一种热风循环的粮食干燥设备及方法与流程

本发明涉及粮食加工干燥，尤其是涉及一种热风循环的粮食干燥设备及方法。

背景技术：

1、粮食干燥是粮食产后处理的核心环节，直接决定粮食储藏安全性，可有效降低霉变、发芽损耗，保障粮食品质与存储周期。当前主流粮食干燥多采用热风干燥工艺，但现有设备普遍存在以下技术缺陷：

2、其一，余热浪费严重、能耗偏高：多数直排式干燥设备将干燥后的高温高湿废气直接排放到环境中，废气携带的大量显热与潜热完全散失，热风炉需持续对常温新鲜空气进行加热，能源利用率低，干燥成本居高不下。

3、其二，除湿能力不足，干燥效率受限：部分热风循环干燥设备仅采用单一冷凝除湿方式，除湿深度有限，回风含湿量偏高，导致粮食降水速率慢、干燥周期长，难以稳定达到安全储藏含水率；若采用单一固体吸附除湿，吸附材料易快速饱和，需频繁停机进行脱附再生，无法实现连续化生产作业。

4、针对上述问题，本发明提出一种热风循环的粮食干燥设备及方法，通过闭环热风循环、余热回收与两级深度除湿结合，实现节能高效、连续稳定的粮食干燥作业。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种热风循环的粮食干燥设备及方法，以解决现有粮食干燥设备普遍存在的余热利用率低、除湿深度不足、作业连续性差、运行能耗高且环保可靠性弱的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种热风循环的粮食干燥设备及方法，包括烘干机，所述烘干机的出风口通过风管依次连接有循环风机、除尘器、换热器、第一除湿器、第二除湿器和电能热风炉，所述电能热风炉的出风口通过风管连接至所述烘干机的进风口形成循环回路；还包括与各个用电元器件电连接的控制器；

3、所述第一除湿器内部被两块隔板分隔为混气室、除湿室和加热室，每块所述隔板上均开设有通风口；所述除湿室内设置有蒸发器，所述加热室内设置有冷凝器，所述第一除湿器的外部设置有电子膨胀阀和压缩机，所述蒸发器、压缩机、冷凝器和电子膨胀阀依次通过管路连接形成制冷循环回路；

4、所述第二除湿器包括并联设置且分别交替进行除湿作业的第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室，所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室内均填充有水气吸附材料。

5、优选的，所述换热器为板式气气换热结构，壳体内部通过换热隔板分隔为相互隔绝的热侧流道和冷侧流道，热侧流道的进气端连接所述除尘器的排风出口，热侧流道的出气端连接至所述混气室。

6、优选的，所述换热器冷侧流道的入口处通过风管连接有送风机，所述送风机的出风口处设置有第一电动风门，冷侧流道的出口通过风管与所述混气室连通。

7、优选的，所述换热器热侧的末端还开设有副出风口并连接有第二电动风门，所述第二电动风门的出口与外界连通，用于排放一部分废气。

8、优选的，所述换热器的换热隔板为波纹型铝制换热板片，板片表面设有防腐疏水涂层；热侧流道与冷侧流道交替堆叠布置。

9、优选的，所述混气室内设置有搅动叶轮，使废气与新风充分混合。

10、优选的，所述除湿室的底部设置有接水槽，所述接水槽的底部设有开口并连接有电动排水阀。

11、优选的，所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室内的水气吸附材料为蜂窝陶瓷纤维，且表面负载硅胶-分子筛复合吸附剂。

12、优选的，所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室的进气端均通过风管与所述第一除湿器的出风口连接，所述第一水气吸附腔室的入风口处设置有第三电动风门，所述第二水气吸附腔室的入风口处设置有第四电动风门；

13、所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室的末端均开设有主出风口和副出风口；所述第一水气吸附腔室的主出风口通过风管以及串接在风管上的第五电动风门与所述电能热风炉的进气口连接，所述第一水气吸附腔室的副出风口处连接有第六电动风门，所述第六电动风门的出口与外界连通；

14、所述第二水气吸附腔室的主出风口通过风管以及串接在风管上的第七电动风门与所述电能热风炉的进气口连接，所述第二水气吸附腔室的副出风口处连接有第八电动风门，所述第八电动风门的出口与外界连通。

15、本发明还提供了一种热风循环的粮食干燥方法，包括以下步骤：

16、s1、废气输送与除尘：启动循环风机，将烘干机内完成粮食干燥后排出的高湿废气抽出，通过风管送入除尘器中滤除气流夹带的粮食粉尘与杂质；

17、s2、余热回收与混气：除尘后的高温废气通入换热器的热侧流道，与送风机经冷侧流道送入的外界新风进行气气换热，废气释放热量降温，新风吸收热量预热；换热后的废气与预热后的新风共同进入第一除湿器的混气室，经搅动叶轮搅拌混合均匀；同时通过第二电动风门控制排出部分废气，维持循环回路内的气压平衡；

18、s3、一级冷凝除湿：混合气体经通风口进入除湿室，蒸发器通过制冷循环持续吸热降温，使混合气体温度降至露点以下，气流中的水蒸气冷凝为液态水并汇入接水槽，由电动排水阀定期排出；降温后的除湿气流进入加热室，经冷凝器释放的热量升温后排出第一除湿器；

19、s4、二级吸附除湿与交替再生：经一级除湿的气流送入第二除湿器，控制器控制各电动风门的开合状态，使第一水气吸附腔室与第二水气吸附腔室交替执行吸附除湿和脱附再生；其中执行吸附除湿的腔室通入占总气流量75%的主流气流，通过腔内负载硅胶-分子筛复合吸附剂的蜂窝陶瓷纤维吸附残余水汽，干燥后的气流经主出风口输送至电能热风炉；执行脱附再生的腔室通入占总气流量25%的热气流，使吸附材料解析释放的水汽随气流经副出风口排出至外界，完成吸附材料的再生；

20、s5、热风循环干燥：经两级除湿的干燥气流进入电能热风炉，被加热至预设干燥温度后通过风管送回烘干机的进风口，对烘干机内的粮食进行持续热风干燥，形成闭环热风循环。

21、因此，本发明采用上述一种热风循环的粮食干燥设备及方法的有益技术效果为：

22、（1）余热高效回收，节能效果显著：通过板式气气换热器实现干燥废气与新鲜空气的逆流换热，高效回收废气中的显热预热新风，大幅降低电能热风炉的加热负荷；配合全闭环热风循环回路，减少热量无组织散失，整体干燥能耗显著降低。

23、（2）两级深度除湿，干燥效率大幅提升：采用冷凝除湿和吸附除湿两级除湿架构：第一除湿器通过制冷冷凝脱除气流中大部分水汽，完成粗除湿；第二除湿器通过复合吸附材料实现深度精除湿，大幅降低回风含湿量，提升粮食降水速率与干燥均匀性，可稳定满足各类粮食的安全储藏含水率要求。

24、（3）双腔交替再生，作业连续稳定：第二除湿器采用并联双腔室结构，通过电动风门开度调节与通断切换，实现一腔吸附除湿、一腔热脱附再生的交替运行，无需停机更换或再生吸附材料，保障干燥作业的连续性；兼顾除湿效率与再生效果，同时延长吸附材料的使用寿命。

25、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

1.一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：包括烘干机，所述烘干机的出风口通过风管依次连接有循环风机、除尘器、换热器、第一除湿器、第二除湿器和电能热风炉，所述电能热风炉的出风口通过风管连接至所述烘干机的进风口形成循环回路；还包括与各个用电元器件电连接的控制器；

2.根据权利要求1所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述换热器为板式气气换热结构，壳体内部通过换热隔板分隔为相互隔绝的热侧流道和冷侧流道，热侧流道的进气端连接所述除尘器的排风出口，热侧流道的出气端连接至所述混气室。

3.根据权利要求2所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述换热器冷侧流道的入口处通过风管连接有送风机，所述送风机的出风口处设置有第一电动风门，冷侧流道的出口通过风管与所述混气室连通。

4.根据权利要求2所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述换热器热侧的末端还开设有副出风口并连接有第二电动风门，所述第二电动风门的出口与外界连通。

5.根据权利要求2所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述换热器的换热隔板为波纹型铝制换热板片，板片表面设有防腐疏水涂层；热侧流道与冷侧流道交替堆叠布置。

6.根据权利要求1所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述混气室内设置有搅动叶轮。

7.根据权利要求1所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述除湿室的底部设置有接水槽，所述接水槽的底部设有开口并连接有电动排水阀。

8.根据权利要求1所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室内的水气吸附材料为蜂窝陶瓷纤维，且表面负载硅胶-分子筛复合吸附剂。

9.根据权利要求1所述的一种热风循环的粮食干燥设备，其特征在于：所述第一水气吸附腔室和第二水气吸附腔室的进气端均通过风管与所述第一除湿器的出风口连接，所述第一水气吸附腔室的入风口处设置有第三电动风门，所述第二水气吸附腔室的入风口处设置有第四电动风门；

10.一种热风循环的粮食干燥方法，应用于权利要求1-9任一项所述的粮食干燥设备，其特征在于，包括以下步骤：