本發(fā)明涉及化工領(lǐng)域，尤其是塑料干燥領(lǐng)域，具體為一種塑料干燥裝置的余熱回收方法。

背景技術(shù)：

塑料粒子，是塑料顆粒的俗稱。在塑料制造行業(yè)中，由于塑料顆粒的干燥程度與最終產(chǎn)品的透明度，色澤純度，包括彎曲、扭轉(zhuǎn)、彈性、張力指數(shù)、屈服度等的機(jī)械特性和包括絕緣性、傳導(dǎo)率等的電氣特性密切相關(guān)，因此，在塑料顆粒送入注塑機(jī)、擠出機(jī)、吸塑機(jī)或者其它塑料加工機(jī)械之前，必須進(jìn)行相應(yīng)的干燥處理。進(jìn)一步，在塑料顆粒轉(zhuǎn)變領(lǐng)域，非常重要的處理是在其轉(zhuǎn)變或聚合之前，例如在其被成型為異型物體之前對(duì)顆粒進(jìn)行的干燥工藝。在轉(zhuǎn)變或聚合過程中，顆粒將在較高溫度下熔融，若顆粒中存在水分，水分均會(huì)成為聚合物分子鏈中的組分，導(dǎo)致聚合物鏈斷裂以及在聚合材料中產(chǎn)生氣泡、氣孔和/或表面缺陷，進(jìn)而影響塑料制品的性能。

迄今已經(jīng)提出了很多用于塑料材料顆粒的干燥方法，但目前應(yīng)用最為廣泛的為干燥空氣法，即：使加熱后的空氣流經(jīng)顆粒物料，以從中除去相應(yīng)的水分?，F(xiàn)有常用的比較典型的塑料顆粒干燥設(shè)備通常包括干燥器主體、電加熱裝置、進(jìn)氣管、排氣管，干燥器主體上設(shè)有進(jìn)料口、出料口、熱風(fēng)進(jìn)口、熱風(fēng)出口；其工作時(shí)，物料通過進(jìn)料口進(jìn)入干燥器主體內(nèi)并進(jìn)行相應(yīng)的干燥，干燥后的物料通過出料口排出，同時(shí)，氣體經(jīng)電加熱裝置加熱后，通過進(jìn)氣管進(jìn)入干燥器主體內(nèi)，經(jīng)換熱后的氣體通過排氣管排出，實(shí)現(xiàn)對(duì)干燥器主體內(nèi)塑料的加熱。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明人研究后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的塑料干燥裝置的尾氣通常經(jīng)干燥器主體后，直接通過排氣管排出。目前，余熱回收主要集中在鋼鐵、石油、化工、建材等領(lǐng)域，在這些領(lǐng)域中，余(廢)熱總資源約占其燃料消耗總量的17％—80％，其中容易回收利用的余熱資源約為余熱總資源的60％，同時(shí)具有溫度較高的特點(diǎn)，易于回收余熱。而目前，由于塑料干燥行業(yè)的尾氣溫度較低，市場(chǎng)上尚無相關(guān)的預(yù)熱回收技術(shù)，這導(dǎo)致塑料尾氣中的余熱被大量浪費(fèi)，不僅造成能源的浪費(fèi)，還會(huì)進(jìn)一步加劇溫室效應(yīng)。為此，本發(fā)明提供一種塑料干燥裝置的余熱回收方法。本發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)45%~50%的換熱效率，及30%~55%的節(jié)電效果，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)塑料行業(yè)的發(fā)展具有重要的進(jìn)步意義。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種塑料干燥裝置的余熱回收方法，包括如下步驟：

空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽入第一換熱器中進(jìn)行預(yù)熱，得到第一預(yù)熱氣體；第一預(yù)熱氣體經(jīng)加熱器二次升溫后，進(jìn)入塑料干燥裝置中，對(duì)其中的塑料進(jìn)行換熱，換熱后得到干燥尾氣；干燥尾氣進(jìn)入第一換熱器中，對(duì)換熱器內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，降溫后的尾氣排出。

所述第一換熱器為板式換熱器，所述板式換熱器包括若干個(gè)依次相連的換熱組，所述換熱組件包括若干塊換熱板片，所述換熱板片等間距設(shè)置且相鄰換熱板片之間的間距為5~8mm，所述換熱板片采用親水鋁箔制備而成，且該板式換熱器風(fēng)路采用叉逆流方式。

所述換熱板片的一側(cè)側(cè)壁設(shè)置有防止干燥尾氣中雜質(zhì)附著的陶瓷納米涂層，相鄰兩個(gè)換熱板片設(shè)置有陶瓷納米涂層的一側(cè)相向設(shè)置并形成供干燥尾氣通過的熱流流道。

所述陶瓷納米涂層為二硼化鈦/鎳涂層。

所述換熱板片采用0.1~0.2mm的親水鋁箔制備而成。

所述換熱板片的另一側(cè)側(cè)壁為光滑平面，相鄰兩個(gè)換熱板片的光滑平面一側(cè)相向設(shè)置并形成冷流流道。

所述換熱板片位于冷流流道一側(cè)的側(cè)壁上自下而上還設(shè)置有螺旋形凸起或與換熱板片長(zhǎng)度方向相垂直的條形凸起。

所述螺旋形凸起或條形凸起為金屬鋁涂層。

還包括與第一換熱器降溫尾氣端相連的尾氣除塵裝置。

還包括去尾氣除塵裝置相連的氣味去除裝置，所述氣味去除裝置內(nèi)設(shè)置有活性炭。

在液化天然氣、火電站等領(lǐng)域中，大量采用了換熱回收熱量的方式，但鮮有針對(duì)塑料熱風(fēng)干燥回收的裝置。其主要原因在于，在液化天然氣等領(lǐng)域中，氣體的液化溫度較低。傳統(tǒng)的廢氣余熱利用在低于尾氣80攝氏度時(shí)，只能做到10%左右的換熱效率，效率低，無回收價(jià)值，因此，尾氣中的余熱通常被廢棄。

而本申請(qǐng)則突破傳統(tǒng)塑料余熱被廢棄的傳統(tǒng)，提供一種塑料干燥裝置的余熱回收方法?；谕粋€(gè)余熱回收的構(gòu)思，其提供兩種處理方式：空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽入第一換熱器中進(jìn)行預(yù)熱，得到第一預(yù)熱氣體；第一預(yù)熱氣體經(jīng)加熱器二次升溫后，進(jìn)入塑料干燥裝置中，對(duì)其中的塑料進(jìn)行換熱，換熱后得到干燥尾氣；干燥尾氣進(jìn)入第一換熱器中，對(duì)換熱器內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，降溫后的尾氣排出。

現(xiàn)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)(gb16409-1996)的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的板式換熱器換熱效率大概在30%左右，換熱率低下導(dǎo)致?lián)Q熱后的氣體應(yīng)用范圍狹小不便于二次使用，而如何提高換熱效率是目前的一大技術(shù)難點(diǎn)。

為了更好地提高余熱回收效率，本發(fā)明還對(duì)換熱器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新的設(shè)計(jì)：該換熱器為板式換熱器，板式換熱器包括若干個(gè)依次相連的換熱組，換熱組件包括若干塊換熱板片，換熱板片等間距設(shè)置且相鄰換熱板片之間的間距為5~8mm，換熱板片采用親水鋁箔制備而成，且該板式換熱器風(fēng)路采用叉逆流方式。

本發(fā)明的最大效果在于通過改變工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中的換熱片距離，通過縮短換熱片的使用壽命，從而提高換熱率，使得從常規(guī)的15~20%左右的換熱率能最高提高到56%的換熱率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)能源的回收，通過損耗和收益的計(jì)算對(duì)比，一組換熱器芯體的損耗可以換來直接經(jīng)濟(jì)利益5到17萬人民幣，因此本發(fā)明中的氣體換熱器有著極大的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，值得推廣。同時(shí)，本發(fā)明中，尾氣自上而下從流道通過，空氣自側(cè)下部至側(cè)上部從另一個(gè)流道流過，形成“叉逆流”，采用該方式，不僅能節(jié)省材料，減輕設(shè)備重量，降低造價(jià)成本，還能顯著提升換熱效率。通過對(duì)換熱器結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，使本發(fā)明能夠利用60~80℃范圍內(nèi)的尾氣，尾氣回收溫度范圍的降低，意味著應(yīng)用范圍的增加，其對(duì)工業(yè)應(yīng)用具有重要的應(yīng)用價(jià)值；并使得熱風(fēng)流動(dòng)分布均勻，換熱效率進(jìn)一步提高，具有顯著的技術(shù)進(jìn)步。

換熱片之間的空間為通風(fēng)道，熱風(fēng)道和冷風(fēng)道交替設(shè)置。

進(jìn)一步，換熱板片的一側(cè)側(cè)壁設(shè)置有防止干燥尾氣中雜質(zhì)附著的陶瓷納米涂層，相鄰兩個(gè)換熱板片設(shè)置有陶瓷納米涂層的一側(cè)相向設(shè)置并形成供干燥尾氣通過的熱流流道。陶瓷納米涂層為二硼化鈦/鎳涂層，換熱板片采用0.1~0.2mm的親水鋁箔制備而成；換熱板片的另一側(cè)側(cè)壁為光滑平面，相鄰兩個(gè)換熱板片的光滑平面一側(cè)相向設(shè)置并形成冷流流道。

本發(fā)明中，換熱板片采用0.1~0.2mm的親水鋁箔制備而成，采用該結(jié)構(gòu)，其表面覆膜一層親水層，冷凝水在親水鋁箔上會(huì)迅速散開，不會(huì)凝結(jié)成水珠，增大熱交換面積，加快制冷制熱速度，還有效避免冷凝水阻礙空氣流動(dòng)而產(chǎn)生的噪音，也使得換熱效率能提升5%左右。

進(jìn)一步，換熱板片位于冷流流道一側(cè)的側(cè)壁上自下而上還設(shè)置有螺旋形凸起或與換熱板片長(zhǎng)度方向相垂直的條形凸起。本發(fā)明中，在換熱板片的一面設(shè)置凸起，這種凸起與換熱板片之間形成波紋狀的流道，具有“靜攪拌”作用，在過流時(shí)形成湍流，增加換熱量，減少熱損失，提升熱交換效率。

綜上所述，本發(fā)明中提供一種全新的塑料干燥裝置的預(yù)熱回收方法，并對(duì)換熱的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了全新的創(chuàng)新設(shè)計(jì)：換熱器風(fēng)路采用叉逆流方式，較傳統(tǒng)的i和l型風(fēng)路增大了15%的換熱面積，提高了換熱效率10%左右；換熱芯體使用厚度0.2的納米陶瓷涂層腹膜的親水鋁箔，間距根據(jù)風(fēng)量要求設(shè)計(jì)為5~8mm，耐壓能力仍達(dá)到了1000pa，較傳統(tǒng)恒壓式換熱器設(shè)計(jì)又增大了20%的換熱面積，從而再次提升20%的換熱效率。

實(shí)際應(yīng)用結(jié)果表明：較傳統(tǒng)的15%~20%換熱效率基礎(chǔ)上，本申請(qǐng)的產(chǎn)品安裝使用后達(dá)到了45%~50%的換熱效率，也實(shí)現(xiàn)了30%~55%的節(jié)電效果，其獨(dú)有性和效果受到了國(guó)內(nèi)行業(yè)中排名前三的龍頭企業(yè)的認(rèn)可和肯定，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效果，具有較高的應(yīng)用價(jià)值，對(duì)塑料行業(yè)的發(fā)展具有重要的進(jìn)步意義。

附圖說明

本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，

圖1是本發(fā)明中換熱器的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中：1是換熱片，2是陶瓷涂層，3是熱風(fēng)道，4是冷風(fēng)道。

具體實(shí)施方式

本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。

本說明書中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。

實(shí)施例1

圖1是本發(fā)明的一個(gè)結(jié)構(gòu)示意圖，從板式換熱器的原理來看，本發(fā)明和傳統(tǒng)的板式換熱器原理一樣，且結(jié)構(gòu)基本相識(shí)；本發(fā)明中最大的不同處在于換熱片之間的距離設(shè)置，和對(duì)于熱風(fēng)通道避免上的涂層設(shè)置。

傳統(tǒng)的板式換熱器一般用于液體的換熱，且液體的溫度非常高，因此在工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)于換熱片的間距要求不是特別高，一般的換熱片的間距在幾毫米到幾十毫米之間，并且因?yàn)槭且后w，考慮到液壓的問題，換熱片一般均采用金屬片。因此這種設(shè)置的換熱芯體使用壽命非常長(zhǎng)，可以長(zhǎng)達(dá)幾年。

本方案中的之所以采用將換熱片的距離設(shè)置為5~8mm，是因?yàn)橥ㄟ^計(jì)算和實(shí)際應(yīng)用操作后得到一個(gè)結(jié)果，就是冷空氣與熱空氣的換熱效率非常高，通過計(jì)算可以得到換熱效率最高可以提高16%。但是，因?yàn)?~8mm是違背了現(xiàn)有設(shè)計(jì)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，所以就直接導(dǎo)致?lián)Q熱器芯體的使用周期非常短，在長(zhǎng)時(shí)間的使用環(huán)境下，一組換熱器只能使用一年的時(shí)間。

但是經(jīng)過計(jì)算，因?yàn)閾Q熱效率的提升，使得換熱后的氣體溫度最高可以達(dá)到80度左右，使得換熱后的氣體具有再次利用的價(jià)值，而對(duì)于換熱后的氣體的再次利用，可以減小對(duì)氣體的加熱時(shí)間和功耗，直接就減少了能耗的消耗，通過計(jì)算得出，一組換熱芯體一年一換，成本只要3萬人民幣，而直接帶來的能耗節(jié)約在8到20萬之間。

塑料干燥行業(yè)屬于低溫干燥，對(duì)于塑料干燥的氣體余熱回收因?yàn)楝F(xiàn)有工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的原因?qū)е聯(lián)Q熱效率低下，并沒有同類換熱器對(duì)其進(jìn)行余熱回收，因此，本方案中雖然僅僅是將換熱片的間距進(jìn)行了改變，違背了工業(yè)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，由常規(guī)的尺寸改成了為5~8mm，但是取得的經(jīng)濟(jì)價(jià)值是非常巨大的，這種設(shè)計(jì)理念就是用換熱片的壽命換取換熱效率的提高，從而實(shí)現(xiàn)節(jié)能的目的，這種設(shè)計(jì)是符合專利法22條4款規(guī)定的實(shí)用性。

在本方案中，因?yàn)閾Q熱器使用的對(duì)象是塑料干燥，排出的氣體中帶有部分絮狀物和水分。因此，換熱片采用0.2mm的親水鋁箔，為了避免在熱風(fēng)通道中絮狀物堵塞通道，在換熱片構(gòu)成的熱風(fēng)通道的兩個(gè)壁面上設(shè)置一層納米陶瓷涂層，納米陶瓷涂層是具有納米層狀結(jié)構(gòu)的二硼化鈦/鎳涂層該tib2/ni涂層是由金屬ni和tib2原位復(fù)合而成，具有多層金屬ni層與tib2陶瓷層相互疊加而成的納米層狀結(jié)構(gòu)，其中每層的厚度為6-60nm，金屬ni含量為5-30at.％；所述tib2/ni涂層中金屬ni層與tib2陶瓷層的層數(shù)為20-100000層，每層金屬ni層的厚度為1-10nm，每層tib2層的厚度為5-50nm。該納米陶瓷涂層使得換熱片的熱風(fēng)道的壁面上具有了防止吸附的功能，使得熱空氣中的絮狀物不能吸附在換熱片的壁上。同樣的，換熱片構(gòu)成的冷風(fēng)道是通過自然風(fēng)的，因?yàn)樽匀伙L(fēng)是外部的干凈風(fēng)，不需要在風(fēng)道壁面設(shè)置納米陶瓷涂層，另一個(gè)目的不設(shè)置納米陶瓷涂層可以節(jié)約成本。另外，考慮到冷風(fēng)道和熱風(fēng)道中氣壓的穩(wěn)定性，因此冷風(fēng)道和熱風(fēng)道的壁面均需要設(shè)計(jì)成光滑平面，避免因?yàn)閴翰顚?dǎo)致?lián)Q熱片的損耗。

本實(shí)施例裝置的工作過程如下：空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)抽入第一換熱器中進(jìn)行預(yù)熱，得到第一預(yù)熱氣體；第一預(yù)熱氣體經(jīng)加熱器二次升溫后，進(jìn)入塑料干燥裝置中，對(duì)其中的塑料進(jìn)行換熱，換熱后得到干燥尾氣；干燥尾氣進(jìn)入第一換熱器中，對(duì)換熱器內(nèi)的空氣進(jìn)行預(yù)熱，降溫后的尾氣排出。

其中，空氣的進(jìn)氣平均溫度為25℃，干燥尾氣的平均溫度為80℃，降溫后的尾氣溫度為65℃，換熱效率為48.2%，粗略測(cè)算能節(jié)約38~45%的電能。

實(shí)施例2

本實(shí)施例的裝置、工作過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)條件如下：空氣的進(jìn)氣平均溫度為15℃，干燥尾氣的平均溫度為80℃，降溫后的尾氣溫度為62℃，換熱效率為50.1%，粗略測(cè)算能節(jié)約45~50%的電能。

實(shí)施例3

本實(shí)施例的裝置、工作過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)條件如下：空氣的進(jìn)氣平均溫度為20℃，干燥尾氣的平均溫度為75℃，降溫后的尾氣溫度為63℃，換熱效率為46.7%，粗略測(cè)算能節(jié)約38~43%的電能。

實(shí)施例4

本實(shí)施例的裝置、工作過程與實(shí)施例1相同，反應(yīng)條件如下：第一混合氣體的平均溫度為30℃，干燥尾氣的平均溫度為70℃，換熱效率為50.4%，粗略測(cè)算能節(jié)約45~50%的電能。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，本發(fā)明能夠達(dá)到45~50%的換熱效率，且能節(jié)電30~55%效果。

本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。