一种烘干装置

技术领域

本发明涉及湿煤泥烘干技术领域，尤其涉及一种烘干装置。

背景技术

随着社会对低碳经济要求和节能减排意识的不断提高，煤泥作为煤炭开采加工的副产品，由于其具有高水分、高粘性、低热值等缺点，很难实现工业应用，一直作为煤矿及周边地区人们的采暖和一部分低热值工业燃烧利用，不仅热能利用率低，而且对环境造成了严重的污染。因此需要把品位低、直接燃烧率差、对环境造成严重污染的劣质煤泥加工成为优质清洁能源，提高资源利用率。煤泥烘干技术就是解决选煤厂煤泥长期存放所带来的环境污染和煤泥回收后无法处置的难题，增加煤炭产品综合利用的经济效益和社会效益，实现清洁生产，适应煤炭工业可持续发展战略的需要。

由于煤泥湿度很高、温度很低，直接对煤泥进行烘干，不仅效率低而且需要大量的热能，使得煤泥烘干成本大大提高。烘干煤泥后，产生的大量热气直接排放到空气中，且烘干后的煤泥温度较高，需要冷却后再进行运输，造成了热量的大量浪费。

针对上述问题，需要开发一种烘干装置，以解决烘干煤泥后的余热无法有效回收利用的问题。

发明内容

本发明的目的在于提出一种烘干装置，能够对烘干煤泥后的余热进行回收并用于对煤泥进行预热，节约能源。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种烘干装置，包括：

储物料仓；

预热机构，包括第一换热组件及第一料仓，所述第一料仓连通所述储物料仓，所述第一换热组件能加热所述第一料仓内的物料；

干燥机构，包括干燥仓和加热组件，所述干燥仓连通所述第一料仓，所述加热组件能够加热所述干燥仓内的所述物料；

余热回收机构，包括通风管道及第二换热组件，所述通风管道连通所述干燥仓，所述第二换热组件的取热端伸入所述通风管道，所述第二换热组件的放热端与所述第一换热组件换热连接。

优选地，所述第二换热组件包括第一热管和热泵机构，所述第一热管的取热端伸入所述通风管道内，所述热泵机构的取热端与所述第一热管的放热端换热连接，所述热泵机构的放热端与所述第一换热组件换热连接。

优选地，还包括冷却机构，所述冷却机构包括第三换热组件及第二料仓，所述第二料仓连通所述干燥仓，所述第三换热组件与所述热泵机构的取热端换热连接。

优选地，所述加热组件包括第二热管和加热箱，所述加热箱设置于所述干燥仓的外部，所述第二热管的放热端伸入所述干燥仓，所述第二热管的取热端伸入所述加热箱。

优选地，所述第二热管的放热端为螺旋状，所述干燥机构还包括驱动组件，用于驱动所述第二热管转动。

优选地，所述第一料仓、所述第二料仓及所述干燥仓的外部包覆设置有保温外壁。

优选地，所述余热回收机构还包括除尘组件，所述除尘组件串联于所述通风管道内。

优选地，所述余热回收机构还包括引风机，所述引风机设置于所述除尘组件与所述第一热管之间，所述引风机能够将所述干燥仓中的气流引入所述通风管道内。

优选地，所述预热机构还包括第一传输组件，所述第一料仓的相对两端设置有入料口和出料口，所述入料口与所述储物料仓连通，所述出料口与所述干燥仓连通，所述第一传输组件能够将所述物料由所述入料口输送至所述出料口，所述第一换热组件铺设于所述第一传输组件与所述第一料仓之间，且由所述入料口延伸至所述出料口。

优选地，所述第一传输组件包括螺杆和驱动电机，所述螺杆与所述驱动电机的输出轴传动连接。

本发明的有益效果：

本发明提供了一种烘干装置。该装置中，干燥机构对其中的煤泥进行加热干燥后，热空气在余热回收机构的通风管道中与第二换热组件的取热端进行热交换，热量被第二换热组件吸收后排出。第二换热组件的取热端吸收热量后，其放热端将热量释放给第一换热组件，第一换热组件在预热机构中对从储物料仓进入预热机构的煤泥进行加热，实现了对烘干余热的利用。同时由于煤泥在进入干燥仓之前已经被加热，使干燥仓中需要的热量大大降低，节约了能源。

附图说明

图1是本发明提供的烘干装置的结构示意图；

图2是本发明提供的热泵机构的结构示意图。

1、储物料仓；2、预热机构；3、干燥机构；4、余热回收机构；5、冷却机构；6、保温外壁；

21、第一换热组件；22、第一料仓；23、第一传输组件；31、干燥仓；32、加热组件；33、驱动组件；41、通风管道；42、第二换热组件；43、布袋除尘器；44、引风机；51、第三换热组件；52、第二料仓；53、第二传输组件；

321、第二热管；322、加热箱；421、第一热管；422、热泵机构；4221、蒸发器；4222、压缩机；4223、冷凝器；4224、节流阀。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一特征和第二特征直接接触，也可以包括第一特征和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

本实施例中的物料以煤泥为例进行说明。

本实施例提供了一种烘干装置。如图1所示，该烘干装置包括储物料仓1、预热机构2、干燥机构3及余热回收机构4。预热机构2包括第一换热组件21及第一料仓22，第一料仓22连通储物料仓1，第一换热组件21能加热第一料仓22内的煤泥。干燥机构3包括干燥仓31和加热组件32，干燥仓31连通第一料仓22，加热组件32能够加热干燥仓31内的煤泥。余热回收机构4包括通风管道41及第二换热组件42，通风管道41连通干燥仓31，第二换热组件42的取热端伸入通风管道41，第二换热组件42的放热端与第一换热组件21换热连接。

加热组件32对干燥仓31中的煤泥进行加热烘干，烘干过程中干燥仓31中的余热通过空气排出，在通风管道41中与第二换热组件42的取热端进行热交换后排出该烘干装置。干燥仓31余热通过第二换热组件42的放热端释放给第一换热组件21使其升温，对第一料仓22中的煤泥进行预加热，实现了对烘干余热的利用。

由于干燥后的煤泥还处于较高的温度，若任意放置使其在空气中自由冷却到室温，会浪费大量的热量。

为了对干燥后的煤泥的热量进行有效利用，该烘干装置还包括冷却机构5。该冷却机构5包括第三换热组件51及第二料仓52，第二料仓52连通干燥仓31，第三换热组件51与热泵机构422的取热端换热连接。

其中，第一料仓22的相对两端均设置有入料口和出料口，且入料口和出料口相对于第一料仓22的水平方向设置，入料口在一端的上部，出料口在另一端的下部。

水平设置的出料口和入料口能够使煤泥在第一料仓22和干燥仓31中水平移动，其速度可控，能够保证热交换的充分进行。

同理，干燥仓31和第二料仓52均设置有入料口和出料口，且设置的位置和原因与第一料仓22相同。

可以理解的是，第一料仓22的入料口与储物料仓1连通，第一料仓22的出料口与干燥仓31的入料口连通，干燥仓31的出料口与第二料仓52的入料口连通，形成一个完整的通路。

优选地，预热机构2还包括第一传输组件23，第一传输组件23能够将煤泥由预热机构2的入料口输送至预热机构2的出料口，第一换热组件21铺设于第一传输组件23与第一料仓22之间，且由预热机构2的入料口延伸至预热机构2的出料口。

煤泥通过第一传输组件23由入料口输送到出料口，可以通过控制第一传输组件23的传输速度来控制煤泥被预热的程度，且第一换热组件21铺设于第一传输组件23与第一料仓22之间可以使煤泥在第一料仓22中均匀预热。

优选地，第一传输组件23包括螺杆和驱动电机，螺杆与驱动电机的输出轴传动连接。

驱动电机带动螺杆转动，在传输煤泥的过程中对煤泥进行搅拌、破碎，能够使煤泥在第一料仓22中的预热更充分，也降低了干燥仓31中的破碎难度，提高了烘干效率。

可以理解的是，冷却机构5还包括第二传输组件53，其结构与作用效果均匀第一传输组件23相同，此处不再赘述。

进一步地，第二换热组件42包括第一热管421，第一热管421的取热端伸入通风管道41，第一热管421的放热端与第一换热组件21换热连接。

热管具有极快地热传导能力，其内部工质在热管的取热端吸热后气化并向热管的放热端流动，在热管的放热端液化放出大量的热。第一热管421能够大大提高对余热的回收效率。

为了进一步提高余热的利用，第二换热组件42还包括热泵机构422，热泵机构422内设置有流动的循环工质。热泵机构422的取热端与第一热管421的放热端换热连接，热泵机构422的放热端与第一换热组件21换热连接。

第一热管421的放热端在热泵机构422的取热端放出热量，循环工质吸收热量后温度升高，经过热泵机构422对其做功，温度进一步升高，经过放热端将热量传递给第一换热组件21，使煤泥在第一料仓22中被加热到更高的温度，进一步降低加热箱322的输出热量。

优选地，加热组件32包括第二热管321和加热箱322，加热箱322设置于干燥仓31的外部，第二热管321的放热端伸入干燥仓31，第二热管321的取热端伸入加热箱322。

加热箱322通过加热第二热管321的取热端，使热量被传递到第二热管321的放热端释放来加热烘干煤泥，而加热箱322可以是通过燃烧发热，也可以是通过电发热，无论哪种方法，在加热干燥仓31中的煤泥时，都需要消耗大量的能源。而由于煤泥在进入干燥仓31之前已经被加热到一定温度，使煤泥在干燥仓31中被烘干时需要加热组件32提供的热量随之降低，能够大大降低能源的消耗。

进一步地，第一换热组件21内设置有流动的第一换热介质，第一换热介质流过第一热管421的放热端，与第一热管421的放热端进行热交换。第一换热介质可以选用乙二醇溶液，其优点是比热容低，比较容易被加热到较高温度，使第一换热组件21与煤泥间的温差增大，热交换更充分。而为了成本考虑，第一换热介质也可以选择水。

优选地，第三换热组件51内设置有流动的第二换热介质，利用第三换热组件51对高温干燥的煤泥进行冷却降温，同时把吸收的热量通过第二换热介质传递给热泵机构422的取热端，对余热进行回收利用，进一步增加热泵机构422取热端吸收的热量。第二换热介质可以选用水或乙二醇溶液，与第一换热介质理由相同，此处不再赘述。

进一步地，如图2所示，热泵机构422还包括蒸发器4221、压缩机4222、冷凝器4223和节流阀4224，且依次连接形成循环换热回路。压缩机4222用于压缩循环换热回路中的循环工质，蒸发器4221与第一热管421的放热端及第三换热组件51换热连接，冷凝器4223与第一换热组件21换热连接，节流阀4224用于调节循环工质的流量。循环工质能够在循环换热回路中流动，且能在蒸发器4221中与第二热管321的第二放热端及第二换热组件42进行热交换，能在冷凝器4223中与第一换热组件21进行热交换。

循环工质在蒸发器4221中吸收第一热管421的放热端及第二换热组件42的热量蒸发，流经压缩机4222时被压缩成高温气体并流向冷凝器4223，并在冷凝器4223放热对第一换热介质进行加热，过程中高温气体液化并降温放出大量的热量，保证第一换热介质的升温。同时根据需要可以调节节流阀4224以控制循环工质的流量，以合理控制第一换热组件21的温度，节约能量。

其中，循环工质可以是氨或氟利昂。

循环工质的特点是常温或较低温度下能液化的物质，通过可逆的相变来增大较小温度区间的热量变化，从而增大热交换的效率。

优选地，节流阀4224可以是毛细管。

冷凝成液态的循环工质流经毛细管，由于从大管进入小管，流量受到了限制，因此出来后的循环工质压力降低，温度继续下降，既能够控制流量，又能够进一步降低循环工质的温度，提高其在蒸发器4221中的热交换效率。

生产中形成的煤泥由于堆积，较容易形成糊状或块状，使得煤泥在干燥仓31中烘干时，内部水分来不及蒸发，导致煤泥干燥不彻底，故需要在干燥的过程中打散煤泥。

优选地，第二热管321的放热端设置为螺旋状，该干燥机构3还包括驱动组件33，用于驱动第二热管321转动。

第二热管321在驱动组件33的带动下旋转，进入干燥仓31中的煤泥在被加热烘干的过程中不停地被螺旋状结构搅拌破碎，保证了煤泥被充分烘干。

其中，驱动组件33包括直流电机和变速器，变速器连接直流电机的输出轴和第二热管321，通过变速器可以控制第二热管321的转速，进而控制煤泥破碎的程度。

进一步地，余热回收机构4还包括除尘组件，串联于通风管道41的路径内。

煤泥中的水分在干燥仓31中蒸发，干燥仓31中的湿热空气通过通风管道41与第一热管421进行热交换后排出。干燥过程中会产生大量细小粉尘随着湿热空气进入通风管道41，并附着到第一热管421的表面，严重影响第一热管421对余热的吸收，同时粉尘会随着湿热空气排放到空气中，造成严重的环境污染。故需要在通风管道41的路径上设置除尘组件，使混合着粉尘的湿热空气在通风管道41中被除尘组件过滤掉粉尘。

示例性地，除尘组件可以是布袋除尘器43。

布袋除尘器43是一种高效的干式除尘器，它是用纤维编制物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置，其作用原理是尘粒在绕过滤布纤维时因惯性力作用与纤维碰撞而被拦截，能够有效过滤粉尘。

优选地，余热回收机构4还包括引风机44，引风机44设置于除尘组件与第一热管421之间，能够将干燥仓31中的气流引入通风管道41内。

引风机44能够把干燥仓31中的湿热空气抽出，促进湿热空气的流动，提高余热的回收效率。

为了进一步提高换热效率，第一换热组件21和第二换热组件42均包括多根换热管，第一换热介质与第二换热介质流过其中，与煤泥进行热交换。

优选地，第一传输组件23包括螺杆和驱动电机，螺杆与驱动电机的输出轴传动连接。

驱动电机带动螺杆转动，在传输煤泥的过程中对煤泥进行搅拌、破碎，能够使煤泥在第一料仓22中的预热更充分，也降低了干燥仓31中的破碎难度，提高了烘干效率。

可以理解的是，第二传输组件53与第一传输组件23具有相同的结构。

经过烘干的煤泥进入第二料仓52，此时煤泥温度较高，第二料仓52中的螺杆在旋转的过程中能够将烘干后未破碎的煤泥再进行一次搅拌、破碎，使未完全烘干的块状煤泥破碎，在自身温度的作用下达到干燥状态，同时进一步破碎的煤泥与第二换热组件42的热交换更加充分，有利于余热的回收。

优选地，第一料仓22、第二料仓52及干燥仓31的外部包覆设置有保温外壁6。

保温外壁6能够使余热不会通过料仓壁逸散到空气中造成浪费，保证了余热被最大限度的回收利用。

以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。