[發明專利]一種用于烘干系統的能量回收方法和裝置

有效

• 申請號: 201210288792.8
• 申請日: 2012-08-14
• 公開（公告）號: CN102809276A
• 公開（公告）日: 2012-12-05
• 發明（設計）人: 陳光明;葉碧翠;鄭皎
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: F26B21/02
• 分類號: F26B21/02;B01D53/26
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明屬于能量回收領域，尤其涉及一種用于烘干系統的能量回收方法和裝置。

背景技術

烘干工藝廣泛應用于木材、紙業、糧食、藥材、印染等工業以及其他行業。烘干工藝的通常做法是將濕度較低的熱風通入烘干機中，與被烘干物料直接接觸，使其溫度上升，水分汽化從物質中分離出來，隨氣流排出烘干系統外。排出的氣流被稱為烘干廢氣。烘干廢氣溫度高，并含有大量水蒸汽，帶走了烘干系統40％～70％不等的熱能，熱能浪費嚴重，這部分隨排氣損失的熱能成為排氣熱損失。烘干系統排氣熱損失大，導致了烘干環節能源利用率低。為了實現能量的回收利用，減少排氣熱損失，提高烘干系統能源利用率，目前采用最普遍的回收方法是換熱器法，用換熱介質(新風或水)獲取烘干廢氣的熱量，換熱后的烘干廢氣直接排放至大氣中。這種熱回收方式由于只回收了烘干廢氣的部分顯熱，烘干廢氣的大量潛熱未得以回收，因而熱回收效率低。

公告號為CN?201776969U的實用新型專利公開了一種復膜機干燥熱回收裝置，所述的熱回收管組件兩端組合散熱固定架，使用時，熱風從熱回收管內經過，熱風的熱量傳遞到管與散熱固定架上，再由鼓風機吹到干燥箱，達到熱量回收的目的，該實用新型利用散熱固定架獲取烘干廢氣的熱量，但只回收了熱風中的部分顯熱，熱回收效率較低。

公告號為CN?200982805?Y的實用新型專利公開了一種熱量回收裝置，安裝于干燥機上，包括順序連接的排風管、過濾器、熱風管和風機，熱量回收裝置與干燥機組成密封的循環系統，排風管上還開設有排濕孔，由于部分熱量從排濕孔流失，導致熱量回收裝置熱回收效率較低。

發明內容

本發明提供了一種用于烘干系統的能量回收方法與裝置，解決了烘干系統能量回收效率低的問題。

一種用于烘干系統的能量回收方法，包括以下步驟：

將烘干廢氣經液態吸濕劑除濕后，分離出的干燥烘干廢氣被吸濕后的液態吸濕劑加熱后返回烘干系統，吸濕并放熱的的液態吸濕劑經新鮮空氣再生，重新用于除濕，如此往復。

液態吸濕劑的除濕過程是一個復雜的傳熱與傳質過程，傳質的推動力是烘干廢氣中的水蒸汽的分壓與液態吸濕劑表面的飽和蒸汽壓之差，濃度高的液態吸濕劑的飽和蒸汽壓較低，當與烘干廢氣接觸時，由于烘干廢氣中的水蒸汽分壓高于液態吸濕劑的飽和蒸汽壓，水蒸汽由烘干廢氣向液態吸濕劑傳遞，烘干廢氣被除濕；

隨著傳質過程的進行，被處理的烘干廢氣的含濕量降低，液態吸濕劑因吸收了烘干廢氣中的水蒸汽以及水蒸汽釋放的相變潛熱而被稀釋，同時溫度升高；當液態吸濕劑的溫度高于烘干廢氣的溫度時，液態吸濕劑中的部分熱量會轉移至烘干廢氣，致使烘干廢氣溫度升高，烘干廢氣成為干燥的熱氣返回烘干系統中。

吸濕并放熱后的液態吸濕劑由于溫度高、濃度低，故飽和蒸汽壓大，可利用新鮮空氣進行再生，再生原理為：稀釋后的液態吸濕劑的飽和蒸汽壓高于與其接觸的新鮮空氣的水蒸氣分壓，在傳質壓差的作用下，稀釋后的液態吸濕劑中的水蒸汽逐漸釋放到新鮮空氣中實現再生。

再生后的液態吸濕劑進入下一個烘干廢氣的除濕-再生過程，如此往復循環。

本發明中使用的吸濕劑為液態吸濕劑，所述液態吸濕劑要滿足以下條件：

(1)飽和蒸汽壓隨濃度變化大：濃度較高時，液態吸濕劑的飽和蒸汽壓低，與烘干廢氣形成水蒸汽分壓差，有利于吸收水蒸氣；吸收結束后濃度降低，飽和蒸汽壓升高，高于新鮮空氣的水蒸汽分壓，能夠被新鮮空氣再生；

(2)再生溫度低，保證再生無需高品位熱源輸入；

(3)除濕劑中的溶質飽和蒸汽壓低，不易揮發；

(4)無毒、化學穩定性好。

根據上述要求，本發明所述液態吸濕劑是溴化鋰水溶液、氯化鋰水溶液、氯化鈣水溶液和烷基咪唑類離子液體水溶液中的任意一種，優選為除濕效果好的溴化鋰水溶液。

所述離子液體水溶液優選為1-乙基-3-甲基咪唑四氟硼酸鹽([Emim][BF4])水溶液和氯代1-乙基-3-甲基咪唑([Emim]Cl)水溶液。

液態吸濕劑的飽和蒸汽壓與其濃度密切相關，液態吸濕劑的濃度越高，則其飽和水蒸汽壓力越低，除濕效果越好；同時液態吸濕劑濃度越高，其吸收水蒸汽達到飽和時溫度越高，進而除濕后的烘干廢氣的溫度越高；液態吸濕劑的選用濃度與烘干廢氣的溫度、含濕量密切相關。當液態吸濕劑為溴化鋰水溶液時，優選的溴化鋰水溶液的質量百分比濃度為39％～62％。

一種用于烘干系統的能量回收裝置，包括用于烘干廢氣除濕的吸收子系統和用于液態吸濕劑再生的再生子系統；