全闭路循环流化床及其使用、运用方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及全闭路循环流化床及其使用、运用方法，属于循环流化床技术领域。
【背景技术】
[0002]实用新型专利2014208581643“药、食用物料加工设备”、发明专利2014108408080“循环循环流化床设备”、2014108417323“一种常温气流干燥设备”等是第三代循环流化床的典型代表，附图1是第三代循环流化床的一个实施例，由风机1、正压循环管2、旋风除尘器
3、正压循环管4、除尘器支路5、尾气处理装置6、分子筛干燥器7、进风气流加热装置8、负压循环管9和调节装置组成；负压循环管上的雾化器11和加料阀10将物料加入后，在风机I及其产生的高速气流作用下，被分散成微粒形成流化态，在循环管道内高速循环流动的过程中实现物料的干燥粉碎操作，适应于大部分产品形态为微粉的物料的加工;作为一级料气分离装置的旋风除尘器3将流化态物料中的气流与物料分离，分离出来的大部分物料和小部分气流再次进入负压循环管循环作业，大部分气流和小部分物料则进入作为二级料气分离装置的除尘器支路5，除尘器支路5排出的湿气经冷凝器6将大部分水分冷凝分离后进入分子筛干燥器7进行深度脱水，经深度脱水的气流通过加热器8加热后再次作为进风气流使用，该实例实质上实现了无氧闭路循环作业，通过温度传感器12、加热器8和风机转速调节装置组成的进风气流温度调节装置，可将大部分作业过程控制在50 °C以下进行，从而实现快速常温干燥。在实践中发现，该设备还存在以下需要改进的地方，一是为了提高流化态物料的流动速度，需要增大风机的全压，这同时也提高了正压循环管内的压力，由于热力学效应以及，干燥过程进入降速干燥期后，物料中水分减少致使水分气化消耗的热量大幅减少，为了控制机内温度在50°C以下，需要降低风机转速以降低风机动能转化而来的热量，但为了保持物料的流化态特别是需要高速气流将粘附在管壁上的物料吹落，风机转速的降低受到一定限制，进风气流最低也只能降至室温，第三代循环流化床通过进风气流温度调节装置控制机内温度在50°C以下的调节方法不再完全有效，而常温作业越来越成为药食用物料加工的基本要求;二是物料的有效循环和流化状态有时是靠增大风机转速提高管内风速来实现，单纯依靠提尚风机转速确保尚湿尚黏性物料的有效循环和流化状态虽然有效，但并不经济。
[0003]营养素(nutrient)是指给生物体提供能量、构成机体和组织修复以及具有生理调节功能的物质，农业生产是为了获取营养素，增加单位耕地的营养素产出成了重要的课题，但目前的方法还不能实现耕地营养素产出的最大化。长久以来，粮食生产多数只为获取营养素含量高的作物组织，由于作物生长期的限制，同一地区一年内作物的种植次数基本是固定的，获取营养素含量高的作物组织为目的的粮食生产不可能通过增加种植次数而增加产出。研究表明，作物在整个生长期间，植株所含营养素总量是不一样的，植株所含营养素总量的最大值也不在采收的时候，显然，如果能在整个作物植株(而不是传统生产上采收的作物组织)营养素含量适当时采收并加以利用，可望缩短作物的生长期，增加种植次数，使耕地的营养素产出最大化，但是，由于植株采收后没有经济上可行效果上有保障的方法对其进行加工，这种可使耕地营养素产出最大化的生产方法还未能实现。
[0004]来源于植物组织内的水具有重要的价值，目前，获取植物组织内水的方法以榨汁为主，榨汁的目的主要为获取植物组织中的可溶性固形组分，目前还没有在经济上划算的方法可规模性地制取不含固形组分的植物组织内的水。来源于植物组织不含固形组分的水称为植物露，植物露不单纯是水，植物露富含植物中的挥发性组分。
[0005]植物所含有的挥发性组分是最重要的活性组分，特别是植物精油和药用植物如三七中的挥发性油、玛咖中的芥子油苷等。多数可利用的植物组织都需要干燥后才能保存，这些重要的挥发性物质在干燥加工时大部分因挥发而损失，比如，鲜玛咖果干燥完成后，芥子油苷降到了鲜果干基的50%以下，鲜三七干燥完成后，其中的挥发性油也有不同程度的损失，目前制取植物中挥发性组分的方法还不够经济。
[0006]根据文献资料，食材和中药材超微粉的粒径范围为l-75um，因超微粉的加工成本较高，目前只用在高级滋补营养品、保健食品和药用物料等方面。普通食材经超微粉碎后，更有利于消化吸收，将饲用物料超微粉碎后，其利用效率也将得到提高，同样，超微粉碎后的肥料也将改善植物的吸收性，虽然将普通食材、肥料、饲用物料制成超微粉后再使用，有益效果明显，但因超微粉体加工成本太高，目前这种运用方式在经济上还不完全具有可行性。
[0007]传统的蒸馏方法基本上是采用加热使馏分气化，再使气态的馏分液化而实现物料中的可气化组分的提取，传统的蒸馏方法由于可气化组分的气化速度不快，气态的馏分液化需要消耗额外的能量而不够经济。
[0008]综上所述，涉及干燥、超微粉碎、蒸发蒸馏、浓缩、气化液化、混合等操作的现有工艺方法，因物料与作业介质间的水分和热量交换速度不够快，工艺流程长，作业温度高等因素而存在能耗高、加工成本高、质量难于保证的问题，致使其用于解决中间原料产品生产中的快速常温干燥、规模性物料的超微粉碎、物料中挥发性组分的规模性制备等共性问题在经济上不完全可行。
【发明内容】
[0009]本发明的第一个目的，是针对第三代循环流化床存在的问题，发明一种更为高效可靠的全闭路循环流化床;本发明的第二个目的，是针对【背景技术】中所述，涉及干燥、超微粉碎、蒸发蒸馏、浓缩、气化液化、混合等操作的现代工艺方法，因物料与作业介质间的水分和热交换速度不够快，工艺流程长，作业温度高等而存在能耗高、加工成本高的问题，发明全闭路循环流化床的使用方法和利用全闭路循环流化床解决【背景技术】中所述问题的系列方法。
[0010]为实现本发明第一个目的所采取的技术措施是这样的，全闭路循环流化床，在第三代循环流化床设备基础上进行以下改进而成:1、取消第三代循环流化床设备中的正压循环管，将风机出口直接与旋风除尘器进风口相连;2、增加改善物料流化状态和流化态物料有效循环的措施;经上述改进而成的全闭路循环流化床，由风机、旋风除尘器、除尘器、气体处理支路、负压循环管、排料装置和冷冻设备组成，所述风机在标准风机基础上增大了出风口截面，所述旋风除尘器排灰管上有排料口，排料口上有排料阀，旋风除尘器排灰管出口上有调节阀，气体处理支路用于对所述除尘器排出的气流进行处理后作为进风气流使用，负压循环管上设置有旋风除尘器排灰口接口、除尘器排灰口接口和加料装置接口，旋风除尘器排灰口接口与旋风除尘器调节阀的出口相接，除尘器排灰口接口与除尘器的排灰口相接，加料装置接口上有加料装置，上述组件按照风机出风口、旋风除尘器进风口、旋风除尘器排风口、除尘器进风口，除尘器排风口、气体处理支路进风口、气体处理支路排风口，负压循环管进风口，负压循环管出风口，风机进风口的顺序连通构成闭路循环通道，所述排料装置由收料除尘器和辅助排料闸板组成，收料除尘器的进风口与排料阀相接，辅助排料闸板设置在旋风除尘器排风口后气体处理支路进风口前的循环通道上，在辅助排料闸板后气体处理支路进风口前的循环通道上设置有收料除尘器接口，收料除尘器的排风口与收料除尘器接口相连;冷冻设备用于对全闭路循环流化床供冷和/或供热。
[0011]全闭路循环流化床采用风机作为动力源，为了使风机更好的满足循环流化床的工艺要求，所述风机电机和/或电机轴承和/或轴承箱内轴承采用所述冷冻设备作为冷源进行冷却;和/或，所述风机是空气悬浮风机或磁悬浮风机。
[0012]气体处理支路的一个实例是这样的，所述气体处理支路由冷凝器和加热器顺序相连组成，冷凝器的进口是气体处理支路的进风口，加热器的出口是气体处理支路的排风口，冷凝器由冷冻设备供冷，加热器由冷冻设备供热。
[0013]气体处理支路也可以这样实现，所述气体处理支路由外壳、换热管、冷凝器和加热器组成，所述外壳的一端设置有换热管接口，外壳上的换热管接口也是气体处理支路的进风口，外壳出口设置在靠近换热管接口处，外壳上还设置有排液口，换热管和冷凝器依次相接并设置在外壳的内部，换热管进口与外壳上的换热管接口相接，加热器进风口与外壳出口相连，加热器的出风口是气体处理支路的排风口。
[0014]气体处理支路还可以这样实现，所述气体处理支路由旁通阀A、换热管A、外壳、换热管B、冷凝器、旁通阀C、换热管C和加热器组成，旁通阀A的进口是气体处理支路的进风口，旁通阀A的进口和出口上设置有换热管接口，换热管A进口与旁通阀进口上的换热管接口相接，换热管A出口与旁通阀出口上的换热管接口相接，所述外壳的一端设置有换热管接口，外壳上的换热管接口也是外壳的进风口，外壳的进风口与旁通阀A的出口相接，外壳出口设置在靠近换热管接口处，外壳上还设置有排液口，换热管B和冷凝器依次相接并设置在外壳的内部，换热管B进口与外壳上的换热管接口相接，旁通阀C的进口与外壳的出口相接，旁通阀C的进口和出口上设置有换热管接口，换热管C进口与旁通阀C进口上的换热管接口相接，换热管C出口与旁通阀出口上的换热管接口相接，加热器进风口与旁通阀C的出口相连，加热器的出风口是气体处理支路的排风口。
[0015]气体处理支路的另一个实例是这样的，弃除本发明的冷冻设备，所述气体处理支路由多根换热管并联组成，换热管的进口是气体处理支路的进风口，换热管的出口是气体处理支路的排风口。
[0016]为了降低排料装置收集的物料的温度，所述收料除尘器内部通入冷媒用于对其收集的物料进行冷却。
[0017]为了更有效的控制机内温度，所述风机和/或旋风除尘器和/或除尘器和/或负压循环管和/或收料除尘器的壳体采用双层结构，其夹层空间通入冷媒进行冷却，和/或，所述负压循环管壳体的夹层空间通入热媒对设备供热。
[0018]为了实现按需订制作业介质性质和按工艺要求控制机内温度，扩大本发明设备运用范围，以及在特定风机转速下，改善物料的循环流化状态，所述循环通道上设置有作业介质供给接口，作业介质供给接口与作业介质源相连;和/或，所述负压循环管上设置有加热装置用于对设