阅读说明：本技术 搅拌式固体冷热载体过程设备及冷热交换方法 (Stirring type solid cold and hot carrier process equipment and cold and hot exchange method ) 是由 尤长升 梁国林 冯文彬 刘红生 张超杰 邵立承 于 2020-07-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及过程设备技术领域,尤其是涉及一种搅拌式固体冷热载体过程设备及冷热交换方法,以缓解现有技术中的干燥器的传热效率不高、处理效率低,尤其不适用于高粘高湿以及热敏性物料的问题。该搅拌式固体冷热载体过程设备,包括具有处理腔室的设备主体；设备主体开设有与处理腔室连通的进料口和出料口,且处理腔室内置有固体热能载体混合体。固体热能载体混合体被用于与待处理物料进行能量交换。本发明提供的技术方案传热效率会得到有效提升,设备单元处理能力增大,从而使相同处理量设备的体积变小,节省占地空间与生产成本,降低了能耗,特别适用于处理高粘度、高湿物料和热敏性物料。(The invention relates to the technical field of process equipment, in particular to stirring type solid cold and hot carrier process equipment and a cold and hot exchange method, which are used for solving the problems that a dryer in the prior art is low in heat transfer efficiency and treatment efficiency, and is particularly not suitable for high-viscosity high-humidity and heat-sensitive materials. The agitated solid cold and hot carrier process device includes a device body having a processing chamber; the equipment main body is provided with a feed inlet and a discharge outlet which are communicated with the processing chamber, and a solid heat energy carrier mixture is arranged in the processing chamber. The solid thermal energy carrier mixture is used for energy exchange with the material to be treated. The technical scheme provided by the invention can effectively improve the heat transfer efficiency and increase the processing capacity of the equipment unit, so that the volume of equipment with the same processing capacity is reduced, the occupied space and the production cost are saved, the energy consumption is reduced, and the equipment is particularly suitable for processing high-viscosity and high-humidity materials and thermosensitive materials.)

搅拌式固体冷热载体过程设备及冷热交换方法

技术领域

本发明涉及过程设备技术领域，尤其是涉及一种搅拌式固体冷热载体过程设备及冷热交换方法。

背景技术

在对高粘度高湿物料进行干燥处理时，由于高粘度高湿物料的水分高，粘度大，在操作过程中极易结团且易粘附于处理器内壁和内件上，给处理过程带来一定难度，若处理过程中发生物料性能改变，或者处理过程中副产有毒和异味的物料，介质排放量对后续处理设备及投资影响很大：

在对热敏性物料进行干燥处理时，由于热敏性物料过热时理化性能极不稳定，过热极易发生融化、分解、聚合、氧化等变质反应，造成经济上重大损失。

影响物料热稳定性的两个主要因素是温度和受热时间，在干燥过程中降低温度(或压强)和受热时间均能减轻物料的热破坏。

以上问题在工业生产中有待进一步优化和提高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种搅拌式固体冷热载体过程设备及冷热交换方法，以缓解现有技术中的干燥器的传热效率不高、处理效率低，尤其不适用于高粘高湿、以及热敏性物料的问题。

为了缓解上述技术问题，本发明提供的技术方案在于：

一种搅拌式固体冷热载体过程设备，包括具有处理腔室的设备主体；

所述设备主体开设有与所述处理腔室连通的进料口和出料口，且所述处理腔室内置有固体热能载体混合体。

所述固体热能载体混合体被用于与待处理物料进行能量交换。

更进一步地，

还包括流体工质分布装置，所述流体工质分布装置设置有与所述设备主体的处理腔室连通的工质出口，流体工质经所述工质出口进入所述处理腔室后与所述固体热能载体混合体发生热量交换。

更进一步地，

所述流体工质分布装置包括工质箱，所述工质箱上设置有工质进口和工质出口，流体工质由外界经所述工质进口进入所述工质箱内，以及，由所述工质箱的工质出口流出至所述处理腔室。

更进一步地，

所述工质箱上设置有均布机构，所述工质出口设置于所述均布机构。

更进一步地，

所述设备主体的出料口处设置有分离机构，被处理后的物料经所述分离机构流出所述出料口；固体热能载体混合体被所述分离机构阻挡后留存于所述处理腔室内。

更进一步地，

还包括搅拌装置，所述搅拌装置用于对处理腔室内的混合物料进行搅拌。

更进一步地，

所述搅拌装置设置为打散棒、螺旋桨、锚式桨、框式桨、涡轮桨、斜叶桨、单轴桨或双轴桨。

更进一步地，

所述设备主体还开设有尾气排放口。

更进一步地，

所述设备主体的进料口和出气口处均设置有锁气结构。

更进一步地，

所述固体热能载体混合体的材质包括陶瓷质、硅酸盐质、金属质、无机高分子质、有机高分子质、无定型固体热冷载体。

第二方面，本发明提供了一种搅拌式固体冷热载体冷热交换方法，包括如下步骤：

流体工质与固体热能载体混合体混合后交换能量；

经能量交换后的固体热能载体混合体与待处理物料交换能量；

搅拌装置对混合物料进行搅拌。

本发明所能实现的技术效果分析如下:

在对物料进行干燥的过程中，固体热能载体混合体与待处理物料进行能量交换，传热方式由现有的气/液-固传热，变为固-固传热为主导，辅以气/液-固传热，可以有效增大传热系数。因此传热效率会得到有效提升，设备单元处理能力增大，从而使相同处理量设备的体积变小，节省占地空间与生产成本，降低了能耗，特别适用于处理高粘度、高湿物料和热敏性物料。

附图说明

为了更清楚地说明本发明

具体实施方式

或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的搅拌式固体冷热载体过程设备的结构示意图。

图标：100-设备主体；101-进料口；102-出料口；103-尾气排放口；200-固体热能载体混合体；310-工质箱；311-工质进口；312-均布机构；400-分离机构；500-搅拌装置。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面结合附图，对本发明的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

实施例一

本实施例提供了一种搅拌式固体冷热载体过程设备，请参见图1，该设备包括具有处理腔室的设备主体100；

设备主体100开设有与处理腔室连通的进料口101和出料口102，且处理腔室内置有固体热能载体混合体200。

固体热能载体混合体200被用于与待处理物料进行能量交换。

在对物料进行干燥的过程中，固体热能载体混合体200与待处理物料进行能量交换，传热方式由现有的气/液-固传热，变为固-固传热为主导，辅以气/液-固传热，可以有效增大传热系数。因此传热效率会得到有效提升，设备单元处理能力增大，从而使相同处理量设备的体积变小，节省占地空间与生产成本，降低了能耗，特别适用于处理高粘度、高湿物料和热敏性物料。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

该设备还包括流体工质分布装置，流体工质分布装置设置有与设备主体100的处理腔室连通的工质出口，流体工质经工质出口进入处理腔室后与固体热能载体混合体200发生热量交换。

需要重点说明的是：

固体热能载体混合体200的导热系数普遍高于待处理物料的导热系数，流体工质的热量主要与固体热能载体混合体200进行交换。

关于流体工质分布装置的结构，需要说明的是：

流体工质分布装置包括工质箱310，工质箱310上设置有工质进口311和工质出口，流体工质由外界经工质进口311进入工质箱310内，以及，由工质箱310的工质出口流出至处理腔室。

更进一步地，工质箱310上设置有均布机构312，工质出口设置于均布机构312。均布机构312例如可以是风帽、筛板、布风管、雾化器、喷嘴等。本领域技术人员可针对被处理物料的物相状态，选取不同的介质分布形式。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

设备主体100的出料口102处设置有分离机构400，被处理后的物料经分离机构400流出出料口102；固体热能载体混合体200被分离机构400阻挡并留存于处理腔室内。分离机构400例如可以是筛网、筛板等等。筛网筛板具有网孔，网孔的尺寸应小于固体热能载体混合体200颗粒的尺寸，以实现对固体热能载体混合体200颗粒的截留。流体状态的被处理物可以通过网孔流出。分离机构400的存在可以减小热量损失。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

该还包括搅拌装置500，搅拌装置500用于对处理腔室内的混合物料进行搅拌。

搅拌装置500包括搅拌桨，搅拌桨包括打散棒、螺旋桨、锚式桨、框式桨、涡轮桨、斜叶桨、单轴桨或双轴桨。

更为具体地，搅拌装置500包括伸入设备主体100的处理腔室内的搅拌浆以及设置于设备主体100外部的搅拌电机，搅拌电机带动搅拌浆沿搅拌桨的轴线方向转动。更进一步地，该设备设置有两个搅拌装置500，两个搅拌装置500沿物料的流动方向均匀布置。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

设备主体100还开设有尾气排放口103，尾气排放口103设置于设备主体100处理腔室的顶部，在干燥处理过程中产生的尾气上升后经该尾气排放口103排出。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

设备主体100的进料口101和出气口处均设置有锁气结构。锁气结构用于保证在处理过程中物料处于独立操作空间，避免过程设备对外界或外界对过程设备内的干扰。

本实施例的可选方案中，较为优选地，

固体热能载体混合体200的材质包括陶瓷质、硅酸盐质、金属质、无机高分子质、有机高分子质、无定型固体热冷载体。

另外，在处理溶液、气体、气凝胶等非固体物料的分散、提质、萃取、吸附、蒸馏、结晶过程中，固体热能载体混合体200可由吸附体、固体催化剂、萃取反应剂等其他特殊反应添加剂取代，可处理的过程形式种类多。

实验例：

以某颗粒盐的表面结合水干燥过程为例进行说明本方案中的过程设备的工作效果：

待处理物料性质：

状态：粉状颗粒晶体

堆密度：900～950kg/m3

表观密度：～1500kg/m3

比热：1.5kj/(kg.℃)

粒度：d50＝0.4mm

干燥前物料含水率：6％，干燥后物料含水率：0.1％

物料温度在90～100℃时，会有部分游离态窒息性气体产生。

以下通过三种不同传热方式的干燥器做对比：传热方式以气-固传热为主导的普通干燥器；传热方式以气-固传热为主导，固-固传热为辅助的内热干燥器、传热方式以固-固传热为主导，气-固传热为辅助的搅拌式固体冷热载体过程设备。

干空气导热系数(P＝1.01×105Pa)：0.0378W/(m.℃)

Al₂O₃陶瓷球导热系数：20W/(m.℃)

综上，本发明提供的搅拌式固体冷热载体过程设备可以实现如下技术效果：

本过程设备通过设置搅拌装置500和采用固体热冷载体两种方式，使传热方式由以往的气/液-固传热，变为固-固传热为主导，气/液-固传热为辅助，提高传热效率，因此传热效率会得到有效提升，设备单元处理能力增大，从而使相同处理量设备的体积变小，节省占地空间与生产成本，降低了能耗，特别适用于处理高粘度、高湿物料和热敏性物料。

实施例二

本实施例提供了一种搅拌式固体冷热载体冷热交换方法，该方法包括如下步骤：

S1：流体工质与固体热能载体混合体200混合后交换能量；

S2：经能量交换后的固体热能载体混合体200与待处理物料交换能量；

S3：搅拌装置500对混合物料进行搅拌。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。