喷雾干燥尾气节能防冻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防冻除湿系统及方法，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；除湿塔包括塔体，塔体内由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；节能装置包括节能风收集罩和节能风机，节能风收集罩位于节能填料层上方，节能风机连接节能风收集罩和干燥风机，干燥风机的进风口还连通环境空气；防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，防冻风收集罩位于除湿填料层上方，防冻风机连接防冻风收集罩和节能填料层的下方。本申请不仅可有效回收尾气中的热量降低喷雾干燥工艺运行能耗，还可提高除湿系统冬季运行稳定性。

【技术实现步骤摘要】
喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法
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的节能防冻除湿系统及方法。
技术介绍
喷雾干燥是一种在工业生产过程已被广泛应用的干燥工艺，喷雾干燥过程采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热空气干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。在喷雾干燥器中，热流体(干燥介质：如空气)流过干燥器时，使被干燥物中的水分或溶剂蒸发而得到粉末状的产品。喷雾干燥所除去的液体通常是水，所用的干燥介质一般采用高温除湿空气。物料经过过滤器由泵输送到喷雾干燥器顶端的雾化器中雾化为雾滴。与此同时，空气进入鼓风机经过过滤器、空气再热器及空气分布器送入到喷雾干燥器的顶端；空气和雾滴在喷雾干燥器顶端接触、混合，进行传热和传质，完成干燥的过程。最终产品由塔底的收集装置进行收集，废气经旋风分离器由出风口排入大气。为了保证喷雾干燥效率，喷雾干燥过程的空气温度通常需要加热到140℃以上，需要消耗大量的热量；同时，蒸发后的水分随干燥尾气排出，干燥尾气为水蒸气含量较高的不饱和高湿尾气，尾气排放过程也向环境中排放了大量的水分。干燥尾气直接排放进入大气环境中，不仅造成热量和水资源的浪费，高湿烟气还会再排放口形成明显的白雾现象，造成严重的视觉污染并加剧大雾天气的形成。传统处理方法中也有利用低温环境空气通过塑料填料膜片与高温高湿的喷雾干燥尾气进行间接换热冷凝，将高湿烟气中的气态水分冷凝成液态水，不仅可以回收喷雾干燥高湿尾气中的水资源进行回用，还能消除尾气白烟现象，实现喷雾干燥尾气除湿排放，为喷雾干燥高湿尾气处理提供了很好的解决方案。但塑料填料膜片气气冷凝换热治理喷雾干燥尾气也存在一定的局限性，难以大规模推广应用，具体如下：(1)投资成本较高，喷雾干燥尾气为不饱和高温尾气，烟气中水蒸气相对饱和湿度约为80％-95％，排烟温度为50℃-90℃，尾气需要先冷凝至饱和状态，待尾气达到饱和状态后继续冷凝才能将烟气中的水蒸气冷凝形成液态水，造成第一阶段的冷凝过程为无效冷凝，增加了冷凝换热系统的体积；(2)冬季寒冷天气难以稳定运行，在冬季低温条件下，环境空气与塑料膜片气气换热过程中，极易将塑料膜片填料入风口端温度冷却至0℃以下，造成填料内冷凝水凝固结冰，冻裂填料和堵塞冷凝水流出通道，导致系统无法稳定运行。因此，采用塑料膜片填料对对喷雾干燥高湿尾气进行气气换热冷凝收水，必须解决换热填料体积过大和冬季防冻等技术难题，目前针对塑料填料膜片气气换热系统的高效换热和节能防冻技术还处于空白。
技术实现思路
本申请提供一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统及方法，不仅可有效回收尾气中的热量降低喷雾干燥工艺运行能耗，还可解决冬季防冻问题，提高除湿系统冬季运行稳定性。一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；所述除湿塔包括塔体，所述塔体的侧壁上设置连接所述一级除尘器的湿气进口、顶部设置排气口，所述塔体内且位于湿气进口上方由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；所述节能填料层内和除湿填料层内均包括若干填料模块，每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；所述节能装置包括节能风收集罩和节能风机，所述节能风收集罩位于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方，所述节能风机的进风口由管路连接所述节能风收集罩、出风口由管路连接所述干燥风机的进风口，所述干燥风机的进风口还连通环境空气；所述防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，所述防冻风收集罩位于除湿填料层上方的混风空间内，所述防冻风机的进风口由管路连接所述防冻风收集罩、出风口由管路连接至节能填料层内填料模块的冷流通道入口下方。节能风收集罩、节能风机、干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器，二级除尘器、积水盘、节能除湿层组成节能回路。节能回路中喷雾干燥尾气在节能填料层中与环境空气进行一级间接换热，完成换热的部分高温环境空气作为喷雾干燥塔的热流介质。在节能填料层中完成换热的部分高温环境空气由节能风机从节能风收集罩收集后送至干燥风机入口，提高干燥风温度，降低空气再热器的运行能耗。防冻风收集罩、防冻风机、节能填料层、除湿填料层组成防冻回路。防冻回路中完成二级换热的部分混合气体作为节能填料层的防冻热源，提高节能填料层内的温度至0℃以上，防止节能填料层进气温度过低导致节能填料层纵向通道内的冷凝水结冰冻坏或堵塞填料层，提高系统冬季运行稳定性。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，所述节能风收集罩设置为若干个，均匀分布于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方。进一步地，连接节能风机出口与干燥风机入口的管路上设置节能风控制阀。可选的，所述防冻风收集罩设置为若干个，均匀分布于除湿填料层上方的混风空间内；连接防冻风机出口和节能填料层冷流通道下方的防冻风入口的管路上设置防冻风控制阀。可选的，所述节能填料层下方设置一级湿气烟道和一级干气烟道，一级湿气烟道和一级干气烟道之间相互独立，所述防冻风机的出风口连通一级干气烟道；除湿填料层下方设置二级湿气烟道和二级干气烟道；湿气进口、一级湿气烟道、节能填料层内填料模块的热流通道、二级湿气烟道、除湿填料层内填料模块的热流通道和混风空间依次连通；一级干气烟道、节能填料层内填料模块的冷流通道、二级干气烟道、除湿填料层内填料模块的冷流通道和混风空间依次连通，一级干气烟道和二级干气烟道还连通环境空气。进一步地，所述一级干气烟道对应的塔壁上开设一级空气入口；所述二级干气烟道对应的塔壁上均开设二级空气入口；所述一级空气入口和二级空气入口处均设置开度可调的百叶窗。可通过百叶窗调节每个空气入口进入的环境空气的流量，通过防冻风控制阀调节防冻风的流量，通过二者流量的调节，以更好的控制进入填料模块的冷流通道内的冷凝空气的温度在0℃以上，防止环境温度过低时导致填料模块的热流通道内冷凝结冰，防止填料模块的堵塞。可选的，所述混风空间内设置混风装置。所述混风装置包括若干混风单元，若干混风单元均匀分布于塔体水平截面上，形成混风层，促进完成两级换热的干湿烟气快速混合至不饱和状态，实现排放尾气无白雾现象。可选的，所述节能填料层内的填料模块和除湿填料层内的填料模块均倾斜安装；节能填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；除湿填料层内的若干个填料模块分列安装，相邻列之间的填料模块以竖直向平面为对称面呈镜面对称且在对称面上相交连接；节能填料层内的填料模块与除湿填料层内的填料模块以水平面为对称面呈镜面对称。进一步地，所述填料膜片为矩形塑料膜片，所述热流通道沿平行于膜片长本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；其特征在于，还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；/n所述除湿塔包括塔体，所述塔体的侧壁上设置连接所述一级除尘器的湿气进口、顶部设置排气口，所述塔体内且位于湿气进口上方由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；/n所述节能填料层内和除湿填料层内均包括若干填料模块，每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；/n所述节能装置包括节能风收集罩和节能风机，所述节能风收集罩位于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方，所述节能风机的进风口由管路连接所述节能风收集罩、出风口由管路连接所述干燥风机的进风口，所述干燥风机的进风口还连通环境空气；/n所述防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，所述防冻风收集罩位于除湿填料层上方的混风空间内，所述防冻风机的进风口由管路连接所述防冻风收集罩、出风口由管路连接至节能填料层内填料模块的冷流通道入口下方。/n

【技术特征摘要】
1.一种喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，包括顺次设置的干燥风机、空气再热器、喷雾干燥塔、一级除尘器；其特征在于，还包括除湿塔、节能装置和防冻装置；
所述除湿塔包括塔体，所述塔体的侧壁上设置连接所述一级除尘器的湿气进口、顶部设置排气口，所述塔体内且位于湿气进口上方由下至上依次设置二级除尘器、积水盘、节能填料层、除湿填料层和出口风机；
所述节能填料层内和除湿填料层内均包括若干填料模块，每个填料模块包括若干依次粘结的填料膜片，填料模块内形成间隔分布且相垂直贯通的热流通道和冷流通道，所述热流通道与冷流通道之间由填料膜片间隔；
所述节能装置包括节能风收集罩和节能风机，所述节能风收集罩位于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方，所述节能风机的进风口由管路连接所述节能风收集罩、出风口由管路连接所述干燥风机的进风口，所述干燥风机的进风口还连通环境空气；
所述防冻装置包括防冻风收集罩和防冻风机，所述防冻风收集罩位于除湿填料层上方的混风空间内，所述防冻风机的进风口由管路连接所述防冻风收集罩、出风口由管路连接至节能填料层内填料模块的冷流通道入口下方。


2.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述节能风收集罩设置为若干个，均匀分布于节能填料层内填料模块的冷流通道出口上方。


3.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述防冻风收集罩设置为若干个，均匀分布于除湿填料层上方的混风空间内；连接防冻风机出口和节能填料层冷流通道下方的防冻风入口的管路上设置防冻风控制阀。


4.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述节能填料层下方设置一级湿气烟道和一级干气烟道，一级湿气烟道和一级干气烟道之间相互独立，所述防冻风机的出风口连通一级干气烟道；除湿填料层下方设置二级湿气烟道和二级干气烟道；
湿气进口、一级湿气烟道、节能填料层内填料模块的热流通道、二级湿气烟道、除湿填料层内填料模块的热流通道和混风空间依次连通；
一级干气烟道、节能填料层内填料模块的冷流通道、二级干气烟道、除湿填料层内填料模块的冷流通道和混风空间依次连通，一级干气烟道和二级干气烟道还连通环境空气。


5.根据权利要求4所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述一级干气烟道对应的塔壁上开设一级空气入口；所述二级干气烟道对应的塔壁上均开设二级空气入口；所述一级空气入口和二级空气入口处均设置开度可调的百叶窗。


6.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防冻除湿系统，其特征在于，所述混风空间内设置混风装置。


7.根据权利要求1所述的喷雾干燥尾气节能防...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨志国，刘伟，王润生，王力飞，潘浩，张荣，朱磊，张益玮，摆玉芬，曲欣，李红跃，陈晓雨，秦乐，巴荣，李丹，
申请(专利权)人：新疆天富环保科技有限公司，杭州蕴泽环境科技有限公司，
类型：发明
国别省市：新疆;65