本发明涉及生物质发电物料干燥技术领域,具体而言,涉及一种吹吸结合式物料干燥系统及其控制方法。
背景技术:
目前,能源和环境问题已成为全球关注的焦点,能源短缺问题是长期困扰人类社会发展的主要问题之一。石油、煤、天然气目前仍是燃料的主要来源。
随着化石能源的日益枯竭和环境问题的日趋严重,开发利用洁净可再生能源已经成为紧迫的课题。面对这种严峻的形式,人类迫切要求寻找新的替代能源,为可持续发展寻求出路。在此背景下,生物质能作为唯一可储存和运输的可再生能源,其高效转换和可洁净利用的优势,受到各国的普遍关注,开发利用生物质能资源迫在眉睫。
在我国,以煤为主要燃料的工业锅炉和生活锅炉,因其在社会生产和生活中的大量使用,不但造成了能源浪费,而且也对环境造成了非常恶劣的影响。据统计:我国每年排入大气的污染物中,80%的co2、79%的尘埃、87%的so2、69%的nox来源于煤的直接燃烧。针对这种状况,为了提高锅炉热效率和减少污染排放,在改进工业锅炉及配套产品结构的同时,应同时改变工业锅炉长期燃用原煤的状况,发展和推广生物质成型燃料是经济而有效的途径。成型后的生物质燃料燃烧性能得到极大改善,利用效率提高,同时便于储运,扩大了应用范围,且其热值与我国一些地区的层燃炉用煤相当。生物质燃料还具有挥发分高、易燃烧、飞灰少、排渣少、二氧化碳的零排放、so2和nox排放低、降低重金属污染物排放、灰渣可还田等优良的环保特性,可称之为绿色能源。生物质成型燃料来源充足,经济,制造成本低廉,比现在价格高涨的原煤及型煤具有较大的价格优势,利于推广使用。生物质能是可再生能源,在能源日益短缺的今天,开发利用生物质能亦具有重大的能源战略意义。
然而,由于生物质本身水分大、热值低、挥发分高、热稳定性差、燃点低等特性,其中水分含量对其性质的影响较为突出,一般进炉生物质的含水量在45%左右,直接燃烧时,会降低燃烧温度,增加排烟损失,降低锅炉热效率,增加运营成本。
为了解决上述问题,一般需要对堆垛物料进行干燥,降低物料内的水分,从而提高物料的燃烧热值,提高生物质发电效率,但是现有的干燥系统仍然存在干燥效率较低的问题。
技术实现要素:
本发明实施例中提供一种吹吸结合式物料干燥系统及其控制方法,可以提高生物质的干燥效率,提高生物质燃烧效率和热稳定性。
为实现上述目的,本发明实施例提供一种吹吸结合式物料干燥系统,包括:风管装置,风管装置上设置有过风孔;吹风部,连接至风管装置,并向风管装置吹风;吸风部,连接至风管装置,并向风管装置吸风。
优选地,吹风部包括:第一风能转换装置,用于将自然风转换为机械转动能,具有输出转动作用力的输出端;送风装置,连接至第一风能转换装置的输出端,并由第一风能转换装置驱动转动,送风装置的出风口连接至风管装置。
优选地,吹风部包括电力鼓风设备,电力鼓风设备的出风口连接至风管装置。
优选地,吸风部包括:第二风能转换装置,用于将自然风转换为机械转动能,具有输出转动作用力的输出端;吸风装置,连接至第二风能转换装置的输出端,并由第二风能转换装置驱动转动,吸风装置的进风口连接至风管装置。
优选地,吸风部包括电力抽风设备,电力抽风设备的进风口连接至风管装置。
优选地,风管装置为一体化结构,具有进风口和出风口,吹风部连接至进风口,吸风部连接至出风口。
优选地,风管装置包括相互独立的吹风管组和吸风管组,吹风部连接至吹风管组,吸风部连接至吸风管组。
优选地,吹风管组包括吹风总管、连接至吹风总管的第一吹风支管和连接至第一吹风支管的末端吹风支管,吸风管组包括吸风总管、连接至吸风总管的第一吸风支管和连接至第一吸风支管的末端吸风支管。
优选地,第一吸风支管相对于第一吹风支管平行设置,末端吸风支管相对于末端吹风支管平行设置。
优选地,多个第一吹风支管和多个第一吸风支管沿着水平方向交替排布,位于同一第一吹风支管上的末端吹风支管为一排,位于同一第一吸风支管上的末端吸风支管为一排,末端吹风支管和末端吸风支管以排为单位沿着第一吹风支管的排布方向交替排布。
优选地,第一吹风支管位于第一吸风支管正上方,且第一吹风支管和第一吸风支管一一对应设置,末端吹风支管和末端吸风支管均向下延伸,第一吸风支管对应末端吸风支管的位置设置有避让末端吸风支管的弯管段,末端吹风支管和末端吸风支管沿第一吹风支管的延伸方向以及第一吹风支管的排布方向均交替排布。
优选地,第一吹风支管和第一吸风支管上下错位设置,第一吹风支管沿第一方向排布,第一吸风支管沿垂直于第一方向的第二方向排布。
优选地,末端吹风支管和末端吸风支管沿着第一吹风支管的延伸方向交替排布或末端吹风支管和末端吸风支管沿着第一吹风支管的排布方向交替排布。
优选地,第一吹风支管和第一吸风支管上下错位设置,且第一吹风支管的延伸方向与第一吸风支管的延伸方向成锐角。
优选地,末端吹风支管和末端吸风支管沿第一吹风支管的延伸方向以及第一吹风支管的排布方向均交替排布。
优选地,第一吹风支管上设置有第一出气孔,第一吸风支管上设置有第一吸气孔;和/或,末端吹风支管上设置有第二出气孔,末端吸风支管上设置有第二吸气孔。
优选地,第一吹风支管的管径小于吹风总管的管径,末端吹风支管的管径小于第一吹风支管的管径;和/或,第一吸风支管的管径小于吸风总管的管径,末端吸风支管的管径小于第一吸风支管的管径。
优选地,吹风总管的管径面积大于第一吹风支管的管径面积之和的5%到10%;和/或,吸风总管的管径面积大于第一吸风支管的管径面积之和的5%到10%。
优选地,多个第一出气孔沿着气体流动方向孔径逐渐增大;和/或,多个第二出气孔沿着气体流动方向孔径逐渐增大;和/或,多个第一吸气孔沿着气体流动方向孔径逐渐减小;和/或,多个第二吸气孔沿着气体流动方向孔径逐渐减小。
优选地,多个第一出气孔沿着气体流动方向孔间距逐渐减小;和/或,多个第二出气孔沿着气体流动方向孔间距逐渐减小;和/或,多个第一吸气孔沿着气体流动方向孔间距逐渐增大;和/或,多个第二吸气孔沿着气体流动方向孔间距逐渐增大。
优选地,第一吹风支管沿长度方向分为多个出风区域,位于同一出风区域内的第一出气孔的孔径相同,沿着空气流动方向,各出风区域内的第一出气孔的孔径逐渐增大;和/或,末端吹风支管沿长度方向分为多个出风区域,位于同一出风区域内的第二出气孔的孔径相同,沿着空气流动方向,各出风区域内的第二出气孔的孔径逐渐增大。
优选地,至少一个第一吹风支管的入口处设置有控制阀;和/或至少一个第一吸风支管的出口处设置有控制阀。
优选地,吹风总管竖直设置,多个第一吹风支管沿着竖直方向间隔排布,各第一吹风支管沿水平方向延伸;吸风总管竖直设置,多个第一吸风支管沿着竖直方向间隔排布,各第一吸风支管沿水平方向延伸。
优选地,末端吹风支管绕自身中心轴线可转动地设置;和/或,末端吸风支管绕自身中心转轴可转动地设置。
优选地,第一吹风支管的内周和/或外周设置有防止物料从第一出气孔进入第一吹风支管内的挡料网;和/或,末端吹风支管的内周和/或外周设置有防止物料从第二出气孔进入末端吹风支管内的挡料网;和/或,第一吸风支管的内周和/或外周设置有防止物料从第一吸气孔进入第一吸风支管内的挡料网;和/或,末端吸风支管的内周和/或外周设置有防止物料从第二吸气孔进入末端吸风支管内的挡料网。
优选地,第一风能转换装置包括第一风力叶片,送风装置包括鼓风风机,第一风力叶片传动连接至鼓风风机,并驱动鼓风风机转动。
优选地,第一风力叶片与鼓风风机之间通过第一变速箱连接,第一变速箱用于提高鼓风风机的转速。
优选地,第一风力叶片的转轴竖直设置,鼓风风机的转轴竖直设置;或,第一风力叶片的转轴水平设置,鼓风风机的转轴水平设置;或,第一风力叶片的转轴竖直设置,鼓风风机的转轴水平设置;或,第一风力叶片的转轴水平设置,鼓风风机的转轴竖直设置。
优选地,至少部分风管装置沿水平方向的位置可调。
根据本发明的另一方面,提供了一种吹吸结合式物料干燥系统的控制方法,包括:控制吹风部向风管装置吹风,对物料进行干燥;在吹风部运行t1时间后,停止吹风部,启动吸风部对风管装置吸风,对物料进行干燥,并在运行t2时间后切换至控制吹风部向风管装置吹风的步骤;重复上述步骤,对物料交替进行吹吸干燥。
应用本发明的技术方案,吹吸结合式物料干燥系统包括:风管装置,风管装置上设置有过风孔;吹风部,连接至风管装置,并向风管装置吹风;吸风部,连接至风管装置,并向风管装置吸风。在对物料进行干燥时,可以交替对物料进行吹风干燥和吸风干燥,利用吹风的高压作用使得气流能够更加充分地到达物料内的各个部分,与物料进行更加充分的接触换热,提高空气与物料的换热效率,利用吸风的负压作用,降低物料表面的压力,从而加大物料内部与物料表面的压差,使得物料内部的水分能够渗出到物料与空气接触的表面而被空气带走,使得物料能够被干燥的更加彻底,干燥效率更高,从而可以更加有效地提高生物质燃烧效率和热稳定性。
附图说明
图1是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的结构示意图;
图2是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第一种吹风结构示意图;
图3是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第一种吸风结构示意图;
图4是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第二种吹风结构示意图;
图5是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第二种吸风结构示意图;
图6是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第一种布管结构示意图;
图7是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第二种布管结构示意图;
图8是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第二种布管结构的仰视结构示意图;
图9是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的末端吹风支管的结构示意图;
图10是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的末端吹风支管的立体结构示意图;
图11是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的第三种布管结构示意图;
图12是本发明实施例的吹吸结合式物料干燥系统的控制方法流程图。
附图标记说明:1、第一风能转换装置;2、第二风能转换装置;3、送风装置;4、电力鼓风设备;5、吸风装置;6、电力抽风设备;7、吹风管组;8、吸风管组;9、吹风总管;10、第一吹风支管;11、末端吹风支管;12、吸风总管;13、第一吸风支管;14、末端吸风支管;15、弯管段;16、第一出气孔;17、第一吸气孔;18、第二出气孔;19、第二吸气孔;20、控制阀;21、第一风力叶片;22、鼓风风机;23、第一变速箱;24、第二风力叶片;25、第二变速箱。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细描述,但不作为对本发明的限定。
结合参见图1至图11所示,根据本发明的实施例,吹吸结合式物料干燥系统包括:风管装置,风管装置上设置有过风孔;吹风部,连接至风管装置,并向风管装置吹风;吸风部,连接至风管装置,并向风管装置吸风。风管装置上的过风孔可以用来吹风,也可以用来吸风,具体根据风管装置的结构以及过风孔的作用来确定。
在对物料进行干燥时,可以交替对物料进行吹风干燥和吸风干燥,利用吹风的高压作用使得气流能够更加充分地到达物料内的各个部分,与物料进行更加充分的接触换热,提高空气与物料的换热效率,利用吸风的负压作用,降低物料表面的压力,从而加大物料内部与物料表面的压差,使得物料内部的水分能够渗出到物料与空气接触的表面而被空气带走,使得物料能够被干燥的更加彻底,干燥效率更高,从而可以更加有效地提高生物质燃烧效率和热稳定性。
对物料而言,干燥系统的风管装置一部分在吹扫,一部分在吸排,在物料内部会形成许多微孔道,热空气从吹风管进入,吸收物料内的湿气后,经吸气孔排出,防止在物料内部再次冷凝,从而加速物料的干燥进程。
结合参见图2所示,为本发明第一种吹风结构示意图,该吹风结构中,吹风部包括:第一风能转换装置1,用于将自然风转换为机械转动能,具有输出转动作用力的输出端;送风装置3,连接至第一风能转换装置1的输出端,并由第一风能转换装置1驱动转动,送风装置3的出风口连接至风管装置。该送风装置例如为涡轮风机或者轴流风机等。
采用该吹风部的干燥系统在整个物料吹扫干燥的过程中,直接将风能转换成机械转动能,然后通过机械转动作用力将空气转换成具有一定压力的空气能,通过空气的吹扫物料,实现物料的干燥,整个干燥的过程中,不消耗任何电力,只利用自然风能,能源耗费少,环保节能,可以对物料进行有效干燥。
结合参见图4所示,为本发明第二种吹风结构示意图,该吹风结构的吹风部包括电力鼓风设备4,电力鼓风设备4的出风口连接至风管装置。该电力鼓风设备4例如为涡轮风机或者轴流风机等。
该电力鼓风设备4可以在自然风动能不足时,对干燥系统进行辅助送风,保证物料内进入足量的空气进行干燥,保证物料的干燥效率。该电力鼓风设备4可以与第一风能转换装置1配合使用,能够灵活选择辅助动力式分风管干燥系统的送风方式,可以兼顾能源耗费与送风风量要求,灵活调配能源供应,提高能源利用率,提高物料干燥效率和干燥效果,从而减少微生物活动,减少碳源的消耗。当电力鼓风设备4与第一风能转换装置1配合使用时,在电力鼓风设备4与送风装置3连接至风管装置的管路上均设置有逆风阀,当电力鼓风设备4运行之后,如果电力鼓风设备4的风速大于送风装置3内的风速,发生空气向第一风能转换装置1倒灌的现象时,逆风阀11就会断开送风装置与风管装置之间的通风管路,从而防止电力鼓风设备4的送风从第一风能转换装置1处漏风,提高送风效率。在电力鼓风设备4与风管装置之间的通风管路上也可以设置逆风阀11,从而在电力鼓风设备4的风速小于送风装置3内的风速,防止空气向电力鼓风设备4倒灌,提高送风效率。
该电力鼓风设备4也可以单独与吸风部进行配合,对物料进行吹吸交替干燥。
结合参见图3所示,为本发明第一种吸风结构示意图,吸风部包括:第二风能转换装置2,用于将自然风转换为机械转动能,具有输出转动作用力的输出端;吸风装置5,连接至第二风能转换装置2的输出端,并由第二风能转换装置2驱动转动,吸风装置5的进风口连接至风管装置。该吸风装置5例如为涡轮风机或者轴流风机等,与送风装置3的不同在于,涡轮风机或者轴流风机的进风口连接在风管装置上,出风口是朝向空气侧的。
采用该吸风部的干燥系统在整个物料干燥的过程中,直接利用风能转换成机械转动能,然后通过机械转动作用力将空气从物料内吸出,从而在物料内形成负压,使得外部空气在负压的作用下进入物料内流动,同时使得物料内部的水分在负压作用下渗透至物料表面,从而使空气可以在流动过程中更加方便地带走物料表面的水分,实现物料的干燥,整个干燥的过程中,不消耗任何电力,只利用自然风能,能源耗费少,环保节能,可以对物料进行有效干燥。
吸风部包括电力抽风设备6,电力抽风设备6的进风口连接至风管装置。电力抽风设备例如为涡轮风机或者是轴流风机,其中涡轮风机或轴流风机的进风口连接至风管装置,出风口朝向外界环境,从而能够将从物料内部吸入的潮湿空气排放到外界环境中,对物料内部进行干燥。此外,当电力抽风设备6配合第二风能转换装置2和吸风装置5使用时,可以在自然风能不足时,为风管装置提供辅助,使得风管装置内产生足够负压,从而吸入物料内空气,保证对物料的干燥效果。
在其中一个实施例当中,风管装置为一体化结构,具有进风口和出风口,吹风部连接至进风口,吸风部连接至出风口。在该种情况下,吹风部可以为第一种结构或者第二种结构,吸风部也可以为第一种结构或者第二种结构,也可以多种结构混合使用,但是在工作时,会首先控制吹风部运行,使得吸风部不工作,同时在吸风部与风管装置的连接位置处设置控制阀,防止吹风部的吹风从吸风部处泄漏,提高吹风效果。当吹风部工作一段时间之后,对物料内部空间进行足够吹扫,使得物料内部充分与空气进行换热后,可以停止吹风部工作,同时启动吸风部工作,此时在吹风部与风管装置之间也设置有控制阀,防止吸风部抽风时从吹风部处漏风,从而保证物料内部能够形成足够负压,可以使物料内水分更加充分地渗透出来,并随空气一起呗吸风部吸出物料内,提高物料内部的干燥效果。
在本实施例当中,风管装置包括相互独立的吹风管组7和吸风管组8,吹风部连接至吹风管组7,吸风部连接至吸风管组8。吹风管组7与吹风部配合,实现物料内的吹扫干燥,吸风管组8与吸风部配合,实现物料内的负压抽气干燥,两者之间的结构相互独立,空气流动路径也互不干涉,更加易于进行控制,可以有效提高物料干燥效果。
优选地,在本实施例中,吹风管组7包括吹风总管9、连接至吹风总管9的第一吹风支管10和连接至第一吹风支管10的末端吹风支管11,吸风管组8包括吸风总管12、连接至吸风总管12的第一吸风支管13和连接至第一吸风支管13的末端吸风支管14。
在对物料进行干燥时,干燥系统可以通过吹风总管9和第一吹风支管10伸入物料内部,将外界空气送入到物料内部,从而使得空气能够从物料内部与物料进行接触,使得物料与空气之间有更加充分的接触,可以使空气在流动过程中能够更加方便快速地带走物料中的水分,对物料进行干燥,实现有效穿透性的吹扫,同时也可以通过进入物料内的空气快速带走物料堆积所产生的内部高温,避免物料自燃,提高物料干燥效率,并提高物料存放的安全性。
干燥系统还可以通过吸风总管12和第一吸风支管13伸入物料内部,将物料内部的湿空气抽出到外界环境中,从而使得物料内部形成负压,利于物料内部水分析出,通过交替对物料进行吹扫和抽吸干燥,可以更加有效地除去物料内部的水分,提高物料的干燥效果。
优选地,多个第一吹风支管10并联连接在吹风总管9上,可以使空气进入到吹风总管9之后,能够快速平均分配至各第一吹风支管10,从而使得空气可以经第一吹风支管10快速到达物料内部的各处,对物料内部各处进行散热以及干燥,提高干燥效率。当然,也可以仅采用一个第一吹风支管10将吹风总管9传输的空气送入到物料内部。
优选地,第一吹风支管10径向连接在吹风总管9上,各第一吹风支管10上还设置有末端吹风支管11,末端吹风支管11上设置有第二出气孔18。一般而言,空气进入吹风总管9之后,通过第一吹风支管10进行分配,只能够沿着第一吹风支管10所在路径上进行空气分配,受限于第一吹风支管10的数量和排布方式,当物料区域较大时,会有部分区域第一吹风支管10的送风不能达到,影响空气对物料的干燥以及散热,因此需要在第一吹风支管10上继续进行分风,从而扩大空气流动范围,使得空气能够更加充分地到达物料内的各个区域,与物料进行更加充分的接触,提高物料的干燥效率以及降低微生物碳消耗。末端吹风支管11可以沿着与第一吹风支管10的延伸方向不同的方向延伸,从而在第一吹风支管10难以到达的地方,也可以通过末端吹风支管11进行送风,扩大分风管布风装置的送风范围和送风距离,更加便于实现物料内部的全区域送风,从而方便排出湿气,实现干燥,同时可以降低微生物活动,减少碳源消耗,从两个方面提升物料燃烧时的热值。
吸风总管12、第一吸风支管13和末端吸风支管14的布置方式和作用与吹风部大致相同,这里不再详述。
优选地,第一吸风支管13相对于第一吹风支管10平行设置,末端吸风支管14相对于末端吹风支管11平行设置。由于第一吸风支管13与第一吹风支管10对应设置,末端吸风支管14与末端吹风支管11对应设置,因此能够使物料内部的空气的吹扫和抽吸形成良好的循环,更加有效地将使空气与物料充分接触,同时也更加有效地析出物料内部水分,提高干燥效率,降低微生物活动,减少碳源消耗,从两个方面提升物料燃烧时的热值。
结合参见图7和图8所示,在本实施例中,多个第一吹风支管10和多个第一吸风支管13沿着水平方向交替排布,位于同一第一吹风支管10上的末端吹风支管11为一排,位于同一第一吸风支管13上的末端吸风支管14为一排,末端吹风支管11和末端吸风支管14以排为单位沿着第一吹风支管10的排布方向交替排布。
在本实施例中,末端吹风支管11和末端吸风支管14均是按排分布,每排末端吹风支管11,其周边均有两排末端吸风支管14,从而保证从末端吹风支管11吹出来的热空气,在吸收完生物质内的水分后,能够通过末端吸风支管14及时的将物料内的湿气排出,从而加速干燥过程。
结合参见图6所示,在本实施例中,第一吹风支管10位于第一吸风支管13正上方,且第一吹风支管10和第一吸风支管13一一对应设置,末端吹风支管11和末端吸风支管14均向下延伸,第一吸风支管13对应末端吸风支管14的位置设置有避让末端吸风支管14的弯管段15,末端吹风支管11和末端吸风支管14沿第一吹风支管10的延伸方向以及第一吹风支管10的排布方向均交替排布。
在本实施例中,在每个末端吹风支管11的周围有四个末端吸风支管14,在每个末端吸风支管14周围有四个末端吹风支管11,末端吹风支管11和末端吸风支管14上均设置有多个过风孔,从而保证能够形成局部气体微循环,进而加速物料整体的干燥进程。当然,根据第一吹风支管10和第一吸风支管13的结构的不同,以及末端吹风支管11在第一吹风支管10上的结构的不同和末端吸风支管14在第一吸风支管13上的结构的不同,每个末端吹风支管11的周侧的末端吸风支管14的数量也可以为其他数量,每个末端吸风支管14的周侧的末端吹风支管11的数量也可以为其他数量,只要能够保证末端吹风支管11和末端吸风支管14沿第一吹风支管10的延伸方向以及第一吹风支管10的排布方向均交替排布,使得物料的整体干燥效率更高即可。
在另外一个实施例当中,第一吹风支管10和第一吸风支管13上下错位设置,第一吹风支管10沿第一方向排布,第一吸风支管13沿垂直于第一方向的第二方向排布。在本实施例中,第一吹风支管10和第一吸风支管13上下错位之后垂直交叉设置,位于第一吹风支管10上的末端吹风支管11和位于第一吸风支管13上的末端吸风支管14的排布方式也可以根据需要进行选择,例如末端吹风支管11和末端吸风支管14沿着第一吹风支管10的延伸方向交替排布或末端吹风支管11和末端吸风支管14沿着第一吹风支管10的排布方向交替排布,或者是末端吹风支管11和末端吸风支管14成排交替排布等。
在另外一个实施例当中,第一吹风支管10和第一吸风支管13上下错位设置,且第一吹风支管10的延伸方向与第一吸风支管13的延伸方向成锐角。末端吹风支管11和末端吸风支管14沿第一吹风支管10的延伸方向以及第一吹风支管10的排布方向均交替排布。在本实施例中,第一吹风支管10和第一吸风支管13上下错位之后交叉设置,可以实现末端吹风支管11和末端吸风支管14的多种排布方式,实现结构更加简单方便。
优选地,第一吹风支管10上设置有第一出气孔16,第一吸风支管13上设置有第一吸气孔17;和/或,末端吹风支管11上设置有第二出气孔18,末端吸风支管14上设置有第二吸气孔19。第一吹风支管10上的第一出气孔16可以仅仅与末端吹风支管11之间实现连接,也可以在与末端吹风支管11之间实现连接的同时,对第一吹风支管10所经过的区域输送空气。由于第一出气孔16在第一吹风支管10的外周分布,因此可以沿第一吹风支管10的周向吹风,同时这些第一出气孔16也沿着第一吹风支管10的轴向延伸,从而使得第一出气孔16遍布整个第一吹风支管10的表面,形成更大面积的出风,进一步提高布风装置的布风范围。此处第二出气孔18在末端吹风支管11上的设置方式类似,效果也类似。当然,第二出气孔18在末端吹风支管11上的设置方式也可以采用其他方式,例如仅沿轴向布置不沿周向布置等。
第一出气孔16、第一吸气孔17、第二出气孔18和第二吸气孔19均沿着由内到外的方向开口面积递增,对于第一吹风支管10和末端吹风支管11而言,将出气孔设置为这种结构后,可以增大各个出气孔的吹风面积,使得干燥空气能够具有更大的分布面积,能够对物料进行更加全面的干燥;同样的,将吸气孔设置为这种结构后,可以通过外扩的吸气孔形成导流结构,使得物料内的空气更加方便地被吸入到末端吸风支管14和第一吸风支管13内,然后经吸风总管12排出物料外,实现物料的抽吸干燥。
优选地,第一吹风支管10的管径小于吹风总管9的管径,末端吹风支管11的管径小于第一吹风支管10的管径;和/或,第一吸风支管13的管径小于吸风总管12的管径,末端吸风支管14的管径小于第一吸风支管13的管径。
由于第一吹风支管10的数量多于吹风总管9的数量,末端吹风支管11的数量多于第一吹风支管10的数量,因此,为了保证空气分配到每个支管后,仍然具有足够的风压和风速,可以更加有效地对物料进行干燥,需要保证空气从吹风总管9进入到第一吹风支管10时,风压不会大幅减小,将第一吹风支管10的管径设置为小于吹风总管9的管径,末端吹风支管11的管径设置为小于第一吹风支管10的管径,就能够方便地实现这一目的。优选地,所有第一吹风支管10的总截面面积等于吹风总管9的总截面面积,所有末端吹风支管11的总截面面积等于第一吹风支管10的总截面面积,使得空气在分配过程中,风压和风速都不会有过大波动,提高空气的流动效率,提高空气分配的均匀性和流速的稳定性。
同样地,由于第一吸风支管13的数量多于吸风总管12的数量,末端吸风支管14的数量多于第一吸风支管13的数量,因此,为了保证空气分配到每个支管后,仍然具有足够的风压和风速,可以更加有效地对物料进行干燥,需要保证空气从吸风总管12进入到第一吸风支管13时,风压不会大幅减小,将第一吸风支管13的管径设置为小于吸风总管12的管径,末端吸风支管14的管径设置为小于第一吸风支管13的管径,就能够方便地实现这一目的。优选地,所有第一吸风支管13的总截面面积等于吸风总管12的总截面面积,所有末端吸风支管14的总截面面积等于第一吸风支管13的总截面面积,使得空气在分配过程中,风压和风速都不会有过大波动,提高空气的流动效率,提高空气分配的均匀性和流速的稳定性。
在另外的实施例当中,优选地,吹风总管9的管径面积大于第一吹风支管10的管径面积之和的5%到10%;和/或,吸风总管12的管径面积大于第一吸风支管13的管径面积之和的5%到10%。由于空气在流动过程中,会产生流动能力损失,因此如果吹风总管的管径面积小于或者等于第一吹风支管10的管径面积之和时,就会导致末端吹风支管11处的风压不足,降低了空气吹出距离,降低了空气与物料的干燥效率,因此,使得吹风总管9的管径面积大于第一吹风支管10的管径面积之和的5%到10%,可以保证经吹风总管9进入到第一吹风支管10内的空气,即使有部分风压损失,仍然可以保证空气具有足够风压,能够更加充分地抵达物料内的各个部分,与物料进行更加充分的干燥和换热。对于吸风管组而言,原理与此类似。
优选地,多个第一出气孔16沿着气体流动方向孔径逐渐增大;和/或,多个第二出气孔18沿着气体流动方向孔径逐渐增大;和/或,多个第一吸气孔17沿着气体流动方向孔径逐渐减小;和/或,多个第二吸气孔19沿着气体流动方向孔径逐渐减小。一般运行时,靠近吹风部或者吸风部位置处的风压较大,远离吹风部或者吸风部位置处的风压较小,因此各吹风管上的出气孔沿着气体流动方向逐渐增大,就可以保证各分风管沿着其长度方向在各个位置的出风量基本保持一致,同样的,吸风管上的吸气孔沿着气体流动方向逐渐减小,就可以保证各吸风管沿着其长度方向在各个位置的吸风量基本保持一致,从而更加有效地保证物料干燥的均匀性。
优选地,多个第一出气孔16沿着气体流动方向孔间距逐渐减小;和/或,多个第二出气孔18沿着气体流动方向孔间距逐渐减小;和/或,多个第一吸气孔17沿着气体流动方向孔间距逐渐增大;和/或,多个第二吸气孔19沿着气体流动方向孔间距逐渐增大。在第一出气孔16的孔径一致的情况下,孔间距逐渐减小,就可以使得孔密度沿着空气流动方向逐渐增大,从而使得在风压逐渐减小的情况下,仍然可以在整个第一吹风支管10上的出风量基本保持一致,保证物料干燥的均匀性。同样的,在第二出气孔18的孔径一致的情况下,孔间距逐渐减小,就可以使得孔密度沿着空气流动方向逐渐增大,从而使得在风压逐渐减小的情况下,仍然可以在整个末端吹风支管11上的出风量基本保持一致,保证物料干燥的均匀性。
第一吹风支管10沿长度方向分为多个出风区域,位于同一出风区域内的第一出气孔16的孔径相同,沿着空气流动方向,各出风区域内的第一出气孔16的孔径逐渐增大;和/或,末端吹风支管11沿长度方向分为多个出风区域,位于同一出风区域内的第二出气孔18的孔径相同,沿着空气流动方向,各出风区域内的第二出气孔18的孔径逐渐增大。由于各个出风区域的出风面积是与该出风区域所处位置相匹配,因此就可以保证各个出风区域的出风量基本上保持一致,仍然可以有效地保证物料干燥的均匀性。同样的,第一吸风支管13沿长度方向也可以分为多个吸风区域,位于同一吸风区域内的第一吸气孔17的管径相同,沿着空气流动方向,各吸风区域内的第一吸气孔17的管径逐渐减小。末端吸风支管14也可以沿长度方向分为多个吸风区域,位于同一吸风区域内的第二吸气孔19的管径相同,沿着空气流动方向,各吸风区域内的第二吸气孔19的管径逐渐减小。
至少一个第一吹风支管10的入口处设置有控制阀20;和/或至少一个第一吸风支管13的出口处设置有控制阀20。
对于物料而言,由于其各个部分的堆积结构等并不相同,因此并不能保证物料内部各个位置的湿度和温度均匀分布,这就需要根据物料内部实际的温度和湿度来对风量进行调节,从而使得物料内部的温度控制更加精确,湿度调节效率更高。通过控制控制阀20的开口大小或者开关,就可以有效控制该控制阀20所在的第一吹风支管10上的风量大小,从而能够更具需要对进入各第一吹风支管10的风量进行调节,使得布风装置的风量分配更加合理,从而保证物料干燥效果更佳,散热效果更好。
吹风总管9竖直设置,多个第一吹风支管10沿着竖直方向间隔排布,各第一吹风支管10沿水平方向延伸;吸风总管12竖直设置,多个第一吸风支管13沿着竖直方向间隔排布,各第一吸风支管13沿水平方向延伸;从而沿着物料的厚度方向分层对物料进行送风或者吸风,使得物料的各层均能够与空气进行换热,提高物料的干燥效率。
末端吹风支管11绕自身中心轴线可转动地设置;和/或,末端吸风支管14绕自身中心转轴可转动地设置。由于各末端吹风支管11之间以及各末端吸风支管14之间均有一定的间隔,在干燥的过程中,为保证能够充分对物料进行干燥,末端吹风支管11之间以及末端吸风支管14在干燥过程中可以进行适当旋转,以避免部分物料无法吹扫或抽吸到,以实现对物料内部更加充分的吹扫或抽吸,提高对物料的干燥效率。
第一吹风支管10的内周和/或外周设置有防止物料从第一出气孔16进入第一吹风支管10内的挡料网;和/或,末端吹风支管11的内周和/或外周设置有防止物料从第二出气孔18进入末端吹风支管11内的挡料网;和/或,第一吸风支管13的内周和/或外周设置有防止物料从第一吸气孔17进入第一吸风支管13内的挡料网;和/或,末端吸风支管14的内周和/或外周设置有防止物料从第二吸气孔19进入末端吸风支管14内的挡料网。挡料网可以对第一吹风支管10、末端吹风支管11、第一吸风支管13以及末端吸风支管14等埋入物料的管路形成有效保护,在对物料进行干燥的过程中,可以有效避免物料进入孔道,阻塞出气孔,导致设备运行不畅的问题。
第一风能转换装置1包括第一风力叶片21,送风装置3包括鼓风风机22,第一风力叶片21传动连接至鼓风风机22,并驱动该鼓风风机22转动。第二风能转换装置2包括第二风力叶片24,吸风装置5包括另一个鼓风风机22,第二风力叶片24传动连接至该另一个鼓风风机22,并驱动该另一个鼓风风机22转动。其中第一风力叶片21所连接的鼓风风机22的出风口连接至吹风总管9的进风口,鼓风风机22的进风口连接至外界环境,从而从外界环境吸风送入到物料内进行干燥。第二风力叶片24所连接的鼓风风机22的进风口连接至吸风总管12的出风口,鼓风风机22的出风口连接至外界环境,从而将物料内的空气抽吸到外界环境中,将物料内的湿气抽走。
优选地,第一风力叶片21和第二风力叶片24为风力发电机叶片,能够较好地将自然风能转换成转动的机械能,提高能量转换效率,使得第一风力叶片21和第二风力叶片24能够更好地驱动鼓风风机22鼓风,为物料干燥提供充足的空气能。
优选地,第一风力叶片21与其所对应的鼓风风机22之间通过第一变速箱23连接,第一变速箱23用于提高鼓风风机22的转速。第二风力叶片24与其所对应的鼓风风机22之间通过第二变速箱25连接,第一变速箱23用于提高鼓风风机22的转速。一般而言,风力叶片的半径较大,相应地,转速也较慢,如果保持风力叶片与鼓风风机的转速相同,则会造成鼓风风机的转速较低,送风风力较小,风量较小。变速箱可以调整风力叶片与鼓风风机之间的转动比例,提高鼓风风机的转动风速,从而实现在微风下即可产生具有一定风压的压缩空气,将其输送至物料,实现对物料的吹扫和干燥。变速箱例如为齿轮变速箱,也可以为其他的无级调速机构。
第一风力叶片21的转轴竖直设置,其所对应的鼓风风机22的转轴竖直设置;或,第一风力叶片21的转轴水平设置,其所对应的鼓风风机22的转轴水平设置;或,第一风力叶片21的转轴竖直设置,其所对应的鼓风风机22的转轴水平设置;或,第一风力叶片21的转轴水平设置,其所对应的鼓风风机22的转轴竖直设置。上述的各种方式均能够顺利地将风力叶片所受到的风能转换为机械转动能,实现较好的能量转换,保证对物料的空气输送能力。对于风力叶片的转轴与鼓风风机的转轴垂直的情况,一般通过锥齿轮传动来实现动能传输。第二风力叶片24与其所对应的鼓风风机22的转轴位置关系也可以参照上述结构进行设计。
至少部分风管装置沿水平方向的位置可调。具体而言,风管装置沿多个第一吹风支管10的布设方向位置可调,吹风管组7和吸风管组8的位置整体可调。在干燥系统运行过程中,由于第一吹风支管10的布设间距较大,因此会有部分位于相邻的两个第一吹风支管10之间的区域不能够得到充分的干燥,因此,可以在干燥系统运行过程中,控制风管装置沿多个第一吹风支管10的布设方向位置调整,使得风管装置的第一吹风支管10的位置能够调整到之前相邻的两个第一吹风支管10之间的区域,对中间的物料进行吹扫,以此实现物料最大面积的吹扫,保障物料干燥的均匀性,及干燥效率的最大化。同样的,位置调整之后,吸气管也可以对物料进行更加全面的抽吸,从而实现物料最大面积的抽吸,保障物料干燥的均匀性,及干燥效率的最大化。
结合参见图12所示,根据本发明的实施例,吹吸结合式物料干燥系统的控制方法包括:控制吹风部向风管装置吹风,对物料进行干燥;在吹风部运行t1时间后,停止吹风部,启动吸风部对风管装置吸风,对物料进行干燥,并在运行t2时间后切换至控制吹风部向风管装置吹风的步骤;重复上述步骤,对物料交替进行吹吸干燥。
上述的t1例如为40min,t2例如为30min。
通过上述的控制方式,能够实现干燥系统对物料的吹扫干燥和抽吸干燥的交替配合,使得物料水分干燥更加充分,干燥效率更高。
当然,以上是本发明的优选实施方式。应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明基本原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。