[发明专利]高效节能的纸浆脱水干燥设备

说明书

技术领域

本发明属于工业干燥技术领域，同时也可以应用于其它工业干燥领域，是针对纸浆的干燥而设计的一种工艺及设备，特别是涉及一种高效节能的纸浆脱水干燥设备。

背景技术

我国每年进口了大量的纸浆，对纸浆进行干燥可以使纸浆便于保存及运输。目前，纸浆干燥常用的技术主要有气流干燥和热风干燥（即闪急干燥）。

气流干燥的主要流程是：干度大约为3%的纸浆经过挤浆机的挤压过后，干度达到50%左右；挤浆过后的浆板被送入疏解机中进行打散，打散后的纸浆呈直径几毫米的团絮状；纸浆团絮被送入竖直的干燥塔底部，在塔中被热风从下往上吹动，当到达一定干度时，纸浆随热风排出干燥塔，进入旋风分离器中。纸浆团絮被旋风分离器分离出来后，被送入下一级干燥塔再次进行干燥，直至达到所要求的干度。气流干燥的热效率比较高，干燥速度也较快，但它的设备较复杂，安装和维修较困难；而且运行需要消耗大量的机械功。

热风干燥是目前采用最为广泛的一种干燥方式，主要是通过换热器加热空气，用热空气带走纸浆的水份。它具有处理量大、成本低、易于实现自动化等优点，但同时也存在有能耗大、产品品质较差等缺点。

微波干燥是物料在电磁场中由介质损耗而引起的体加热，在干燥过程中，湿物料内部的含水率往往比表面高，致使物料内部水分大量吸收微波能并转化为热能，因此物料内部的温度比表面高。同时，由于物料内部受热升温而使水迅速汽化，产生水蒸气，形成了压力梯度；这时的湿物料温度梯度和压力梯度与水的扩散方向是一致的，这就大大地改善了干燥过程中水分的迁移条件，从而有效地提高了水分的扩散速率，加快了干燥速度。同时，由于压力梯度的存在，使微波干燥具有由内向外的干燥特点：对物料整体而言，物料内层首先被干燥，因而克服了在热风循环干燥中因物料外层首先被干燥而形成皮芯结构，阻碍物料内部水分继续向外迁移的缺点，大大改善了干燥过程中水分的迁移条件，从而提高了水分的扩散速率，加快了干燥速度。

微波干燥具有加热速度快、能量利用率高、设备占地面积小等优点，其主要缺点是加热均匀性较差及干燥后期不易控制产品品质，而且生产能力有限，设备维修成本高等。

研究发现，纸浆脱水干燥过程存在有两个阶段：匀速干燥阶段和减速干燥阶段。在匀速干燥阶段，干燥速率与物料自身含水率没有多大的关系，提高外部气流的流速和温度，降低外部环境空气湿度是提高匀速干燥阶段干燥速率的关键；而在减速干燥阶段，快速提高物体内部温度是提高干燥速率行之有效的办法。

综合热风干燥和微波干燥各自的优缺点，结合纸浆脱水过程特点，考虑在热风干燥过程中耦合使用微波干燥：即在热风干燥到达临界含湿量点时，引入微波干燥以快速提高物体内部温度，达到提高干燥速率的目的。

如图1所示。纸浆脱水的匀速干燥阶段采用热风干燥，当干燥进行至匀速和减速临界点附近时，投入微波干燥，利用微波对物料进行整体加热特别是内部加热的特点，使得纸浆内部水分能够迅速蒸发排出，这样就有利于缩短干燥时间，提高干燥效率。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能量利用率高、生产效率高的高效节能的纸浆脱水干燥设备。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

本发明是一种高效节能的纸浆脱水干燥设备，它包括机架、纸浆切割机构、换热器、空气预热器、微波发生器、双辊挤浆机、热风循环管道、物料运输系统、干燥室、导热油锅炉；在机架上自左向右依次安装有双辊挤浆机、干燥室、换热器、纸浆切割机构，导热油锅炉安装在机架的上且位于干燥室的下方，微波发生器安装在机架的上且位于干燥室的上方，其中，双辊挤浆机位于干燥室的开始端且与干燥室内的物料运输系统对接；纸浆切割机构位于干燥室的末端，纸浆切割机构通过热风循环管道与干燥室内的物料运输系统对接，所述的换热器分别与导热油锅炉、干燥室、空气预热器连接。

所述的干燥室分为两段，它由第一干燥室和第二干燥室构成；第一干燥室和第二干燥室相互衔接且安装在机架的中部，两段干燥室之间以隔板隔开，第一干燥室和第二干燥室之间通过热风循环管道连通；在第一干燥室和第二干燥室内分别安装有物料运输系统。

所述的微波发生器安装在第一干燥室和第二干燥室之间且位于干燥室的上方，微波发生器所产生的微波作用于第一干燥室的末端和第二干燥室的起始端。

所述的换热器为空气—导热油换热器，换热器的本体上设有导热油入口和出口、热风入口和热风出口；所述的导热油入口与导热油锅炉连接，导热油来自导热油锅炉；热风出口通过热风循环管道通向干燥室，热风入口与空气预热器连接，利用锅炉的高温烟气对新鲜空气进行预热以提高能源利用率。