒸发器I（9）的热流体通道和液体分布器I（10）后，再进入一级溶液除湿塔（3）内与通入的高温高湿干燥介质逆向接触进行热质传递，构成所述一级溶液除湿-再生循环子系统；/n所述二级溶液除湿塔（12）内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，二级溶液除湿塔（12）底部出来的稀溶液依次经流量调节阀II（13）和液体分布器IV（14）后，进入二级真空再生罐（15）内进行加热再生形成浓溶液，二级真空再生罐（15）底部出来的浓溶液依次经溶液泵II（16）、溶液预冷器II（17）、溶液蒸发器II（18）的热流体通道和液体分布器II（19）后，再进入二级溶液除湿塔（12）内，构成所述二级溶液除湿-再生循环子系统；/n所述一级真空罐（6）内部设有用于对自液体喷淋器III（5）喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器I（22），所述溶液蒸发器I（9）的冷流体通道、压缩机I（21）、冷凝器I（22）与节流装置I（23）顺次管路连接构成所述第一热泵循环子系统；/n所述二级真空罐（15）内部设有用于对自液体分布器IV（14）喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器II（25），所述溶液蒸发器II（18）的冷流体通道、压缩机II（24）、冷凝器II（25）与节流装置II（26）顺次管路连接构成所述第二热泵循环子系统；/n其中，所述第一热泵循环子系统的循环管路内以及第二热泵循环子系统的循环管路内均充有换热介质，溶液蒸发器I（9）和溶液蒸发器II（18）均采用换热器结构。/n...
【技术特征摘要】
1.一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：包括干燥介质循环子系统、一级溶液除湿-再生循环子系统、二级溶液除湿-再生循环子系统、第一热泵循环子系统、第二热泵循环子系统；
干燥器（1）内的高温高湿干燥介质由第一风机（2）抽出，经一级溶液除湿塔（3）下部的气体入口进入塔内，并与液体喷淋器I（10）喷出的溶液逆向接触进行热质传递，形成的被初步除湿后的干燥介质通过升气管（11）进入二级溶液除湿塔（12）内，并与液体喷淋器II（19）喷出的溶液逆向接触进行热质传递，被进一步除湿形成的低温低湿干燥介质由设置在二级溶液除湿塔（12）顶部出气口的第二风机（20）抽出，再被加热成为高温低湿干燥介质后再进入干燥器（1）内对物料进行干燥，构成所述干燥介质循环子系统；
所述一级溶液除湿塔（3）内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，一级溶液除湿塔（3）底部出来的稀溶液依次经流量调节阀I（4）和液体喷淋器III（5）后，进入一级真空再生罐（6）内进行加热再生形成浓溶液，一级真空再生罐（6）底部出来的浓溶液依次经溶液泵I（7）、溶液预冷器（8）、溶液蒸发器I（9）的热流体通道和液体分布器I（10）后，再进入一级溶液除湿塔（3）内与通入的高温高湿干燥介质逆向接触进行热质传递，构成所述一级溶液除湿-再生循环子系统；
所述二级溶液除湿塔（12）内的溶液吸收干燥介质中的水分后被稀释，二级溶液除湿塔（12）底部出来的稀溶液依次经流量调节阀II（13）和液体分布器IV（14）后，进入二级真空再生罐（15）内进行加热再生形成浓溶液，二级真空再生罐（15）底部出来的浓溶液依次经溶液泵II（16）、溶液预冷器II（17）、溶液蒸发器II（18）的热流体通道和液体分布器II（19）后，再进入二级溶液除湿塔（12）内，构成所述二级溶液除湿-再生循环子系统；
所述一级真空罐（6）内部设有用于对自液体喷淋器III（5）喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器I（22），所述溶液蒸发器I（9）的冷流体通道、压缩机I（21）、冷凝器I（22）与节流装置I（23）顺次管路连接构成所述第一热泵循环子系统；
所述二级真空罐（15）内部设有用于对自液体分布器IV（14）喷洒而下的稀溶液进行加热的冷凝器II（25），所述溶液蒸发器II（18）的冷流体通道、压缩机II（24）、冷凝器II（25）与节流装置II（26）顺次管路连接构成所述第二热泵循环子系统；
其中，所述第一热泵循环子系统的循环管路内以及第二热泵循环子系统的循环管路内均充有换热介质，溶液蒸发器I（9）和溶液蒸发器II（18）均采用换热器结构。
2.根据权利要求1所述的一种基于两级溶液除湿的闭路循环干燥系统，其特征在于：还包括压缩机III（27）和高压蒸汽冷凝器（29），所述高压蒸汽冷凝器（29）采用换热器结构，所述一级真空再生罐（6）顶部通过压缩机III（27）与高压蒸汽冷凝器（29）的热流体通道由管路连接，一级真空再生罐（6）内的真空在压缩机I...
【专利技术属性】
技术研发人员：程榕，张衡，郑燕萍，杨阿三，李琰君，贾继宁，屠美玲，
申请(专利权)人：浙江工业大学，杭州开一化工技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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