專利名稱：一種高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種濕物料脫水的方法，具體地，涉及一種高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法。
背景技術(shù)：
市政污泥、造紙污泥、印染污泥或選礦尾礦等物料是其生產(chǎn)工藝不可避免的產(chǎn)物，有的含有一定的有機(jī)成分，有的含有一定無機(jī)礦物成分，即其仍含有一定的生物質(zhì)能量、熱能或礦物資源。此類物料是經(jīng)機(jī)械過濾或離心脫水獲得的具有典型的粒度細(xì)、粘性大和含水率高等特點(diǎn)，不能自成形狀，儲裝運(yùn)特性極差，嚴(yán)重阻礙了后續(xù)的處理與利用，以致淪落為生產(chǎn)工藝的副產(chǎn)品，不僅嚴(yán)重浪費(fèi)了能源資源，還形成了二次污染，普遍面臨減量化、無害化和資源化的處理和可持續(xù)發(fā)展問題。目前，對于上述高含水粘性物料的再處理，普遍采用熱力干燥脫水干化減量和提高其儲裝運(yùn)的特性，為后續(xù)無害化和資源化奠定基礎(chǔ)。熱力干燥是自外界向物料直接或間接輸入熱能，將物料中水分蒸發(fā)脫除，以轉(zhuǎn)筒式直接干燥和螺旋式間接干燥為例，干燥作業(yè)通常包括熱源供應(yīng)、密封給料、干燥主機(jī)、密封排料、引鳳和除塵回收等工藝設(shè)備環(huán)節(jié)，由于干燥作業(yè)本身為耗能作業(yè)，目前已占到我國工業(yè)耗能的15%，加之工藝系統(tǒng)的復(fù)雜性，使上述物料的進(jìn)一步減量化、無害化和資源化之路受到技術(shù)、能耗和運(yùn)行成本的嚴(yán)重制約。另一方面，我國褐煤資源豐富，預(yù)測占到全國煤炭預(yù)測資源量的41.18%。褐煤原煤水分和揮發(fā)分含量高，熱值低，灰熔點(diǎn)低(約1150°C)，可磨性指數(shù)低(50 70)的特性，決定褐煤主要用于發(fā)電動力用煤，對其干燥脫水提質(zhì)，可提高熱值和節(jié)省運(yùn)輸成本。但目前，褐煤干燥提質(zhì)還局限于應(yīng)用轉(zhuǎn)筒式干燥脫水技術(shù)，不僅耗能嚴(yán)重、碳排放量高，干燥過程中過粉碎現(xiàn)象嚴(yán)重，后續(xù)濕法除塵耗水量大，空氣污染嚴(yán)重，關(guān)鍵是褐煤燃點(diǎn)低，極易引起煤塵爆炸，生產(chǎn)工藝上必須設(shè)置相應(yīng)安全防范技術(shù)措施。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于高含水濕物料的熱壓干化脫水方法，將傳統(tǒng)固液分離的機(jī)械力脫水與熱力干燥脫水有機(jī)結(jié)合，既能夠簡化生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，又滿足節(jié)能環(huán)保低碳的要求，并同時(shí)適用于粘性和非粘性的高含水濕物料。為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明提供了一種高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的方法是通過熱壓干化裝置進(jìn)行脫水。該裝置包含單元熱壓機(jī)，加熱系統(tǒng)，以及與該單元熱壓機(jī)連接的進(jìn)氣管道和出氣管道。所述的單元熱壓機(jī)包含機(jī)體框架、導(dǎo)入倉、熱壓脫水倉、閃蒸倉以及過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)；所述的機(jī)體框架包含設(shè)置在兩側(cè)的第一立板和第二立板，以及設(shè)置在第一立板和第二立板之間的上支撐板和下支撐網(wǎng)板；所述的導(dǎo)入倉和閃蒸倉分別設(shè)置在所述機(jī)體框架的第一立板和第二立板的外側(cè)；所述的第一立板、第二立板、上支撐板和下支撐網(wǎng)板之間為密封的熱壓脫水倉，其內(nèi)部能夠被加熱系統(tǒng)加熱；所述的熱壓脫水倉包含設(shè)置在導(dǎo)入倉一側(cè)的第一立板上的入料閘門、設(shè)置在閃蒸倉一側(cè)的第二立板上的排料閘門、分別設(shè)置在機(jī)體框架另外兩個(gè)側(cè)面的第一熱板和第二熱板，以及設(shè)置在該熱壓脫水倉內(nèi)的熱壓壓頭；所述的第一熱板和第二熱板內(nèi)部均設(shè)有供熱孔道；所述的熱壓壓頭能夠做垂直運(yùn)動，該熱壓壓頭的下部設(shè)有氣體孔道，該氣體孔道朝下的一面設(shè)有若干小孔；所述的氣體孔道兩端分別與進(jìn)氣管道和出氣管道連接，從而能夠向熱壓脫水倉內(nèi)通入和導(dǎo)出氣體；所述的過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)設(shè)置在導(dǎo)入倉、熱壓脫水倉以及閃蒸倉的下方。所述的加熱系統(tǒng)包含設(shè)置在熱壓脫水倉處的流體熱介質(zhì)管道；所述的進(jìn)氣管道能夠通入蒸汽或壓縮空氣；所述的出氣管道包含閃蒸倉出氣管道以及與熱壓壓頭的氣體孔道連接的熱壓脫水倉出氣管道。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的熱壓脫水倉的倉壁與熱壓壓頭之間設(shè)有密封圈。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的熱壓壓頭內(nèi)部設(shè)有上下平行的兩層孔道，上層孔道與流體熱介質(zhì)管道相連而構(gòu)成一個(gè)回路，下層孔道即為所述的氣體孔道，該下層孔道兩端分別與進(jìn)氣管道和熱壓脫水倉出氣管道連接。所述的上層孔道與下層孔道都優(yōu)選為迷宮式的盤繞孔道。所述的流體熱介質(zhì)管道和上層孔道可以視需要而取消。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的進(jìn)氣管道和熱壓脫水倉出氣管道上分別設(shè)有閥門。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的上支撐板的上方還設(shè)有驅(qū)動油缸，分別驅(qū)動所述的熱壓壓頭和入料閘門以及排料閘門做垂直運(yùn)動。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的下支撐網(wǎng)板的下方設(shè)有接水槽。物料排出的水分穿過過濾網(wǎng)帶和下支撐網(wǎng)板，流入該接水槽中。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)包含過濾網(wǎng)帶，以及滾筒和支架。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的過濾網(wǎng)帶上承載物料，該過濾網(wǎng)帶被滾筒驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)物料從導(dǎo)入倉到熱壓脫水倉再到閃蒸倉的運(yùn)送。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的導(dǎo)入倉內(nèi)設(shè)有平整物料均一高度的左右旋向的螺旋回轉(zhuǎn)輥；閃蒸倉內(nèi)設(shè)有干物料破碎輥。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的閃蒸倉出氣管道與引風(fēng)機(jī)相連。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的方法包含以下步驟:步驟1，濕物料進(jìn)入導(dǎo)入倉，熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門在驅(qū)動油缸作用下開啟，過濾網(wǎng)帶被滾筒驅(qū)動，將其上的濕物料送入熱壓脫水倉；步驟2，入料閘門和排料閘門關(guān)閉，熱壓壓頭在驅(qū)動油缸作用下向下運(yùn)動；同時(shí)，向熱壓壓頭內(nèi)部下層孔道通入溫度在100°C 150°C之間的飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.1MPa 0.8MPa，蒸汽經(jīng)該下層孔道的小孔噴射到濕物料上；步驟3，停止通入蒸汽，熱壓壓頭繼續(xù)向濕物料加壓，作用到濕物料上的壓力為IMPa IOMPa ;步驟4，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，驅(qū)動油缸卸壓至零壓力，入料閘門和排料閘門同時(shí)抬起，熱壓壓頭向上升起至原位置，向進(jìn)氣管道通入壓縮空氣，將熱壓壓頭下層孔道內(nèi)的水分吹出，同時(shí)過濾網(wǎng)帶移動，將干物料導(dǎo)入閃蒸倉，后續(xù)濕物料再次導(dǎo)入熱壓脫水倉；步驟5，熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門再次同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，同時(shí)引風(fēng)機(jī)抽取閃蒸倉內(nèi)干后物料蒸發(fā)出的蒸汽外排出去，最后干物料再從閃蒸倉導(dǎo)出，完成整個(gè)熱壓干化脫水過程。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的步驟2還包含向流體熱介質(zhì)管道通入流體熱介質(zhì)，流體熱介質(zhì)的溫度在100°c 250°C之間。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的方法在步驟2中不向流體熱介質(zhì)管道(2)通入流體熱介質(zhì)，而是對步驟I中的濕物料進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度達(dá)到30°C 95°C，并且對熱壓脫水倉(6)中的濕物料直接施以5MPa IOMPa的壓力。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述方法的具體過程為:濕物料經(jīng)運(yùn)輸設(shè)備給入導(dǎo)入倉，熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門處于上位開啟位置時(shí)，過濾網(wǎng)帶移動，將導(dǎo)入倉內(nèi)一定料層厚度的濕物料送入熱壓脫水倉，之后，熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門在驅(qū)動油缸作用下向下移動，直至以一定壓力壓在過濾網(wǎng)帶上，與第一熱板和第二熱板構(gòu)成熱壓脫水倉四面?zhèn)}壁，并圍住濕物料，此時(shí)，熱壓壓頭在液壓油缸驅(qū)動下向下預(yù)壓縮物料，控制濕物料受壓壓力0.1MPa 0.8MPa (根據(jù)不同物料確定不同預(yù)壓壓力)，保持此預(yù)壓壓力一定時(shí)間，并在此期間向熱壓壓頭內(nèi)部下層孔道通入飽和蒸汽，蒸汽壓力0.1MPa 0.8MPa，溫度在100°C 150°C之間，蒸汽可以噴射到濕物料上；與之同時(shí)，還向熱壓壓頭內(nèi)部上層孔道通入熱流體熱介質(zhì)，該上層流體熱介質(zhì)孔道平行設(shè)置于下層蒸汽孔道之上，流體熱介質(zhì)溫度控制在100°C 250°C之間，高溫流體熱介質(zhì)加熱該熱壓壓頭本體，并同時(shí)加熱該熱壓壓頭與濕物料之間的冷凝水或飽和蒸汽，使之溫度升高和體積膨脹，驅(qū)使?jié)裎锪纤?xì)水分或間隙水分在物料層內(nèi)部向下涌動，直至流出濕物料層，穿過過濾網(wǎng)帶和熱壓脫水倉下面的下支撐網(wǎng)板，流入下支撐網(wǎng)板下面的接水槽，保持此狀態(tài)一定時(shí)間后，停止供應(yīng)蒸汽，在濕物料內(nèi)毛細(xì)水或間隙水受熱或已變成蒸汽狀態(tài)下，熱壓壓頭繼續(xù)向濕物料施壓，作用到濕物料上的壓力IMPa 8MPa，繼續(xù)強(qiáng)化機(jī)械擠壓脫出濕物料水分，此時(shí)，被擠壓出的水分可向上自熱壓壓頭下層孔道流出，也可從過濾網(wǎng)帶處流出，保持此壓力，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，卸壓至零壓力，熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門同時(shí)抬起，熱壓壓頭向上升起至原高度位置，過濾網(wǎng)帶移動，將熱壓干物料導(dǎo)入閃蒸倉，后續(xù)濕物料再次導(dǎo)入熱壓脫水倉，`熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，此時(shí)，引風(fēng)機(jī)抽取閃蒸倉內(nèi)干后物料蒸發(fā)出的蒸汽外排出去；繼續(xù)干化過程是熱壓脫水倉的入料閘門和排料閘門周期性抬起與落下，干化物料周期性導(dǎo)入閃蒸倉和排出機(jī)外，濕物料周期性導(dǎo)入壓力脫水倉，繼而，實(shí)現(xiàn)粘性或非粘性濕物料準(zhǔn)連續(xù)性熱壓干后脫水，其中，導(dǎo)入倉內(nèi)設(shè)有平整物料均一高度的左右旋向螺旋回轉(zhuǎn)輥；閃蒸倉內(nèi)設(shè)有干物料破碎輥，松動已壓實(shí)的干物料，以利釋放其內(nèi)蒸汽便于抽排放。加熱系統(tǒng)的流體熱介質(zhì)加熱方式可以燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱，輸入的飽和蒸汽可以是工業(yè)余熱乏汽，也可以燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱產(chǎn)生，流體熱介質(zhì)除向熱壓壓頭供熱外，還可以向第一熱板和第二熱板內(nèi)供熱孔道供熱，輔助加熱熱壓脫水倉內(nèi)的濕物料。上述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其中，所述的熱壓干化脫水裝置可以集成機(jī)械、電氣、熱能工程和計(jì)算機(jī)自控技術(shù)于一體進(jìn)行自動運(yùn)行和監(jiān)控。本發(fā)明提供的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法及方法具有以下優(yōu)
占-
^ \\\. 1.達(dá)到同樣的干燥脫水效果，僅需將其中部分水分汽化，其余水分靠強(qiáng)化物料自身產(chǎn)生的蒸汽壓力推動力予以脫除，所需熱能僅是為脫水提供推動力；而常規(guī)熱力干燥脫水則需將全部脫除水分汽化，所需熱能是干燥傳質(zhì)傳熱的需要，因此，節(jié)能效果顯著。2.利用流體熱介質(zhì)作為干燥介質(zhì)，有多種熱能供給方式可供選擇，可因地制宜確定低碳、環(huán)保和節(jié)能的熱壓干化方式。例如，流體熱介質(zhì)系統(tǒng)的加熱方式可以選擇燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱，熱流體熱介質(zhì)工作期間始終通向熱壓壓頭供熱；輸入的飽和蒸汽可以是工業(yè)余熱乏汽(碳排放量零增加)，也可以燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱產(chǎn)生。3.與其它熱力干燥方式相比，無粉塵爆炸危險(xiǎn)性，被干化物料脫出水分無相變或少量相變改變，節(jié)能效果顯著。


圖1為本發(fā)明的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法的濕物料導(dǎo)入與導(dǎo)出狀態(tài)示意圖。圖2為本發(fā)明的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法的熱壓干化狀態(tài)示意圖。圖3為本發(fā)明的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法的單元熱壓機(jī)的俯視圖。圖4為本發(fā)明的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法的單元熱壓機(jī)的側(cè)視圖。圖5為本發(fā)明的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法的實(shí)施例2的熱壓干化狀態(tài)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式
作進(jìn)一步地說明。如圖1所示，本發(fā)明提供的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，是通過熱壓干化裝置進(jìn)行脫水。該裝置包含單元熱壓機(jī)1，加熱系統(tǒng)，以及與該單元熱壓機(jī)I連接的進(jìn)氣管道3和出氣管道4。單元熱壓機(jī)I包含機(jī)體框架18、導(dǎo)入倉5、熱壓脫水倉6、閃蒸倉7以及過濾網(wǎng)帶移
動系統(tǒng)8。加熱系統(tǒng)包含流體熱介質(zhì)管道2。進(jìn)氣管道3包含蒸汽分支31和壓縮空氣分支32，能夠向熱壓脫水倉6通入蒸汽或壓縮空氣。出氣管道4包含熱壓脫水倉出氣管道41和閃蒸倉出氣管道42。閃蒸倉出氣管道42與引風(fēng)機(jī)4a相連。進(jìn)氣管道3的蒸汽分支31和壓縮空氣分支32以及熱壓脫水倉出氣管道41上分別設(shè)有閥門F1、F2和F3。單元熱壓機(jī)I的機(jī)體框架18包含設(shè)置在兩側(cè)的第一立板18a和第二立板18b，以及設(shè)置在第一立板18a和第二立板18b之間的上支撐板18d和下支撐網(wǎng)板18c。導(dǎo)入倉5和閃蒸倉7分別設(shè)置在機(jī)體框架18的第一立板18a和第二立板18b的外側(cè)。導(dǎo)入倉5內(nèi)設(shè)有平整物料均一高度的左右旋向的螺旋回轉(zhuǎn)輥19 ;閃蒸倉I內(nèi)設(shè)有干物料破碎輥17。第一立板18a、第二立板18b、上支撐板18d和下支撐網(wǎng)板18c之間為密封的熱壓脫水倉6，其內(nèi)部能夠被加熱系統(tǒng)加熱；熱壓脫水倉6包含設(shè)置在導(dǎo)入倉5 —側(cè)的第一立板18a上的入料閘門9、設(shè)置在閃蒸倉7 —側(cè)的第二立板18b上的排料閘門10、分別設(shè)置在機(jī)體框架18另外兩個(gè)側(cè)面的第一熱板12和第二熱板11，以及設(shè)置在該熱壓脫水倉6內(nèi)的熱壓壓頭13。第一熱板12和第二熱板11內(nèi)部均設(shè)有供熱孔道。熱壓壓頭13能夠做垂直運(yùn)動。熱壓壓頭13與熱壓脫水倉6的倉壁之間設(shè)有密封圈13b。熱壓壓頭13內(nèi)部設(shè)有上下平行的兩層孔道，上層孔道13a與流體熱介質(zhì)管道2相連而構(gòu)成一個(gè)回路，下層孔道13b與進(jìn)氣管道3以及熱壓脫水倉出氣管道41相連。下層孔道13c朝下的一面設(shè)有若干小孔。該上層孔道13a與下層孔道13c都為迷宮式的盤繞孔道。該流體熱介質(zhì)管道2和上層孔道13a可以視需要而取消。過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)8設(shè)置在導(dǎo)入倉5、熱壓脫水倉6以及閃蒸倉7的下方。過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)8包含過濾網(wǎng)帶8a，以及滾筒和支架8d。過濾網(wǎng)帶8上承載物料，該過濾網(wǎng)帶8a被滾筒Sb驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)物料從導(dǎo)入倉5到熱壓脫水倉6再到閃蒸倉7的運(yùn)送。上支撐板18d的上方還設(shè)有三個(gè)驅(qū)動油缸16、14和15，分別驅(qū)動熱壓壓頭13和入料閘門9以及排料閘門10做垂直運(yùn)動。下支撐網(wǎng)板13c的下方設(shè)有接水槽20，物料排出的水分穿過過濾網(wǎng)帶8a和下支撐網(wǎng)板18c，流入該接水槽20中。本發(fā)明提供的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，包含以下步驟:步驟I，濕物料進(jìn)入導(dǎo)入倉5，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10在驅(qū)動油缸14和15的作用下開啟，過濾網(wǎng)帶8a被滾筒Sb驅(qū)動，將其上的濕物料送入熱壓脫水倉6 ;步驟2，入料閘門9和排料閘門10關(guān)閉，熱壓壓頭13在驅(qū)動油缸16作用下向下運(yùn)動；同時(shí)，向熱壓壓頭13內(nèi)部下層孔道13c通入溫度在100°C 130°C之間的飽和蒸汽，蒸汽經(jīng)該下層孔道13c的小孔噴射到濕物料上；步驟3，停止通入蒸汽，熱壓壓頭13繼續(xù)向濕物料加壓；步驟4，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，驅(qū)動油缸16卸壓至零壓力，入料閘門9和排料閘門10同時(shí)抬起，熱壓壓頭13向上升起至原位置，向進(jìn)氣管道3通入壓縮空氣，將熱壓壓頭13下層孔道13c內(nèi)的水分吹出，同時(shí)過濾網(wǎng)帶8a移動，將干物料導(dǎo)入閃蒸倉7，后續(xù)濕物料再次導(dǎo)入熱壓脫水倉6 ;步驟5，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10再次同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，同時(shí)引風(fēng)機(jī)4a抽取閃蒸倉7內(nèi)干后物料蒸發(fā)出的蒸汽外排出去，最后干物料再從閃蒸倉7導(dǎo)出，完成整個(gè)熱壓干化脫水過程。其中，步驟2還可以包含向流體熱介質(zhì)管道2通入流體熱介質(zhì)，流體熱介質(zhì)的溫度在 IOO0C- 250°C之間。本發(fā)明提供的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，可以集成機(jī)械、電氣、熱能工程和計(jì)算機(jī)自控技術(shù)于一體進(jìn)行自動運(yùn)行和監(jiān)控。實(shí)施例1:
如圖2 圖4所示，單元熱壓機(jī)I的機(jī)體框架18由兩側(cè)的第一立板18a與第二立板18b、下支撐網(wǎng)板18c與上支撐板18d構(gòu)成，該機(jī)體框架18也是熱壓脫水倉6的承載框架。濕物料經(jīng)外部運(yùn)輸設(shè)備給入導(dǎo)入倉5，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10處于上位開啟位置時(shí)，過濾網(wǎng)帶8a移動，將導(dǎo)入倉5內(nèi)一定料層厚度的濕物料送入熱壓脫水倉6，之后，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10在驅(qū)動油缸14和15作用下向下移動，直至其以一定壓力壓在過濾網(wǎng)帶8a上，與第一熱板11和第二熱板12構(gòu)成熱壓脫水倉6四面?zhèn)}壁，并圍住濕物料，熱壓脫水倉6四面?zhèn)}壁與熱壓壓頭13之間設(shè)有專用密封環(huán)13b，此時(shí)，熱壓壓頭13在驅(qū)動油缸16驅(qū)動下向下預(yù)壓縮物料，控制濕物料受壓壓力0.1MPa
0.SMPa(根據(jù)不同物料確定不同預(yù)壓壓力)，保持此預(yù)壓壓力一定時(shí)間，并在此期間，關(guān)閉閥門F3和F2，開啟閥門F1，向熱壓壓頭13內(nèi)部下層孔道13c通入飽和蒸汽，蒸汽壓力為
0.1MPa 0.8MPa，下層孔道13c向下方向間隔分布小孔，可以噴射蒸汽到濕物料上；與之同時(shí)，向熱壓壓頭13內(nèi)部上層孔道13a通入熱流體熱介質(zhì)，上層孔道13a平行設(shè)置于下層孔道13c之上，流體熱介質(zhì)溫度控制在100°C 250°C之間，高溫流體熱介質(zhì)加熱熱壓壓頭13本體，并同時(shí)加熱熱壓壓頭13與濕物料之間的冷凝水或飽和蒸汽，使之溫度升高和體積膨脹，驅(qū)使?jié)裎锪纤?xì)水分或間隙水分在物料層內(nèi)部向下涌動，直至流出濕物料層，穿過過濾網(wǎng)帶8a和熱壓脫水倉6下面的支撐網(wǎng)板18c，流入支撐網(wǎng)板下面的接水槽20，保持此狀態(tài)一定時(shí)間后，關(guān)閉閥門Fl，停止供應(yīng)蒸汽，流體熱介質(zhì)繼續(xù)加熱，在濕物料內(nèi)毛細(xì)水或間隙水受熱或已變成蒸汽狀態(tài)下，熱壓壓頭13在驅(qū)動油缸16作用下繼續(xù)向濕物料施壓，作用到濕物料上的壓力為IMPa lOMPa，繼續(xù)強(qiáng)化機(jī)械擠壓脫出濕物料水分，此時(shí)，被擠壓出的水分一部分向上進(jìn)入熱壓壓頭13下層通道13c內(nèi)，一部分向下從過濾網(wǎng)帶8a處流出，保持此壓力，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，驅(qū)動油缸16卸壓至零壓力，同時(shí)，開啟閥門F3和F2，吹入壓縮空氣，將熱壓壓頭13下層孔道13c內(nèi)的水分吹出，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10同時(shí)抬起，熱壓壓頭13向上升起至原始位置，過濾網(wǎng)帶8a移動，將熱壓干物料導(dǎo)入閃蒸倉7，后續(xù)濕物料隨之導(dǎo)入熱壓脫水倉6，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，此時(shí)，引風(fēng)機(jī)4a抽取閃蒸倉7內(nèi)干后物料蒸發(fā)出的蒸汽外排出去；繼續(xù)干化過程是熱壓壓頭13、入料閘門9和排料閘門10周期性抬起與落下，干化物料周期性導(dǎo)入閃蒸倉7和排出機(jī)外，濕物料周期性導(dǎo)入熱壓脫水倉6，繼而，實(shí)現(xiàn)粘性或非粘性濕物料準(zhǔn)連續(xù)性熱壓干化脫水，其中，導(dǎo)入倉5內(nèi)設(shè)有平整物料均一高度的左右旋向螺旋回轉(zhuǎn)輥19 ;閃蒸倉7內(nèi)設(shè)有干物料破碎輥17，松動已壓實(shí)的干物料，以利釋放其內(nèi)蒸汽便于抽排放。過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)8除了過濾網(wǎng)帶8a，還包含驅(qū)動滾筒Sb、尾輥筒Sc、張緊滾筒Se、張緊滾筒8f和支架8d組成，隨熱壓脫水倉6工作程序，周期性將濕物料導(dǎo)入熱壓脫水倉6和將干物料導(dǎo)出熱壓脫水倉6、導(dǎo)入干物料閃蒸倉7。加熱系統(tǒng)的流體熱介質(zhì)加熱方式可以燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱，熱流體熱介質(zhì)工作期間始終通向熱壓壓頭13供熱；輸入的飽和蒸汽可以是工業(yè)余熱乏汽，也可以燃?xì)?煤氣、天然氣或瓦斯氣)、燃油、燃煤或電加熱產(chǎn)生，除向熱壓壓頭13供熱外，還向第一熱板12和第二熱板11內(nèi)供熱孔道供熱，輔助加熱熱壓脫水倉6內(nèi)的濕物料。實(shí)施例2:
如圖5所示，熱壓壓頭13上層熱介質(zhì)孔道13a內(nèi)僅通入飽和蒸汽或不通入任何熱介質(zhì)，所處理的濕物料是熱的或經(jīng)過預(yù)熱的物料，物料溫度30°C 95°C，導(dǎo)入倉5、熱壓脫水倉6和閃蒸倉7的工作程序與實(shí)施例1相同，只是取消了預(yù)壓縮步驟，熱物料在熱壓脫水倉6內(nèi)直接施以5MPa IOMPa的機(jī)械壓縮壓力，強(qiáng)化機(jī)械擠壓脫出濕物料水分，此時(shí)，被擠壓出的水分一部分向上進(jìn)入熱壓壓頭13的下層孔道13c內(nèi)，一部分向下從過濾網(wǎng)帶8a處流出，保持此壓力，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，驅(qū)動油缸16卸壓至零壓力，同時(shí)，開啟閥門F2，吹入壓縮空氣，將熱壓壓頭13的下層孔道13c內(nèi)的水分吹出，熱壓脫水倉的入料閘門9和排料閘門10同時(shí)抬起，熱壓壓頭13向上升起至原始位置，過濾網(wǎng)帶8a移動，將熱壓干物料導(dǎo)入閃蒸倉7，后續(xù)濕物料隨之導(dǎo)入熱壓脫水倉6，熱壓脫水倉6的入料閘門9和排料閘門10同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，此時(shí)，引風(fēng)機(jī)4a抽取閃蒸倉7內(nèi)干后物料蒸發(fā)出的蒸汽外排出去；繼續(xù)干化過程是熱壓壓頭13、入料閘門9和排料閘門10周期性抬起與落下，干化物料周期性導(dǎo)入閃蒸倉7和排出機(jī)外，濕物料周期性導(dǎo)入壓力脫水倉6，繼而，實(shí)現(xiàn)粘性或非粘性濕物料準(zhǔn)連續(xù)性熱壓干化脫水，其中，濕物料導(dǎo)入倉5內(nèi)設(shè)有平整物料均一高度的左右旋螺旋回轉(zhuǎn)輥19 ;干物料閃蒸倉7內(nèi)設(shè)有干物料破碎輥17，松動已壓實(shí)的干物料，以利釋放其內(nèi)蒸汽便于抽排放。進(jìn)氣管道3向熱壓壓頭13的下層孔道13c和第一熱板12和第二熱板11內(nèi)的供熱孔道內(nèi)通入蒸汽，保持或繼續(xù)加熱物料，流出的蒸汽可以進(jìn)入前段物料預(yù)熱系統(tǒng)。本發(fā)明提供的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，集成機(jī)械力與熱力干燥脫水于一體，以流體熱介質(zhì)(蒸汽或流體熱介質(zhì))間接輸入熱能作為推動力，利用非相變熱壓脫水原理，強(qiáng)化液相方式脫除高含水物料水分，既簡化生產(chǎn)工藝系統(tǒng)，又充分節(jié)能減排，并同時(shí)適用于粘性和非粘性的高含水濕物料。盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實(shí)施例作了詳細(xì)介紹，但應(yīng)當(dāng)認(rèn)識到上述的描述不應(yīng)被認(rèn)為是對本發(fā)明的限制。在本領(lǐng)域技術(shù)人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)由所附的權(quán)利要求來限定。
權(quán)利要求
1.一種高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，該方法是通過熱壓干化裝置進(jìn)行脫水； 所述的熱壓干化裝置包含單元熱壓機(jī)(1)，加熱系統(tǒng)，以及與該單元熱壓機(jī)(I)連接的進(jìn)氣管道(3)和出氣管道(4); 所述的單元熱壓機(jī)(I)包含機(jī)體框架(18)、導(dǎo)入倉(5)、熱壓脫水倉(6)、閃蒸倉(7)以及過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)(8)； 所述的機(jī)體框架(18)包含設(shè)置在兩側(cè)的第一立板(18a)和第二立板(18b)，以及設(shè)置在第一立板(18a)和第二立板(18b)之間的上支撐板(18d)和下支撐網(wǎng)板(18c); 所述的導(dǎo)入倉(5)和閃蒸倉(7)分別設(shè)置在所述機(jī)體框架(18)的第一立板(18a)和第二立板(18b)的外側(cè)； 所述的第一立板(18a)、第二立板(18b)、上支撐板(18d)和下支撐網(wǎng)板(18c)之間為密封的熱壓脫水倉(6)，其內(nèi)部能夠被加熱系統(tǒng)加熱；所述的熱壓脫水倉(6)包含設(shè)置在導(dǎo)入倉(5) —側(cè)的第一立板(18a)上的入料閘門(9)、設(shè)置在閃蒸倉(7) 一側(cè)的第二立板(18b)上的排料閘門(10)、分別設(shè)置在機(jī)體框架(18)另外兩個(gè)側(cè)面的第一熱板(12)和第二熱板(11)，以及設(shè)置在該熱壓脫水倉(6)內(nèi)的熱壓壓頭(13)； 所述的熱壓壓頭(13)能夠做垂直運(yùn)動，該熱壓壓頭(13)的下部設(shè)有氣體孔道，該氣體孔道朝下的一面設(shè)有若干小孔；所述的 氣體孔道兩端分別與進(jìn)氣管道(3)和出氣管道(4)連接； 所述的過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)(8)設(shè)置在導(dǎo)入倉(5)、熱壓脫水倉(6)以及閃蒸倉(7)的下方； 所述的加熱系統(tǒng)包含設(shè)置在熱壓脫水倉(6)處的流體熱介質(zhì)管道(2)； 所述的進(jìn)氣管道(3)能夠通入蒸汽或壓縮空氣； 所述的出氣管道(4)包含閃蒸倉出氣管道(42)以及與所述熱壓壓頭(13)的氣體孔道連接的熱壓脫水倉出氣管道(41)。
2.如權(quán)利要求1所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的熱壓脫水倉(6)的倉壁與熱壓壓頭(13)之間設(shè)有密封圈(13b)。
3.如權(quán)利要求2所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的熱壓壓頭(13)內(nèi)部設(shè)有上下平行的兩層孔道，上層孔道(13a)與流體熱介質(zhì)管道(2)相連而構(gòu)成一個(gè)回路，下層孔道(13c)為所述的氣體孔道。
4.如權(quán)利要求3所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的進(jìn)氣管道(3)和熱壓脫水倉出氣管道(41)上分別設(shè)有閥門。
5.如權(quán)利要求1所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的上支撐板(18d)的上方還設(shè)有驅(qū)動油缸(16)，分別驅(qū)動所述的熱壓壓頭(13)和入料閘門(9 )以及排料閘門(10 )做垂直運(yùn)動。
6.如權(quán)利要求1所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的下支撐網(wǎng)板(18c)的下方設(shè)有接水槽(20)。
7.如權(quán)利要求1所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)(8)包含過濾網(wǎng)帶(8a)，以及滾筒和支架(8d);所述的過濾網(wǎng)帶(Sa)上承載物料，該過濾網(wǎng)帶(8a)被滾筒驅(qū)動而實(shí)現(xiàn)物料的運(yùn)送。
8.如權(quán)利要求7中任意一項(xiàng)所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的方法包含以下步驟: 步驟1，濕物料進(jìn)入導(dǎo)入倉(5)，熱壓脫水倉(6)的入料閘門(9)和排料閘門(10)在驅(qū)動油缸(16)作用下開啟，過濾網(wǎng)帶(8a)被滾筒驅(qū)動，將其上的濕物料送入熱壓脫水倉(6); 步驟2，入料閘門(9)和排料閘門(10)關(guān)閉，熱壓壓頭(13)在驅(qū)動油缸(16)作用下向下運(yùn)動；同時(shí)，向熱壓壓頭(13)內(nèi)部下層孔道(13c)通入溫度在100°C 130°C之間的飽和蒸汽，蒸汽壓力為0.1MPa 0.8MPa，蒸汽經(jīng)該下層孔道(13c)的小孔噴射到濕物料上； 步驟3，停止通入蒸汽，熱壓壓頭(13)繼續(xù)向濕物料加壓，作用到濕物料上的壓力為IMPa IOMPa ； 步驟4，待達(dá)到物料預(yù)定的干化水分后，驅(qū)動油缸(16)卸壓至零壓力，入料閘門(9)和排料閘門(10)同時(shí)抬起，熱壓壓頭(13)向上升起至原位置，向進(jìn)氣管道(3)通入壓縮空氣，將熱壓壓頭(13)下層孔道(13c)內(nèi)的水分吹出，同時(shí)過濾網(wǎng)帶(8a)移動，將干物料導(dǎo)入閃蒸倉(7)，后續(xù)濕物料再次導(dǎo)入熱壓脫水倉(6)； 步驟5，熱壓脫水倉(6)的入料閘門(9)和排料閘門(10)再次同時(shí)落下，進(jìn)行下一循環(huán)熱壓脫水過程，最后干物料再從閃蒸倉(7)導(dǎo)出。
9.如權(quán)利要求8所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的步驟2還包含向流體熱介質(zhì)管道(2)通入流體熱介質(zhì)，流體熱介質(zhì)的溫度在130°C 250°C之間。
10.如權(quán)利要求8所述的高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，其特征在于，所述的方法在步驟2中不向流體熱介質(zhì)管道(2)通入流體熱介質(zhì)，而對步驟I中的濕物料進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度達(dá)到30°C 95°C，并且對熱壓脫水倉(6)中的濕物料直接施以5MPa IOMPa的壓力。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高含水粘性或非粘性濕物料熱壓干化脫水方法，通過熱壓干化裝置進(jìn)行脫水，該裝置包含單元熱壓機(jī)，加熱系統(tǒng)，進(jìn)氣管道和出氣管道。單元熱壓機(jī)包含機(jī)體框架、導(dǎo)入倉、熱壓脫水倉、閃蒸倉以及過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)；機(jī)體框架包含第一立板和第二立板，上支撐板和下支撐網(wǎng)板；導(dǎo)入倉和閃蒸倉分別設(shè)置在第一立板和第二立板的外側(cè)；第一立板、第二立板、上支撐板和下支撐網(wǎng)板之間為密封的熱壓脫水倉。熱壓脫水倉包含入料閘門、排料閘門、分別設(shè)置在機(jī)體框架另外兩個(gè)側(cè)面的第一熱板和第二熱板，以及設(shè)置在該熱壓脫水倉內(nèi)的熱壓壓頭；過濾網(wǎng)帶移動系統(tǒng)設(shè)置在導(dǎo)入倉、熱壓脫水倉以及閃蒸倉的下方。本發(fā)明能夠簡化生產(chǎn)工藝，并且節(jié)能環(huán)保。
文檔編號F26B7/00GK103206844SQ20131014968
公開日2013年7月17日 申請日期2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月26日
發(fā)明者周明遠(yuǎn) 申請人:上海第二工業(yè)大學(xué)