一种利用过热蒸汽干燥物料的方法技术

本发明专利技术公开了一种利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于向内置待干燥物料的密闭容器内加入过热蒸汽，用过热蒸汽蒸发待干燥物料所含的水分，使水分生成水蒸汽，过热蒸汽降温变成低温蒸汽；低温蒸汽的流量在受控条件下从密闭容器进入低温蒸汽系统；低温蒸汽系统使用机械加压装置对低温蒸汽加压，使其成为升压蒸汽；用升压蒸汽间接加热密闭容器内的蒸汽，升压蒸汽放出汽化潜热生成凝结水，密闭容器内的蒸汽接受热量成为过热蒸汽，持续对待干燥物料进行干燥。本发明专利技术的待干燥物料的水分相似于多效蒸发系统的水分，是以凝结水的形式排出。本发明专利技术干燥效率高，能耗低，工艺简洁，具备大规模实施的工业基础。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，更确切地说涉及一种用过热蒸汽 直接对物料进行干燥，使待干燥物料中的水分以凝结水的形式被分离出来的方法。
技术介绍
在现行的干燥方法中，主要有两大类干燥方法。第一类是以空气或烟道气为干燥 介质，利用干燥介质携带的热量蒸发待干燥物料的水分，水分蒸发形成的水蒸汽和干燥介 质混合在一起，由于难以分离这两种气体，热能只好以水蒸汽形式排出干燥系统，这是高能 耗的主要根源。第二类是用过热蒸汽干燥物料(包括真空干燥)，待干燥物料放在容器中 (包括真空容器)，容器内外都可以设置加热装置，加热装置提供的热能，把待干燥物料的 水分蒸发成水蒸汽，这种低温水蒸汽，进一步用于做功，做功的方法和装置尽管多种多样， 但因这些现行方法和装置的实用性不足，导致这类干燥方法尚难形成大规模工业化使用， 甚至在工业上已经成功使用的真空干燥方法，也是因为生产效率很低(真空条件下导热介 质少)，热效率更低，只有约20-25%，只适合热敏性物料才选用这种方法(参见《无机盐工 业手册》天津市化工研究院等编)。
技术实现思路
影响干燥生产效率的因素有很多，而干燥介质的性能和数量，则直接影响传热效 果。降低干燥能耗的主要难度在于水蒸汽的回收利用，而水蒸汽回收利用的主要难度是如 何把水蒸汽高度集中在一起。本专利技术的目的在于提供一种把已经蒸发出来的水蒸汽高度集 中在一起、再回收利用的干燥方法，在提高干燥生产效率的前提下实现节能目标。本专利技术采取的技术方案如下，，其特征在于包括以下步骤a、向内置待干燥物料的密闭容器内加入过热蒸汽，用过热蒸汽蒸发待干燥物料所 含的水分，使水分生成水蒸汽，过热蒸汽降温变成低温蒸汽；b、低温蒸汽在受控条件下从密闭容器进入低温蒸汽系统；所述的受控条件是指低 温蒸汽的压强大于低温蒸汽系统；C、使用机械加压装置对低温蒸汽系统的低温蒸汽加压，使其成为升压蒸汽；d、用升压蒸汽间接加热密闭容器内的蒸汽，升压蒸汽放出汽化潜热生成凝结水， 密闭容器内的蒸汽接受热量成为过热蒸汽。b步骤所述的低温蒸汽系统可以包含有溶液蒸发装置或多效蒸发装置以及该装置 排出的低温蒸汽；c步骤所述的机械加压装置，指的是用罗茨风机或活塞式蒸汽压缩机。c步骤所述的机械加压装置，指的是用循环水泵、水力喷射器和压力容器组成的抽 汽加压机组。所述的抽汽加压机组其特征在于3水力喷射器的出口密封到压力容器内，水力喷射器的吸入口连接低温蒸汽进汽 管，循环水泵的进水口连接到压力容器下部的出水口，循环水泵的出水口通过循环水管连 接到水力喷射器的进水口，压力容器的排气口连接升压蒸汽管。压力容器内的升压蒸汽通 过其上部的升压蒸汽管排出。所述的低温蒸汽进汽管串接进汽止回阀和进汽调节阀，所述的压力容器还包含有 备用出水口和排气口。所述的待干燥物料指的是含钙的化合物。所述的含钙的化合物是碳酸钙。所述的含钙的化合物是包含有硫酸钙成分的化合物。所述的包含有硫酸钙成分的化合物是含有结晶水的硫酸钙晶须。所述的过热蒸汽指的是有蒸发水分功能的蒸汽，低温蒸汽指的是其温度和压强比 所用的过热蒸汽低的蒸汽，升压蒸汽指的是用机械加压方式，把低温蒸汽的温度和压强提 升到高于过热蒸汽的蒸汽。专利技术详述a步骤中待干燥物料置于密闭容器中。这样作主要就是为了把待干燥物料的水 分蒸发成水蒸汽以后，把干燥介质和水蒸汽实行全部回收。向密闭容器内加入过热蒸汽，用过热蒸汽蒸发待干燥物料所含的水分，使水分生 成水蒸汽，过热蒸汽降温降压变成低温蒸汽。本专利技术使用过热蒸汽作为干燥介质，有四个优 点，一是水蒸汽导热能力和载热能力强，在密闭容器内，可以使用较高的蒸汽压强，这就大 幅度提高了干燥介质的数量，可以获得很高的生产效率。二是待干燥物料的水分蒸发成为 水蒸汽，和干燥介质水蒸汽是同一种物质，不需要分离，它们是高度集中在一起的水蒸汽， 含有很高的可以按照常规方法直接使用的热能。三是水蒸汽有极其优良的能量变换特性， 饱和水蒸汽遇到高于自身的热源就快速的吸收热量变成过热蒸汽，继续加热，温度(显热) 继续提高，没有温度上限。过热蒸汽遇到低于自身温度的热源(或者环境)就快速的放出热 量(显热)变成饱和蒸汽。大规模工业生产就是向过热蒸汽直接喷水制取饱和蒸汽。特别 重要的是饱和蒸汽遇到稍低于自身温度的环境，就要放出大量的汽化潜热而凝结为水(热 空气没有这种汽化潜热)，这是水蒸汽最优良的吸热放热变换性质。四是使用过热蒸汽有大 工业生产的基础，既有过热蒸汽和饱和蒸汽的来源，也有过热蒸汽和饱和蒸汽的用户，这为 本专利技术实施提供了极大的便利。b步骤中低温蒸汽在受控条件下从密闭容器进入低温蒸汽系统；所述的受控条件 是指低温蒸汽的压强大于低温蒸汽系统。本专利技术在密闭容器中，用过热蒸汽快速地把待干燥物料的水分蒸发成水蒸汽，过 热蒸汽降低温度后从密闭容器按受控的方式排出。这个低温蒸汽含有大量的热能(主要 是汽化潜热)，有很高的使用价值。在受控的条件下排出，就是为了把这种低温蒸汽的直接 使用价值提到更高的程度。这种低温蒸汽最好是压强高的饱和蒸汽，压强越高蒸汽品质越 高，直接使用价值越高。a步骤使用的过热蒸汽，在b步骤越接近饱和，过热蒸汽蒸发水分的 作用发挥的越完全，当过热蒸汽成为饱和蒸汽后，无论压强多高，都没有再蒸发水分的能力 了，也就是说，只有过热蒸汽才能蒸发水分。本专利技术回收的这种低温蒸汽，基本要求是，压强 尽量高，过热度尽量低。一般大于0. 5kg/cm2的低温蒸汽易于回收，具有实际使用价值；低于0. 5kg/cm2的低温蒸汽不易回收。低温蒸汽的压强越高越便于使用。本专利技术回收这种降温后的低温蒸汽，目的就是为了高效率的使用它，本专利技术优选 两种方式使用低温蒸汽第一种是把低温蒸汽送到低温蒸汽系统，经过机械加压变成升压蒸汽，这种蒸汽 既可以进入高温高压蒸汽网，也可以作为外供热能对a步骤产生的降温蒸汽在换热器中进 行间接加热，升压蒸汽放出汽化潜热以后变为凝结水而退出干燥系统，密闭容器内的蒸汽 接受热量成为过热蒸汽继续蒸发水分。在这种工况下，机械加压投入的机械能，实现了一种 变换，即待干燥物料的水分变成水蒸汽(在过热蒸汽推动下自发进行)，水蒸汽加压后在 换热器换热放出汽化潜热变成凝结水，密闭容器内的水蒸汽接受汽化潜热变成过热蒸汽又 继续蒸发水分，往复循环，直至把待干燥物料的水分蒸发完全为止。实现这种循环，关键在 于控制好密闭容器内的蒸汽对低温蒸汽系统的排放流量，工业生产是用密闭容器的压强参 数控制排放流量(恒压操作)。第二种是低温蒸汽(如0. 2-0. 6MPa)先进入带有溶液蒸发装置或多效蒸发装置的 低温蒸汽系统，利用低温蒸汽的显热和汽化潜热，推动多效蒸发系统运行以后，从多效蒸发 系统排出的乏汽所含的汽化潜热，并无大的变化，把这一类的温度更低的低温蒸汽高度集 中在一起，回收这种低温蒸汽，再把这种低温蒸汽加压到温度和压强高于过热蒸汽。所加入 的机械能仅仅是提高了低温蒸汽的压强，对温度的提高主要是靠低温蒸汽放出汽化潜热而 提高蒸汽温度(温度较低的乏蒸汽加压要放出凝结水)。温度和压强高于过热蒸汽的升压 蒸汽，在换热器放出汽化潜热变成凝结水。在密闭容器内的低温蒸汽进入换热器吸收了汽 化潜热后变成了过热蒸汽，这种过热蒸汽又有了蒸发水分的能力。在这种工况下，过热蒸汽 蒸发水分是自发生本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于包括以下步骤：　　ａ、向内置待干燥物料的密闭容器内加入过热蒸汽，用过热蒸汽蒸发待干燥物料所含的水分，使水分生成水蒸汽，过热蒸汽降温变成低温蒸汽；　　ｂ、低温蒸汽在受控条件下从密闭容器进入低温蒸汽系统；所述的受控条件是指低温蒸汽的压强大于低温蒸汽系统；　　ｃ、使用机械加压装置对低温蒸汽系统的低温蒸汽加压，使其成为升压蒸汽；　　ｄ、用升压蒸汽间接加热密闭容器内的蒸汽，升压蒸汽放出汽化潜热生成凝结水，密闭容器内的蒸汽接受热量成为过热蒸汽。

【技术特征摘要】
一种利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于包括以下步骤a、向内置待干燥物料的密闭容器内加入过热蒸汽，用过热蒸汽蒸发待干燥物料所含的水分，使水分生成水蒸汽，过热蒸汽降温变成低温蒸汽；b、低温蒸汽在受控条件下从密闭容器进入低温蒸汽系统；所述的受控条件是指低温蒸汽的压强大于低温蒸汽系统；c、使用机械加压装置对低温蒸汽系统的低温蒸汽加压，使其成为升压蒸汽；d、用升压蒸汽间接加热密闭容器内的蒸汽，升压蒸汽放出汽化潜热生成凝结水，密闭容器内的蒸汽接受热量成为过热蒸汽。2.如权利要求1所述的利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于b步骤所述的低温 蒸汽系统可以包含有溶液蒸发装置或多效蒸发装置以及该装置排出的低温蒸汽。3.如权利要求1所述的利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于c步骤所述的机械 加压装置，指的是用罗茨风机或活塞式蒸汽压缩机。4.如权利要求1所述的利用过热蒸汽干燥物料的方法，其特征在于c步骤所述的机械 加压装置，指的是用循环水泵、水力喷射器和压力容器组成的抽汽加压机组。5.如权利要求4所述的利用过...

【专利技术属性】
技术研发人员：武善东，武征，张建华，武善斌，
申请(专利权)人：武善东，武征，
类型：发明
国别省市：34[中国|安徽]