本發(fā)明涉及一種對(duì)板材進(jìn)行干燥的方法和用于該目的的干燥器。

背景技術(shù)：

1、在對(duì)板材(特別是含有水泥和石膏的建筑板材)進(jìn)行干燥時(shí)，通過(guò)干燥器輸送的板材會(huì)與熱空氣接觸。

2、干燥空氣可以縱向通風(fēng)、橫向通風(fēng)或使用配備噴嘴的噴嘴箱橫向通風(fēng)的形式供應(yīng)。在縱向通風(fēng)的情況下，干燥空氣從干燥器的一端供應(yīng)，或者如果干燥器分為多個(gè)區(qū)域，則從某個(gè)區(qū)域的一端供應(yīng)，并從相對(duì)端排出。

3、通過(guò)橫向通風(fēng)，空氣從干燥器側(cè)面的多個(gè)點(diǎn)進(jìn)入，從相對(duì)的側(cè)面排出，從而使得干燥器內(nèi)的干燥更加充分。通過(guò)噴嘴以沖擊流方式穿過(guò)噴射干燥器的橫向通風(fēng)，可實(shí)現(xiàn)非常好的干燥效果。

4、在大多數(shù)情況下，采用循環(huán)過(guò)程，從而循環(huán)大部分干燥空氣。在這種情況下，大部分干燥空氣在與待干燥的材料接觸后要重新加熱，從而能夠再利用。只有一小部分干燥空氣作為排氣排放到外部，而與排氣相對(duì)應(yīng)的一部分作為供氣從外部輸入。

5、需要燃料(即一次能源)來(lái)加熱干燥空氣，例如使用燃燒器或加熱調(diào)節(jié)器，而需要電能(即二次能源)來(lái)使用風(fēng)扇供應(yīng)空氣。必須減少一次能源和二次能源的使用，以便更節(jié)能地生產(chǎn)上述板材。

6、de?26?13?512?a1公開(kāi)了一種干燥方法，其中通過(guò)利用來(lái)自排氣的冷凝熱來(lái)實(shí)現(xiàn)低的一次能耗。此過(guò)程具有兩個(gè)階段的設(shè)計(jì)。在第一干燥器階段中，干燥在高溫和高濕度下進(jìn)行，在第二干燥器階段中，干燥在低溫和低濕度下進(jìn)行，其中第一階段的干燥能力是第二階段的兩倍至三倍，并且第二干燥器階段通過(guò)插入熱交換器從第一干燥器階段的排氣加熱。在兩個(gè)階段中，干燥空氣都以再循環(huán)過(guò)程供應(yīng)，即在第一干燥器階段中以縱向通風(fēng)的形式供應(yīng)，在第二干燥器階段中以橫向通風(fēng)的形式供應(yīng)，且再循環(huán)空氣的質(zhì)量流量較大。然而，第二階段需要大量的循環(huán)空氣，因此二次能源的能耗較高。

7、當(dāng)同時(shí)使用排氣的冷凝熱來(lái)減少一次能耗時(shí)，通常會(huì)出現(xiàn)一個(gè)問(wèn)題，即排氣的余熱只能在低溫下利用。雖然可以通過(guò)更大的空氣質(zhì)量流量來(lái)補(bǔ)償較低的干燥空氣溫度，但這會(huì)導(dǎo)致二次能耗增加。

8、wo?95/04908a1公開(kāi)了一種用于干燥通過(guò)干燥器分層傳送的板材的方法，其中板材在兩個(gè)階段a和b中與干燥空氣接觸，其中在階段a的干燥是在循環(huán)空氣過(guò)程中進(jìn)行，其中干燥空氣的溫度高，濕度至少為中等，并且干燥能力比階段b高二至四倍。在階段b中，來(lái)自階段a的排氣通過(guò)設(shè)置在干燥器的擱架中的熱交換器；同時(shí)，低溫低濕的干燥空氣與來(lái)自階段a的排氣逆向流動(dòng)。

9、根據(jù)wo?2019/105888a1，使用了至少兩個(gè)用于回收熱量的裝置，其中兩個(gè)裝置串聯(lián)布置，并且其中來(lái)自第一裝置的熱量通過(guò)燃燒器用于進(jìn)一步加熱，然后才被引入干燥器的第一階段。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于進(jìn)一步改進(jìn)根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的方法。

2、根據(jù)本發(fā)明，此目的如權(quán)利要求1所公開(kāi)的那樣實(shí)現(xiàn)。

3、根據(jù)本發(fā)明，通過(guò)用于回收熱量的裝置將熱空氣供應(yīng)至兩個(gè)階段(a，b)中至少一個(gè)階段中的板材，其中該裝置布置在兩個(gè)階段的外部，并且其中熱空氣被直接供應(yīng)至該至少一個(gè)階段。

4、這樣優(yōu)化了一次能源和二次能源的使用。特別地，通過(guò)利用余熱還有排氣的冷凝熱來(lái)維持所使用的一次能源，而不會(huì)通過(guò)循環(huán)大量空氣而增加對(duì)二次能源的需求。

5、該方法有利的進(jìn)一步改進(jìn)源自從屬權(quán)利要求和說(shuō)明書(shū)，特別是結(jié)合附圖時(shí)。

6、優(yōu)選地，將板材至少在第一階段通過(guò)以下進(jìn)行加熱：熱交換器所產(chǎn)生的熱空氣、熱泵、濕式分離器、燃燒器直接或者通過(guò)熱蒸汽或通過(guò)導(dǎo)熱油或通過(guò)電間接或者通過(guò)低熱值熱量。

7、根據(jù)本發(fā)明，將熱量至少在第二階段中供應(yīng)給板材，其中最多設(shè)置單個(gè)用于回收熱量的裝置。

8、優(yōu)選地，根據(jù)本發(fā)明的方法，待干燥的板材的運(yùn)輸速度還與板材的相應(yīng)能量吸收和相關(guān)除濕相適應(yīng)，使得待干燥的板材以最少的能量輸入進(jìn)行干燥。

9、本發(fā)明提供一種具有低的一次能源消耗和二次能源消耗的方法。通過(guò)利用余熱和排氣的冷凝熱，本發(fā)明中使用的一次能源保持較低。與現(xiàn)有技術(shù)中已知的方法相比，這樣減少了干燥空氣的質(zhì)量流量，從而減少了二次能量的消耗，因?yàn)檠h(huán)空氣的質(zhì)量流量減少了。

10、本發(fā)明特別利用來(lái)自在干燥設(shè)備附近發(fā)生的其他過(guò)程的余熱，例如來(lái)自廢物焚燒廠或熱電聯(lián)產(chǎn)廠的余熱；根據(jù)本發(fā)明，也可以使用作為來(lái)自其他放熱過(guò)程的余熱而獲得的低熱值熱量。

11、還可以使用熱電聯(lián)產(chǎn)廠的余熱。該技術(shù)同時(shí)產(chǎn)生熱量和電力。使用燃料在單個(gè)設(shè)備中同時(shí)產(chǎn)生熱量和電力比在兩個(gè)不同的設(shè)備中分別產(chǎn)生熱量和電力(cogen技術(shù)或熱電聯(lián)產(chǎn))更有效且更具成本效益。熱電聯(lián)產(chǎn)比單獨(dú)產(chǎn)生熱量和電力的效率高40％。熱電聯(lián)產(chǎn)優(yōu)選利用可再生燃料來(lái)操作。以這種方式產(chǎn)生的電力也可以在系統(tǒng)中用于運(yùn)輸板材和運(yùn)行風(fēng)扇。

12、在一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的干燥器系統(tǒng)與太陽(yáng)能和/或光伏系統(tǒng)聯(lián)接。或者，根據(jù)本發(fā)明的干燥器使用來(lái)自地?zé)嵯到y(tǒng)的熱量。

13、通常，前階段a和后階段b具有相同數(shù)量的層級(jí)，布置為一個(gè)層級(jí)在另一個(gè)層級(jí)之上以用于引導(dǎo)和傳送板材。通常，各層級(jí)還具有相同的高度且彼此之間距離相同，使得板材可以不間斷地從階段a轉(zhuǎn)移到階段b。如果板材在兩個(gè)階段中以相同的傳送速度進(jìn)行傳送，這尤其適用。然而，這并不排除在兩個(gè)階段中選擇不同的輸送速度的可能性。

14、因此，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以在兩個(gè)階段中對(duì)待干燥的板材使用不同的運(yùn)輸速度。根據(jù)期望的干燥進(jìn)度來(lái)選擇每個(gè)階段的速度，也會(huì)導(dǎo)致階段a的運(yùn)輸速度高于階段b的運(yùn)輸速度，因?yàn)殡A段a的干燥溫度高于階段b。這意味著，在位于階段a和階段b之間的獨(dú)立傳送器上，離開(kāi)階段a的板材速度會(huì)降低到階段b的速度水平。同時(shí)，為了避免板材在傳送器區(qū)域的中間儲(chǔ)存，傳送器根據(jù)階段a和階段b之間的速度差將板材分布在階段b中的更大區(qū)域上。這是通過(guò)將板材分布在與階段a相比階段b區(qū)域中的更多層級(jí)或軌道上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。為此，使用一方面在面向階段a的一側(cè)以更高的速度拾取板材，并在面向階段b的一側(cè)將板材卸到階段b的更多層級(jí)或軌道上的傳送器裝置(例如不連續(xù)傳送器裝置)，該傳送器裝置優(yōu)選地在這一側(cè)具有更低的速度。傳送器在向階段b過(guò)渡時(shí)具有傾斜點(diǎn)，以便將板材分配到階段b的各個(gè)層級(jí)。在通道數(shù)量較多(例如二至四個(gè)通道)的情況下，多個(gè)板材優(yōu)選在一個(gè)層級(jí)上并排運(yùn)輸。

15、此措施一方面在階段a創(chuàng)建了干燥器緊湊的入口區(qū)域，可以在高速高溫下通過(guò)，也適于確保板材中所含固化劑(例如淀粉)的最終活化。在前階段a中將強(qiáng)加熱與高濕度組合促進(jìn)了待干燥的建筑板材中包含的固化劑的溶脹。通過(guò)這種方式，可以生產(chǎn)出高質(zhì)量的板材。

16、如果實(shí)施針對(duì)板材具有不同傳送機(jī)速度的兩個(gè)階段，則可以調(diào)節(jié)階段b內(nèi)的面積和速度以實(shí)現(xiàn)板材的充分干燥，同時(shí)最好地利用來(lái)自階段a的能源。

17、為了在階段a中實(shí)現(xiàn)快速干燥，優(yōu)選在不使用噴嘴箱的情況下通過(guò)熱空氣的橫向流動(dòng)加熱板材。這樣允許板材容易受熱，而不需要進(jìn)行安裝噴嘴箱所涉及的結(jié)構(gòu)方面的工作。板材優(yōu)選在干燥器的前部在循環(huán)空氣過(guò)程中加熱。由于板材的高空氣濕度，露點(diǎn)優(yōu)選在60℃至99℃之間，最優(yōu)選在75℃至90℃之間。

18、在階段a中供應(yīng)至板材的熱量?jī)?yōu)選至少部分地由用于回收熱量的裝置產(chǎn)生，特別是由熱泵產(chǎn)生。階段a的至少一些區(qū)段另外配備有加熱器，特別是階段a的前部區(qū)段?；蛘撸A段a也可以利用安裝在其中的加熱器完全加熱。

19、第一階段的全面加熱在該階段中產(chǎn)生高空氣濕度，這意味著露點(diǎn)上升到75℃至99℃的溫度，其中露點(diǎn)優(yōu)選地位于75℃至90℃之間?？諝鉂穸仍诿壳Э丝諝?00至600克之間。

20、為了簡(jiǎn)化階段a的設(shè)計(jì)，也可以將階段a的區(qū)段直接放置在工業(yè)建筑物的層級(jí)上，而不需要為干燥器設(shè)置單獨(dú)的層級(jí)。這樣允許在輕量化結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)階段a；如果階段a由沿生產(chǎn)方向一個(gè)接一個(gè)地布置的大量模塊組成，則這些模塊可以容易地安裝和移除，例如以修理或更換安裝在區(qū)帶中、特別是頂部區(qū)域中的風(fēng)扇。

21、盡管?chē)娮煜淠軌蛟诙虝r(shí)間內(nèi)使板材良好地干燥，但是它們需要高能量輸入來(lái)產(chǎn)生所需的氣流。另一方面，噴嘴箱在階段a內(nèi)也占據(jù)了相當(dāng)大的空間，而該階段a通常具有多個(gè)區(qū)段，噴嘴箱在每個(gè)區(qū)段中根據(jù)階段a的層級(jí)數(shù)量彼此堆疊。

22、根據(jù)本發(fā)明，階段a的縱向通風(fēng)設(shè)計(jì)與噴嘴箱的使用一樣是可能的。

23、兩個(gè)階段均被劃分成區(qū)帶或區(qū)段。例如，在階段a和階段b中，干燥設(shè)備設(shè)置有傳送器系統(tǒng)，該傳送器系統(tǒng)具有沿輸送方向一個(gè)接一個(gè)地延伸的多個(gè)區(qū)帶或區(qū)段，用于傳送待干燥的板材，該待干燥的板材以每個(gè)區(qū)帶多個(gè)層級(jí)而通過(guò)，其中傳送裝置布置在層級(jí)中并且設(shè)計(jì)為滾筒輸送機(jī)。優(yōu)選地，為每個(gè)區(qū)帶中的板材設(shè)置單獨(dú)的傳送鏈；然而，板材也可以在多個(gè)區(qū)帶中由這些區(qū)帶共用的傳送鏈驅(qū)動(dòng)，例如，傳送鏈在五個(gè)區(qū)帶上驅(qū)動(dòng)板材。

24、由于待干燥板材的干燥時(shí)間更長(zhǎng)，階段b需要更大的干燥面積；因此，它比階段a更長(zhǎng)。

25、在干燥器的階段a和階段b中，使用一種驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)適合于在低溫下運(yùn)行的干燥器，并適用于在低溫干燥器中同時(shí)處理大量板材(特別是石膏板)，這些板材在大量層級(jí)(例如16至60個(gè)層級(jí))上進(jìn)行處理。通過(guò)使用與根據(jù)本發(fā)明的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)相結(jié)合的大量層級(jí)，可以在低溫干燥器中實(shí)現(xiàn)板材(特別是石膏板)的更長(zhǎng)停留時(shí)間，同時(shí)干燥器長(zhǎng)度與高溫干燥器相同。

26、因此可以看出，在現(xiàn)有設(shè)備中安裝根據(jù)本發(fā)明的干燥器裝置能夠?qū)崿F(xiàn)特別大的能源節(jié)約。

27、為了優(yōu)化利用特別是在階段a中產(chǎn)生的余熱，板材在第一階段a和/或在第二階段b中通過(guò)至少一個(gè)外部熱交換器和/或替代地通過(guò)內(nèi)部熱交換器進(jìn)行干燥。

28、如果在第一階段a中，通過(guò)直接讓循環(huán)空氣通過(guò)燃燒器，或者通過(guò)過(guò)熱蒸汽、熱油或電加熱間接地，或者通過(guò)低熱值熱量來(lái)對(duì)板材進(jìn)行加熱，也是有利的。在階段b中，板材通過(guò)低熱值熱量加熱，低熱值熱量可以來(lái)自階段a的熱量回收，也可以來(lái)自在低溫下釋放熱量的另一個(gè)過(guò)程，例如來(lái)自熱電聯(lián)產(chǎn)裝置或熱泵。

29、優(yōu)選地，在第一階段a中通過(guò)溫度為90至160℃、特別是120℃至140℃的干燥空氣對(duì)板材進(jìn)行干燥。低溫的選擇允許板材被溫和地干燥。板材中不形成石膏硬石膏。

30、當(dāng)在第一階段a中將板材在這些溫度范圍內(nèi)干燥時(shí)，熱空氣吸收大量水分，并且優(yōu)選地選擇空氣的溫度和循環(huán)速度，使得熱空氣的露點(diǎn)在60℃至99℃之間。

31、第一階段a的干燥區(qū)帶要么者具有橫向通風(fēng)，要么替代性地或附加地具有縱向通風(fēng)。如果要達(dá)到高溫，則階段a優(yōu)選至少部分地通過(guò)熱泵間接加熱，例如加熱至50％。替代性地，階段a的區(qū)帶通過(guò)燃燒器或者間接地加熱。

32、在第二階段b中，用干燥空氣在20至90℃、優(yōu)選30至90℃的溫度下對(duì)板材進(jìn)行干燥。

33、第一階段a的干燥過(guò)程排出的排氣可以有利地通過(guò)進(jìn)入熱交換器來(lái)預(yù)熱第二階段b的干燥空氣而實(shí)現(xiàn)再利用。

34、如果首先在第一階段a上游的預(yù)干燥階段對(duì)板材進(jìn)行干燥，然后在第一階段a進(jìn)行干燥，最后在第二階段b進(jìn)行干燥，則可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明的干燥過(guò)程的更高效率。

35、優(yōu)選地，板材借助于每個(gè)階段a、b和/或每個(gè)區(qū)段的單獨(dú)的傳送器裝置傳送通過(guò)階段a、b中的區(qū)段。替代地，傳送器裝置各自由直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)，或者傳送器裝置至少部分地通過(guò)使用齒輪相互連接。

36、本發(fā)明還提供了一種用于在第一階段a和第二階段b中對(duì)板材進(jìn)行干燥的干燥器，每個(gè)階段都配備有傳送器裝置，用于將按層排列的板材輸送通過(guò)干燥器，其中第一階段(a)包括至少一個(gè)區(qū)帶，其中第一階段a具有供給裝置、排放裝置以及具有傳送裝置和用于循環(huán)空氣的加熱裝置的循環(huán)空氣管道，以及用于供應(yīng)供氣的裝置和用于排放排氣的裝置，并且其中第二階段b配備有用于接收來(lái)自第一階段a的板材的裝置、用于供應(yīng)干燥空氣的供應(yīng)裝置；替代地，加熱裝置也可以設(shè)置在第二階段中。

37、特別地，在第二階段中避免了用于循環(huán)空氣的高傳送能力，使得該干燥器僅具有低的二次能源消耗。

38、優(yōu)選地，干燥器的殼體針對(duì)每個(gè)干燥器階段a、b配備有門(mén)。優(yōu)選地，干燥器，尤其是在階段b中，不具有其自身的層級(jí)，而是構(gòu)建在工廠大廳的地面平整層上。

39、有利地，干燥器中第一階段a和第二階段b各自包括至少一個(gè)區(qū)段或區(qū)帶，配備有用于使循環(huán)空氣橫向于板材的傳送方向進(jìn)行流動(dòng)的裝置，尤其是在第一階段a中。

40、由于設(shè)計(jì)原因，干燥器的第一階段a優(yōu)選劃分為多個(gè)區(qū)段，該多個(gè)區(qū)段中至少部分地配備有橫向通風(fēng)的裝置；特別地，將風(fēng)扇設(shè)置在階段a的前部區(qū)帶中，尤其是在頂部區(qū)域；然而，如果由風(fēng)扇產(chǎn)生的循環(huán)空氣隨后被引導(dǎo)到區(qū)帶的內(nèi)部，則風(fēng)扇也可以安裝在外部，特別是安裝在區(qū)域的上蓋上方。為此，優(yōu)選地在區(qū)帶內(nèi)設(shè)置空氣引導(dǎo)元件。例如，通過(guò)熱空氣沖擊表面來(lái)實(shí)現(xiàn)橫向通風(fēng)。

41、優(yōu)選地，在階段b中，即在后階段中僅提供縱向通風(fēng)，這不排除在階段b中提供用于橫向通風(fēng)的附加和/或?qū)Ｓ醒b置。在階段b中，板材的溫度在30℃至90℃之間；在階段b中對(duì)板材進(jìn)行干燥期間，空氣濕度在5g/kg至30g/kg(即，每千克空氣)之間。

42、有利的是，針對(duì)干燥器的第二階段b設(shè)置用于使循環(huán)空氣逆著和/或沿板材的傳送方向流動(dòng)的裝置。

43、在干燥器的另一有利實(shí)施例中，第二階段b設(shè)置有用于以螺旋方式引導(dǎo)循環(huán)空氣的引導(dǎo)裝置或設(shè)置有至少一個(gè)排氣扇。設(shè)置了輔助引導(dǎo)裝置，例如以引導(dǎo)板材的形式。

44、優(yōu)選設(shè)置滾筒傳送器或傳送帶作為用于運(yùn)輸待在干燥器中干燥的板材的傳送裝置。

45、還通過(guò)使用因?qū)峤粨Q器進(jìn)行冷卻的干燥空氣較低的溫度和階段a排氣的至少為中等的濕度而可能的冷凝熱，對(duì)一次能源進(jìn)行充分利用。

46、當(dāng)干燥空氣與來(lái)自階段a通過(guò)熱交換器的排氣逆流時(shí)，較冷的干燥空氣與已經(jīng)冷卻的排氣相遇。這確保了排氣中所含水蒸氣盡可能冷凝，并進(jìn)一步改善了一次能源的利用。對(duì)一次能源更密集的使用可以節(jié)省大量一次能源。

47、總體而言，階段b的干燥能力最高不超過(guò)階段a的60％。

48、每個(gè)階段a和階段b都配備有傳送器裝置，用于將按層排列的板材傳送到干燥器中。干燥器可設(shè)計(jì)為滾筒傳送干燥器或帶式干燥器，其中傳送器裝置具有多個(gè)彼此堆疊的滾筒傳送器或傳送帶。

49、擱板間隔開(kāi)的距離在100mm至150mm之間，優(yōu)選130mm。

50、對(duì)于額外的瞬態(tài)負(fù)載，可以在階段b安裝額外的加熱裝置。