沼氣熱風干燥工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于干燥工藝技術領域，尤其涉及一種沼氣熱風干燥工藝。
【背景技術】
[0002] 干燥設備能耗約占全國總能耗的12%，涉及國民經(jīng)濟的方方面面。與干燥設備 配套的熱源設備很多，通常按消耗的燃料來分類，有燃煤、燃油、燃氣、電力等；按換熱情況 又可分為干燥介質直接加熱和間接加熱。直接加熱熱能利用充分，熱效率高但容易受煙塵 影響產(chǎn)品質量；間接加熱完全將純凈空氣進行加熱，得到的是潔凈無污染的熱空氣，產(chǎn)品質 量不受煙塵影響，質量穩(wěn)定，但間接加熱存在兩次加熱，熱效率低。如鍋爐加熱水形成水蒸 汽，水蒸汽再通過散熱器加熱干燥空氣，這種方式總的熱效率僅僅40 %左右；鍋爐加熱導 熱油，導熱油再通過散熱器加熱干燥空氣，這種方式總的熱效率也僅有70 %左右。
[0003] 淀粉生產(chǎn)、化工加工、飼料加工等行業(yè)，其被干燥物料不允許被污染，因而對干燥 介質要求較高，干燥工藝經(jīng)歷了燃煤熱風爐-氣流干燥（或噴霧干燥、流化床干燥等）組合 干燥，到蒸汽加熱干燥空氣-氣流干燥（或噴霧干燥、流化床干燥等）組合干燥，再到導熱 油加熱干燥空氣-氣流干燥（或噴霧干燥、流化床干燥等）組合干燥的發(fā)展歷程，產(chǎn)品品 質和綜合能效都得到了極大的提高。燃煤熱風爐-氣流干燥組合雖然能效高，但容易帶入 粉塵，影響產(chǎn)品品質，所以逐步被蒸汽加熱-干燥裝置組合所代替，后者得到的產(chǎn)品品質更 高。然而，蒸汽加熱-干燥裝置組合由于其能效低、生產(chǎn)不穩(wěn)定、效率低，也逐步被能效更 高、生產(chǎn)更穩(wěn)定、效率更高的導熱油加熱-干燥裝置組合工藝代替。
[0004] 盡管干燥工藝的改進已經(jīng)使得綜合能效、產(chǎn)品品質和生產(chǎn)效率都有了極大的提 高，但是目前以煤炭為主要燃料，燃燒加熱產(chǎn)生蒸汽或高溫導熱油，再通過產(chǎn)生蒸汽或高溫 導熱油為加熱新鮮空氣產(chǎn)生熱風的方式，均屬間接熱風干燥方式，存在二次加熱過程，而且 還伴存在設備龐大、環(huán)節(jié)多、遠距離輸送跑冒滴漏及管道損失等問題，在換熱環(huán)節(jié)還存在介 質溫度低、生產(chǎn)效率低、熱量浪費嚴重的現(xiàn)象。此外，煤炭燃燒過程排放大量SO2、NOx和粉塵 等污染物，對環(huán)境危害巨大，是減排的重點對象?？梢姡稍镄袠I(yè)還存在廣闊的節(jié)能減排空 間。而清潔、高效的燃氣燃燒煙氣混合新鮮空氣直接作為干燥介質，綜合能效可達96 %以 上，是極具發(fā)展?jié)摿Φ母稍锕に?。近年來隨著我國燃氣事業(yè)的發(fā)展，該工藝得到了也飛速發(fā) 展。
[0005] 沼氣燃燒過程基本不排放SO2和粉塵。而且，與煤炭和石油相比，可減少約70%的 0)2和50%的NO,排放。在干燥行業(yè)，采用沼氣為燃料替代傳統(tǒng)的煤炭，具有干燥介質溫度 高、熱效率高、系統(tǒng)簡單可靠、污染物排放低等特點，節(jié)能和環(huán)保優(yōu)勢非常明顯。然而，實際 生產(chǎn)過程中，大多是將沼氣通過氣煤兩用導熱油鍋爐進行燃燒加熱導熱油，再通過到導熱 油加熱干空氣進入干燥設備的方式加以利用。氣煤兩用鍋爐因為要兼顧燃煤和沼氣燃燒的 效果，沼氣燃燒一般不充分，熱效率多在60 %以下，再加上管道和換熱系統(tǒng)的熱量損失，綜 合能效一般在50%以下。這種導熱油爐-干燥裝置組合工藝同樣存在兩次換熱過程，極大 地影響了其綜合能效。
[0006] 淀粉生產(chǎn)、食品加工、酒精生產(chǎn)等行業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量高濃度有機廢水及有 機固體廢棄物，若直接排放這些有機廢棄物，會引起水體缺氧、發(fā)臭等現(xiàn)象，污染水體和土 壤等，因此必須先處理才能排放。這些有機廢水及有機固體廢棄物經(jīng)厭氧發(fā)酵處理，會產(chǎn)生 高效、清潔的燃氣一一沼氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種工藝簡單、綜合能效高、清潔環(huán)保的沼氣熱 風干燥工藝。
[0008] 為解決上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案：沼氣熱風干燥工藝，利用沼氣燃 燒后的煙氣混合新鮮空氣制備熱風直接作為干燥裝置的干燥介質。
[0009] 沼氣中氧的體積百分數(shù)< 0. 5%，硫化氫濃度彡15mg/m3、總硫質量濃度彡200mg/ m3;新鮮空氣通過304/無紡布材質的中效空氣過濾器過濾。
[0010] 沼氣由有機廢棄物發(fā)酵并經(jīng)脫水脫硫處理而得。
[0011] 有機廢棄物來自淀粉生產(chǎn)、食品加工、酒精生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的有機廢水及有機固 體廢棄物。
[0012] 干燥介質用于淀粉、食品、飼料、化工品的干燥。
[0013] 沼氣在沼氣燃燒器的絕熱燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫煙氣，高溫煙氣離開燃燒室后進 入熱風處理系統(tǒng)，并在熱風處理系統(tǒng)的混合室中與大量冷空氣混合，待混合氣體溫度降至 所需溫度后進入干燥裝置，直接作為干燥裝置的干燥介質，期間通過PID控制系統(tǒng)控制整 個熱風產(chǎn)生及干燥過程。
[0014] 沼氣燃燒器的燃燒室采用310S耐高溫不銹鋼制作，混合室和與熱風接觸的部分 全部采用304不銹鋼制作；所述干燥裝置為氣流干燥裝置、噴霧干燥裝置、流化床干燥裝 置、回轉滾筒干燥裝置、滾筒刮板干燥裝置、豎式干燥裝置或箱式干燥裝置。
[0015] 氣流干燥裝置的進風口風溫100-250°c，出風口風溫40-150°C;噴霧干燥裝置的進 風口風溫200-500°C，出風口風溫40-150°C;流化床干燥裝置的進風口風溫70-500°C，出風 口風溫40-150°C;回轉滾筒干燥裝置的進風口風溫70-500°C，出風口風溫40-150°C;滾筒 刮板干燥裝置的進風口風溫200-500 °C，出風口風溫40-150°C;豎式干燥裝置的進風口風 溫200-500°C，出風口風溫40-150°C;箱式干燥裝置的進風口風溫200-500°C，出風口風溫 40-150°C。
[0016] 進風口風溫通過在燃燒器內(nèi)PID控制調(diào)節(jié)燃氣流量實現(xiàn)，出風口風溫由溫控PID 變頻調(diào)節(jié)供料泵轉速來改變進料量實現(xiàn)。
[0017] 針對目前蒸汽鍋爐系統(tǒng)和熱油爐系統(tǒng)設備龐大、環(huán)節(jié)多、遠距離輸送跑冒滴漏及 管道損失等缺點以及沼氣利用能效低的問題，發(fā)明人充分利用工業(yè)有機廢棄物產(chǎn)生的沼 氣，設計建立了一種沼氣熱風干燥工藝，即利用沼氣燃燒后的煙氣混合新鮮空氣制備熱風 直接作為干燥裝置的干燥介質。
[0018] 干燥系統(tǒng)的干燥介質必須具備以下特征：〈1>干燥介質不含可污染被干燥物料的 成分，如粉塵、有毒有害物質等；〈2>干燥介質不含可與被干燥物料發(fā)生化學反應導致其發(fā) 生質變的成分。由于沼氣主要成分是甲烷和二氧化碳，還有少量硫化氫和氫氣等成分，脫硫 后的沼氣燃燒在高溫中充分燃燒碳氫成分化合物幾乎全部生成水和二氧化碳，不含粉塵和 有毒有害物質，也不含可導致產(chǎn)品發(fā)生化學反應導致其質變的成分。因此，沼氣充分燃燒后 的高溫煙氣與新鮮空氣混合后得到符合生產(chǎn)要求熱風，完全具備作為淀粉、食品、飼料、化 工品等產(chǎn)品的干燥介質的條件。
[0019] 本發(fā)明工藝簡單，同時符合環(huán)境保護、清潔生產(chǎn)和節(jié)能減排的綠