[发明专利]一种基于温湿调控快速干燥含湿物料的系统

说明书

本发明公开了一种基于温湿调控快速干燥含湿物料的系统，该系统包括预混合装置、输送装置、空气降湿装置、加热装置、干燥装置和尾气处理装置。物料在预混合装置搅拌，由传送带输送至干燥装置；空气源热泵出口的冷、湿空气通入干燥器中除湿后，进入加热装置；加热装置包括空气源热泵、空气加热室和太阳能集热装置，水首先经空气源热泵加热，后通到太阳能集热装置加热。空气经过空气源热泵、干燥器，在空气加热室加热，通过管道吹入干燥装置；干燥装置包括干燥室、加热室和物料收集箱，物料从底部掉落至物料收集箱内，尾气从上方进入尾气处理装置；尾气处理装置包括水汽分离器和尾气处理器。整个系统通过能量梯级利用和温湿调控提高了干燥效率。

技术领域：

本发明涉及能源与环境领域，具体涉及一种节能、减排、高效、精准的能量梯级利用、温湿调控快速干燥含湿物料的系统及方法。

背景技术：

干燥物料在物资的生产与储存方面有着重大的意义。中国的三大粮食：水稻、玉米和小麦，以及药品都需要进行干燥后才能长期储存。干燥设备的应用范围十分广泛，除了干燥粮食、药物，干燥设备经过调整，可以处理一些高水分固体废弃物如污泥、餐厨垃圾、畜禽废弃物等。

对一些名贵药材和不能破坏其营养价值的食品，在干燥过程中需要精准控制温度和湿度；在干燥过程中，不同的湿度对干燥速率的影响非常大。而传统的干燥设备，却大多使用温度控制干燥速率，忽视了较低的空气湿度能够较大提高干燥速率这一特点。

干燥过程需要大量的能量，通过电加热等方法提供热量，不够经济。使用太阳能具有节能、环保、清洁的优点，加热水能够获得较高的温度，但存在能量不稳定，制热时间长，不能长时间供热的缺点。使用空气能具有能效比高，制热速率快，能够长时间、不间断工作的优点，但空气源热泵一般用来供应生活用热水，产生的是较低温度的热水。

干燥过程中，蒸发出了大量的水，而传统的干燥设备并未收集这些水分。在水资源缺乏的地区，将干燥过程中产生的水收集起来发展节水农业，极具现实意义。

中国专利申请CN201010600814.0公开了一种太阳能干燥器，利用太阳能对物料进行干燥，具有节能、耐候性好等优点，然而存在日工作时长较短以及长期阴雨天气时，无法工作的缺点。中国专利申请CN201720374647.X公开了一种空气源热泵干燥机，从空气中吸取热量用来干燥，该装置能够长时间稳定工作。但该装置未对湿度进行调节，对温度也未进行精准控制，因此存在干燥效率低、能源利用效率低的问题，空气源热泵虽然具有高能效比，但仍需消耗一定的热量，且空气源热泵加热温度的范围较低，不利于高效干燥。中国专利申请CN201310367786.6公开了一种空气源热泵水循环换热干燥系统，该系统以水为介质，由两种热泵机组构成，一种用作制热水，一种用作制冷水，热水用来加热烘干房内温度，冷水用来使得烘干房内湿热空气冷凝成水，并排出烘干房外。系统整体能源利用效率高，且有效降低了烘干房内的湿度，然而并未对湿度进行精准调控，无法处理一些在干燥过程中对湿度有较严格要求的物料。空气源热泵虽然具有高能效比，但由于温度的升高全部依赖于电能的消耗，耗能依然较高。中国专利申请CN201410273575.0公开了一种太阳空气能干燥机，该系统以空气为介质，使用热泵辅助太阳能进行加热，并可针对不同物料，通过控制出风口的风量调节对应的干燥效率，然而该装置只针对温度和干燥效率进行了调节，对湿度并没有进行精准控制；以空气为加热介质，存在传热速度慢、蓄热量小、气体排出时带走大量热量的问题。

不同物料有不同的干燥温度和干燥湿度要求，而温度和湿度对干燥速率有较大的影响；因此，亟需开发一种低耗、高效、清洁的快速干燥含湿物料的系统。

发明内容：

本发明的目的是为了实现高效、控制精准的物料干燥过程，提供了一种高效、节能、减排、基于能量梯级利用和温湿调控的干燥物料的系统。