[发明专利]沼气热风干燥工艺

说明书

技术领域

本发明属于干燥工艺技术领域，尤其涉及一种沼气热风干燥工艺。

背景技术

干燥设备能耗约占全国总能耗的12％，涉及国民经济的方方面面。与干燥设备配套的热源设备很多，通常按消耗的燃料来分类，有燃煤、燃油、燃气、电力等；按换热情况又可分为干燥介质直接加热和间接加热。直接加热热能利用充分，热效率高但容易受烟尘影响产品质量；间接加热完全将纯净空气进行加热，得到的是洁净无污染的热空气，产品质量不受烟尘影响，质量稳定，但间接加热存在两次加热，热效率低。如锅炉加热水形成水蒸汽，水蒸汽再通过散热器加热干燥空气，这种方式总的热效率仅仅40％左右；锅炉加热导热油，导热油再通过散热器加热干燥空气，这种方式总的热效率也仅有70％左右。

淀粉生产、化工加工、饲料加工等行业，其被干燥物料不允许被污染，因而对干燥介质要求较高，干燥工艺经历了燃煤热风炉-气流干燥(或喷雾干燥、流化床干燥等)组合干燥，到蒸汽加热干燥空气-气流干燥(或喷雾干燥、流化床干燥等)组合干燥，再到导热油加热干燥空气-气流干燥(或喷雾干燥、流化床干燥等)组合干燥的发展历程，产品品质和综合能效都得到了极大的提高。燃煤热风炉-气流干燥组合虽然能效高，但容易带入粉尘，影响产品品质，所以逐步被蒸汽加热-干燥装置组合所代替，后者得到的产品品质更高。然而，蒸汽加热-干燥装置组合由于其能效低、生产不稳定、效率低，也逐步被能效更高、生产更稳定、效率更高的导热油加热-干燥装置组合工艺代替。

尽管干燥工艺的改进已经使得综合能效、产品品质和生产效率都有了极大的提高，但是目前以煤炭为主要燃料，燃烧加热产生蒸汽或高温导热油，再通过产生蒸汽或高温导热油为加热新鲜空气产生热风的方式，均属间接热风干燥方式，存在二次加热过程，而且还伴存在设备庞大、环节多、远距离输送跑冒滴漏及管道损失等问题，在换热环节还存在介质温度低、生产效率低、热量浪费严重的现象。此外，煤炭燃烧过程排放大量SO₂、NO_x和粉尘等污染物，对环境危害巨大，是减排的重点对象。可见，干燥行业还存在广阔的节能减排空间。而清洁、高效的燃气燃烧烟气混合新鲜空气直接作为干燥介质，综合能效可达96％以上，是极具发展潜力的干燥工艺。近年来随着我国燃气事业的发展，该工艺得到了也飞速发展。

沼气燃烧过程基本不排放SO₂和粉尘。而且，与煤炭和石油相比，可减少约70％的CO₂和50％的NO_x排放。在干燥行业，采用沼气为燃料替代传统的煤炭，具有干燥介质温度高、热效率高、系统简单可靠、污染物排放低等特点，节能和环保优势非常明显。然而，实际生产过程中，大多是将沼气通过气煤两用导热油锅炉进行燃烧加热导热油，再通过到导热油加热干空气进入干燥设备的方式加以利用。气煤两用锅炉因为要兼顾燃煤和沼气燃烧的效果，沼气燃烧一般不充分，热效率多在60％以下，再加上管道和换热系统的热量损失，综合能效一般在50％以下。这种导热油炉-干燥装置组合工艺同样存在两次换热过程，极大地影响了其综合能效。

淀粉生产、食品加工、酒精生产等行业生产过程中产生大量高浓度有机废水及有机固体废弃物，若直接排放这些有机废弃物，会引起水体缺氧、发臭等现象，污染水体和土壤等，因此必须先处理才能排放。这些有机废水及有机固体废弃物经厌氧发酵处理，会产生高效、清洁的燃气——沼气。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种工艺简单、综合能效高、清洁环保的沼气热风干燥工艺。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：沼气热风干燥工艺，利用沼气燃烧后的烟气混合新鲜空气制备热风直接作为干燥装置的干燥介质。

沼气中氧的体积百分数＜0.5％，硫化氢浓度≤15mg/m³、总硫质量浓度≤200mg/m³；新鲜空气通过304/无纺布材质的中效空气过滤器过滤。

沼气由有机废弃物发酵并经脱水脱硫处理而得。

有机废弃物来自淀粉生产、食品加工、酒精生产过程中产生的有机废水及有机固体废弃物。

干燥介质用于淀粉、食品、饲料、化工品的干燥。

沼气在沼气燃烧器的绝热燃烧室内燃烧产生高温烟气，高温烟气离开燃烧室后进入热风处理系统，并在热风处理系统的混合室中与大量冷空气混合，待混合气体温度降至所需温度后进入干燥装置，直接作为干燥装置的干燥介质，期间通过PID控制系统控制整个热风产生及干燥过程。