喷雾干燥尾气节能除湿系统及方法技术方案

本申请公开一种喷雾干燥尾气节能除湿系统及方法，除湿系统包括顺次设置的空气预热器、送风机、空气再热器、喷雾干燥塔和一级收集器；还包括取热液储罐、取热泵和位于一级收集器下游的除湿塔；除湿塔包括塔体，塔体的塔壁上开设连通一级收集器的进气口、塔顶设置排气口；塔体内且位于进气口上方由下至上依次设置二级收集器、收水盘、取热器、气‑汽换热装置、混风装置和出口风机；取热器包括取热换热管，空气预热器包括预热换热管用于流通取热液；取热液储罐、取热泵和取热换热管的入口依次通过管道连通，取热换热管的出口与预热换热管的入口连通。本申请不仅可降低喷雾干燥尾气排放湿度，还可回收尾气中的热量降低喷雾干燥过程的运行能耗。

【技术实现步骤摘要】
喷雾干燥尾气节能除湿系统及方法
本申请涉及资源与环境保护领域，具体涉及一种喷雾干燥尾气节能除湿系统及方法。
技术介绍
喷雾干燥是利用雾化器(喷嘴)将湿物料雾化成小液滴，在干燥塔内与热的干燥空气介质接触，实现热量传递及质量传递，最终得到颗粒粉末的过程。喷雾干燥的应用非常广泛，主要用来生产粉末产品，例如奶粉、洗衣粉、陶瓷颗粒以及药物粉末等。喷雾干燥过程主要在喷雾干燥塔中进行，在喷雾干燥塔内，经加热器加热的高温空气由干燥塔顶部进入，与经雾化的物料液滴接触换热，物料液滴中的水分蒸发成水蒸气排出，干物料粉末由喷雾干燥塔底部排出。随着环保政策日益趋严及资源日益紧张，现有的喷雾干燥塔在运行过程中存在诸多弊端，具体如下：(1)运行能耗高，喷雾干燥塔在运行过程中为了保证物料的干燥效率，需要将进入干燥塔的空气加热到较高温度，在对入口烟气加热过程需要消耗大量的热量，尤其是在冬季低温条件下，入口空气温度低，干燥介质需要加热的热量更高；(2)耗水量大，湿物料在喷雾干燥塔完成干燥后，物料中的液态水蒸发成水蒸气进入干燥介质，随干燥介质以气态形式排出，造成大量水分的损失；(3)二次污染严重，完成换热降温的喷雾干燥尾气为不饱和的高湿尾气，喷雾干燥尾气的排烟温度一般在在50℃-90℃，水蒸气的相对饱和度在80％-95％。高温高湿的喷雾干燥尾气排入大气环境中，与低温环境空气换热冷凝达到过饱和状态，大量水蒸气冷凝液化成悬浮液滴，在排烟口附近形成明显的白烟尾翼。同时，喷雾干燥塔排放口高度较低，且大量喷雾干燥企业往往分布在人口密集的工业厂区、城市郊区，在冬季低温静风环境下，高湿尾气在排烟口附近区域形成的白烟受密度影响扩散难度较大，空气中悬浮的凝结水滴在排放区域附近不断富集，大幅增加环境空气的相对湿度；在较高湿度环境下，空气中残留的气态污染物极易以悬浮液滴作为载体进行复杂的物理化学反应生成超细颗粒物，进而促进区域雾霾天气的形成，严重影响人们的生产、生活和身体健康。喷雾干燥尾气向环境中排放了大量无法回收的气态水分同时，还携带了少量无法捕集的超细干燥粉末，不仅造成企业生产过程耗水量大，还会造成物料的浪费和环境污染。
技术实现思路
本申请提供喷雾干燥尾气节能除湿系统及方法，采用该系统及方法可大幅降低喷雾干燥系统的运行能耗，降低喷雾干燥尾气的排放湿度，消除喷雾干燥尾气白雾现象，还能回收喷雾干燥尾气中的气态水降低喷雾干燥过程的耗水量。一种喷雾干燥尾气节能除湿系统，包括顺次设置的空气预热器、送风机、空气再热器、喷雾干燥塔和一级收集器；还包括取热液储罐、取热泵和位于一级收集器下游的除湿塔；所述除湿塔包括塔体，所述塔体的塔壁上开设连通一级收集器的进气口、塔顶设置排气口；所述塔体内且位于进气口上方由下至上依次设置二级收集器、收水盘、取热器、气-汽换热装置、混风装置和出口风机；所述取热器包括取热换热管，用于流通取热液；所述的空气预热器包括预热换热管，用于流通预热液；所述取热液储罐、取热泵和取热换热管的入口依次通过管道连通，所述取热换热管的出口与所述预热换热管的入口连通；所述气-汽换热装置用于对经取热器降温后的饱和尾气进行间接换热。取热器对干燥尾气进行一级冷凝降温至饱和或过饱和，取出热量用于预热送风机入口空气，降低空气再热器能耗；在气-汽换热装置中采用低温环境空气通过填料膜片对喷雾干燥尾气进行二级冷凝，回收冷凝生成的液态水；完成两级冷凝后的低温饱和湿气与干空气混风均匀达到不饱和状态后实现除湿排放。取热器收集喷雾干燥尾气中的热量并将收集的热量送入空气预热器内对喷雾干燥的空气进行预热；气-汽换热装置对饱和湿尾气进行间接换热回收饱和尾气中的冷凝水。取热器与气-汽换热装置协同配合实现对高湿尾气的取热和取水，不仅可降低喷雾干燥尾气排放湿度，还可回收尾气中的热量降低喷雾干燥过程的运行能耗，同时可实现无白雾排放，减少视觉污染。以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。可选的，所述收水盘内设有贯通除湿塔塔壁的排液口，所述排液口外接排液管道。气-汽换热装置收集的冷凝水下落至该收水盘，并排出除湿塔。既实现对冷凝水的回收，也实现对二级除尘装置的保护。可选的，所述取热换热管包括若干层等间距分布的薄壁金属管道；相邻层的薄壁金属管道之间交错排布。等间距可以理解为单层内相邻薄壁金属管道之间等间距，相邻层之间的薄壁金属管道也等间距。相邻层的薄壁金属管道之间交错排布也可理解为：每根薄壁金属管的中心位于上层两根相邻金属管中心连线的正下方或位于下层两根相邻金属管中心连线的正上方。可选的，所述气-汽换热装置包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，填料单元内形成间隔分布且相垂直贯通填料单元的湿通道和干通道，所述湿通道与干通道之间由填料膜片间隔；湿通道用于流通高温湿烟气，干通道用于流通低温环境空气；湿通道内的高温湿烟气气流和干通道内的空气气流均为上升流。进一步地，若干个填料单元分列安装，相邻列的填料单元之间呈镜面对称且在对称面上相交，相交处密封连接；每个填料单元与水平面之间的倾斜角为20°～55°。对称面为竖向平面。填料单元与水平面之间的倾斜角可理解为填料膜片的中心线与水平面之间的夹角。进一步地，所述填料膜片的一面为经疏水改性后的疏水面、另一面为非疏水面；所述填料膜片上设有若干相垂直的湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽；所述湿气导流粘结槽相对于疏水面为凸起结构、相对于非疏水面为凹陷结构；所述干气导流粘结槽相对于疏水面为凹陷结构、相对于非疏水面为凸起结构；所述湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽的凸起面上均设置膜片粘结点；所述填料膜片的疏水面上且与湿气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置湿通道密封边；所述填料膜片的非疏水面上且与干气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置干通道封边。所述湿通道封边与湿气导流粘结槽的凸起面顶部位于同一平面；干通道封边与干气导流粘结槽的凸起面顶部位于同一平面。进一步地，所述填料膜片为矩形塑料膜片；所述湿气导流粘结槽平行于填料膜片的长边且均匀分布；所述干气导流粘结槽平行于填料膜片的短边且均匀分布。在该矩形膜片的方案中，填料单元与水平面之间的倾斜角也可理解为填料单元内湿通道的轴线与水平面之间的夹角。更进一步地，每张矩形塑料膜片的长宽比例为1:1-3:1，膜片厚度为0.1mm-0.5mm。可选的，所述混风装置包括若干个在塔体水平截面上均分分布的混风单元；每个混风单元内设置若干导流叶片。可选的，所述预热换热管包括若干金属翅片管，所述预热换热管的出口通过管道连通所述取热液储罐。与取热器之间形成循环回路。空气预热器安装于预热烟道内，送风机通过预热烟道连通大气环境，预热烟道的进风口处设置过滤器。本申请还提供一种喷雾干燥尾气节能除湿方法，优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾干燥尾气节能除湿系统，包括顺次设置的空气预热器、送风机、空气再热器、喷雾干燥塔和一级收集器；其特征在于，还包括取热液储罐、取热泵和位于一级收集器下游的除湿塔；/n所述除湿塔包括塔体，所述塔体的塔壁上开设连通一级收集器的进气口、塔顶设置排气口；所述塔体内且位于进气口上方由下至上依次设置二级收集器、收水盘、取热器、气-汽换热装置、混风装置和出口风机；/n所述取热器包括取热换热管，用于流通取热液；所述的空气预热器包括预热换热管，用于流通预热液；所述取热液储罐、取热泵和取热换热管的入口依次通过管道连通，所述取热换热管的出口与所述预热换热管的入口连通；所述气-汽换热装置用于对经取热器降温后的饱和尾气进行间接换热。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷雾干燥尾气节能除湿系统，包括顺次设置的空气预热器、送风机、空气再热器、喷雾干燥塔和一级收集器；其特征在于，还包括取热液储罐、取热泵和位于一级收集器下游的除湿塔；
所述除湿塔包括塔体，所述塔体的塔壁上开设连通一级收集器的进气口、塔顶设置排气口；所述塔体内且位于进气口上方由下至上依次设置二级收集器、收水盘、取热器、气-汽换热装置、混风装置和出口风机；
所述取热器包括取热换热管，用于流通取热液；所述的空气预热器包括预热换热管，用于流通预热液；所述取热液储罐、取热泵和取热换热管的入口依次通过管道连通，所述取热换热管的出口与所述预热换热管的入口连通；所述气-汽换热装置用于对经取热器降温后的饱和尾气进行间接换热。


2.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能除湿系统，其特征在于，所述收水盘内设有贯通除湿塔塔壁的排液口，所述排液口外接排液管道。


3.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能除湿系统，其特征在于，所述取热换热管包括若干层等间距分布的薄壁金属管道；相邻层的薄壁金属管道之间交错排布。


4.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能除湿系统，其特征在于，所述气-汽换热装置包括若干个倾斜设置且呈镜面对称安装的填料单元；每个填料单元包括若干依次粘结的填料膜片，填料单元内形成间隔分布且相垂直贯通填料单元的湿通道和干通道，所述湿通道与干通道之间由填料膜片间隔；湿通道用于流通高温湿烟气，干通道用于流通低温环境空气；湿通道内的高温湿烟气气流和干通道内的空气气流均为上升流。


5.根据权利要求4所述的喷雾干燥尾气节能除湿系统，其特征在于，若干个填料单元分列安装，相邻列的填料单元之间呈镜面对称且在对称面上相交，相交处密封连接；每个填料单元与水平面之间的倾斜角为20°～55°。


6.根据权利要求4所述的喷雾干燥尾气节能除湿系统，其特征在于，所述填料膜片的一面为经疏水改性后的疏水面、另一面为非疏水面；
所述填料膜片上设有若干相垂直的湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽；所述湿气导流粘结槽相对于疏水面为凸起结构、相对于非疏水面为凹陷结构；所述干气导流粘结槽相对于疏水面为凹陷结构、相对于非疏水面为凸起结构；
所述湿气导流粘结槽和干气导流粘结槽的凸起面上均设置膜片粘结点；
所述填料膜片的疏水面上且与湿气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置湿通道密封边；所述填料膜片的非疏水面上且与干气导流粘结槽平行的两个侧边边缘设置干通道封边。


7.根据权利要求4所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：程常杰，张荣，
申请(专利权)人：杭州蕴泽环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33