本發明涉及一種對板材進行干燥的方法和用于該目的的干燥器。

背景技術：

1、在對板材(特別是含有水泥和石膏的建筑板材)進行干燥時，通過干燥器輸送的板材會與熱空氣接觸。

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

3、通過橫向通風，空氣從干燥器側面的多個點進入，從相對的側面排出，從而使得干燥器內的干燥更加充分。通過噴嘴以沖擊流方式穿過噴射干燥器的橫向通風，可實現非常好的干燥效果。

4、在大多數情況下，采用循環過程，從而循環大部分干燥空氣。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，而與排氣相對應的一部分作為供氣從外部輸入。

5、需要燃料(即一次能源)來加熱干燥空氣，例如使用燃燒器或加熱調節器，而需要電能(即二次能源)來使用風扇供應空氣。必須減少一次能源和二次能源的使用，以便更節能地生產上述板材。

6、de?26?13?512?a1公開了一種干燥方法，其中通過利用來自排氣的冷凝熱來實現低的一次能耗。此過程具有兩個階段的設計。在第一干燥器階段中，干燥在高溫和高濕度下進行，在第二干燥器階段中，干燥在低溫和低濕度下進行，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插入熱交換器從第一干燥器階段的排氣加熱。在兩個階段中，干燥空氣都以再循環過程供應，即在第一干燥器階段中以縱向通風的形式供應，在第二干燥器階段中以橫向通風的形式供應，且再循環空氣的質量流量較大。然而，第二階段需要大量的循環空氣，因此二次能源的能耗較高。

7、當同時使用排氣的冷凝熱來減少一次能耗時，通常會出現一個問題，即排氣的余熱只能在低溫下利用。雖然可以通過更大的空氣質量流量來補償較低的干燥空氣溫度，但這會導致二次能耗增加。

8、wo?95/04908a1公開了一種用于干燥通過干燥器分層傳送的板材的方法，其中板材在兩個階段a和b中與干燥空氣接觸，其中在階段a的干燥是在循環空氣過程中進行，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，來自階段a的排氣通過設置在干燥器的擱架中的熱交換器；同時，低溫低濕的干燥空氣與來自階段a的排氣逆向流動。

9、根據wo?2019/105888a1，使用了至少兩個用于回收熱量的裝置，其中兩個裝置串聯布置，并且其中來自第一裝置的熱量通過燃燒器用于進一步加熱，然后才被引入干燥器的第一階段。

技術實現思路

1、本發明的目的在于進一步改進根據權利要求1的前序部分所述的方法。

2、根據本發明，此目的如權利要求1所公開的那樣實現。

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

4、這樣優化了一次能源和二次能源的使用。特別地，通過利用余熱還有排氣的冷凝熱來維持所使用的一次能源，而不會通過循環大量空氣而增加對二次能源的需求。

5、該方法有利的進一步改進源自從屬權利要求和說明書，特別是結合附圖時。

6、優選地，將板材至少在第一階段通過以下進行加熱：熱交換器所產生的熱空氣、熱泵、濕式分離器、燃燒器直接或者通過熱蒸汽或通過導熱油或通過電間接或者通過低熱值熱量。

7、根據本發明，將熱量至少在第二階段中供應給板材，其中最多設置單個用于回收熱量的裝置。

8、優選地，根據本發明的方法，待干燥的板材的運輸速度還與板材的相應能量吸收和相關除濕相適應，使得待干燥的板材以最少的能量輸入進行干燥。

9、本發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。通過利用余熱和排氣的冷凝熱，本發明中使用的一次能源保持較低。與現有技術中已知的方法相比，這樣減少了干燥空氣的質量流量，從而減少了二次能量的消耗，因為循環空氣的質量流量減少了。

10、本發明特別利用來自在干燥設備附近發生的其他過程的余熱，例如來自廢物焚燒廠或熱電聯產廠的余熱；根據本發明，也可以使用作為來自其他放熱過程的余熱而獲得的低熱值熱量。

11、還可以使用熱電聯產廠的余熱。該技術同時產生熱量和電力。使用燃料在單個設備中同時產生熱量和電力比在兩個不同的設備中分別產生熱量和電力(cogen技術或熱電聯產)更有效且更具成本效益。熱電聯產比單獨產生熱量和電力的效率高40％。熱電聯產優選利用可再生燃料來操作。以這種方式產生的電力也可以在系統中用于運輸板材和運行風扇。

12、在一個實施例中，根據本發明的干燥器系統與太陽能和/或光伏系統聯接。或者，根據本發明的干燥器使用來自地熱系統的熱量。

13、通常，前階段a和后階段b具有相同數量的層級，布置為一個層級在另一個層級之上以用于引導和傳送板材。通常，各層級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轉移到階段b。如果板材在兩個階段中以相同的傳送速度進行傳送，這尤其適用。然而，這并不排除在兩個階段中選擇不同的輸送速度的可能性。

14、因此，根據本發明的一個實施例，可以在兩個階段中對待干燥的板材使用不同的運輸速度。根據期望的干燥進度來選擇每個階段的速度，也會導致階段a的運輸速度高于階段b的運輸速度，因為階段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之間的獨立傳送器上，離開階段a的板材速度會降低到階段b的速度水平。同時，為了避免板材在傳送器區域的中間儲存，傳送器根據階段a和階段b之間的速度差將板材分布在階段b中的更大區域上。這是通過將板材分布在與階段a相比階段b區域中的更多層級或軌道上來實現的。為此，使用一方面在面向階段a的一側以更高的速度拾取板材，并在面向階段b的一側將板材卸到階段b的更多層級或軌道上的傳送器裝置(例如不連續傳送器裝置)，該傳送器裝置優選地在這一側具有更低的速度。傳送器在向階段b過渡時具有傾斜點，以便將板材分配到階段b的各個層級。在通道數量較多(例如二至四個通道)的情況下，多個板材優選在一個層級上并排運輸。

15、此措施一方面在階段a創建了干燥器緊湊的入口區域，可以在高速高溫下通過，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中將強加熱與高濕度組合促進了待干燥的建筑板材中包含的固化劑的溶脹。通過這種方式，可以生產出高質量的板材。

16、如果實施針對板材具有不同傳送機速度的兩個階段，則可以調節階段b內的面積和速度以實現板材的充分干燥，同時最好地利用來自階段a的能源。

17、為了在階段a中實現快速干燥，優選在不使用噴嘴箱的情況下通過熱空氣的橫向流動加熱板材。這樣允許板材容易受熱，而不需要進行安裝噴嘴箱所涉及的結構方面的工作。板材優選在干燥器的前部在循環空氣過程中加熱。由于板材的高空氣濕度，露點優選在60℃至99℃之間，最優選在75℃至90℃之間。

18、在階段a中供應至板材的熱量優選至少部分地由用于回收熱量的裝置產生，特別是由熱泵產生。階段a的至少一些區段另外配備有加熱器，特別是階段a的前部區段。或者，階段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生高空氣濕度，這意味著露點上升到75℃至99℃的溫度，其中露點優選地位于75℃至90℃之間。空氣濕度在每千克空氣200至600克之間。

20、為了簡化階段a的設計，也可以將階段a的區段直接放置在工業建筑物的層級上，而不需要為干燥器設置單獨的層級。這樣允許在輕量化結構中實現階段a；如果階段a由沿生產方向一個接一個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帶中、特別是頂部區域中的風扇。

21、盡管噴嘴箱能夠在短時間內使板材良好地干燥，但是它們需要高能量輸入來產生所需的氣流。另一方面，噴嘴箱在階段a內也占據了相當大的空間，而該階段a通常具有多個區段，噴嘴箱在每個區段中根據階段a的層級數量彼此堆疊。

22、根據本發明，階段a的縱向通風設計與噴嘴箱的使用一樣是可能的。

23、兩個階段均被劃分成區帶或區段。例如，在階段a和階段b中，干燥設備設置有傳送器系統，該傳送器系統具有沿輸送方向一個接一個地延伸的多個區帶或區段，用于傳送待干燥的板材，該待干燥的板材以每個區帶多個層級而通過，其中傳送裝置布置在層級中并且設計為滾筒輸送機。優選地，為每個區帶中的板材設置單獨的傳送鏈；然而，板材也可以在多個區帶中由這些區帶共用的傳送鏈驅動，例如，傳送鏈在五個區帶上驅動板材。

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

25、在干燥器的階段a和階段b中，使用一種驅動系統，該驅動系統適合于在低溫下運行的干燥器，并適用于在低溫干燥器中同時處理大量板材(特別是石膏板)，這些板材在大量層級(例如16至60個層級)上進行處理。通過使用與根據本發明的驅動系統相結合的大量層級，可以在低溫干燥器中實現板材(特別是石膏板)的更長停留時間，同時干燥器長度與高溫干燥器相同。

26、因此可以看出，在現有設備中安裝根據本發明的干燥器裝置能夠實現特別大的能源節約。

27、為了優化利用特別是在階段a中產生的余熱，板材在第一階段a和/或在第二階段b中通過至少一個外部熱交換器和/或替代地通過內部熱交換器進行干燥。

28、如果在第一階段a中，通過直接讓循環空氣通過燃燒器，或者通過過熱蒸汽、熱油或電加熱間接地，或者通過低熱值熱量來對板材進行加熱，也是有利的。在階段b中，板材通過低熱值熱量加熱，低熱值熱量可以來自階段a的熱量回收，也可以來自在低溫下釋放熱量的另一個過程，例如來自熱電聯產裝置或熱泵。

29、優選地，在第一階段a中通過溫度為90至160℃、特別是120℃至140℃的干燥空氣對板材進行干燥。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、當在第一階段a中將板材在這些溫度范圍內干燥時，熱空氣吸收大量水分，并且優選地選擇空氣的溫度和循環速度，使得熱空氣的露點在60℃至99℃之間。

31、第一階段a的干燥區帶要么者具有橫向通風，要么替代性地或附加地具有縱向通風。如果要達到高溫，則階段a優選至少部分地通過熱泵間接加熱，例如加熱至50％。替代性地，階段a的區帶通過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℃、優選30至90℃的溫度下對板材進行干燥。

33、第一階段a的干燥過程排出的排氣可以有利地通過進入熱交換器來預熱第二階段b的干燥空氣而實現再利用。

34、如果首先在第一階段a上游的預干燥階段對板材進行干燥，然后在第一階段a進行干燥，最后在第二階段b進行干燥，則可以實現根據本發明的干燥過程的更高效率。

35、優選地，板材借助于每個階段a、b和/或每個區段的單獨的傳送器裝置傳送通過階段a、b中的區段。替代地，傳送器裝置各自由直接驅動電機驅動，或者傳送器裝置至少部分地通過使用齒輪相互連接。

36、本發明還提供了一種用于在第一階段a和第二階段b中對板材進行干燥的干燥器，每個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干燥器，其中第一階段(a)包括至少一個區帶，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空氣的加熱裝置的循環空氣管道，以及用于供應供氣的裝置和用于排放排氣的裝置，并且其中第二階段b配備有用于接收來自第一階段a的板材的裝置、用于供應干燥空氣的供應裝置；替代地，加熱裝置也可以設置在第二階段中。

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

38、優選地，干燥器的殼體針對每個干燥器階段a、b配備有門。優選地，干燥器，尤其是在階段b中，不具有其自身的層級，而是構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各自包括至少一個區段或區帶，配備有用于使循環空氣橫向于板材的傳送方向進行流動的裝置，尤其是在第一階段a中。

40、由于設計原因，干燥器的第一階段a優選劃分為多個區段，該多個區段中至少部分地配備有橫向通風的裝置；特別地，將風扇設置在階段a的前部區帶中，尤其是在頂部區域；然而，如果由風扇產生的循環空氣隨后被引導到區帶的內部，則風扇也可以安裝在外部，特別是安裝在區域的上蓋上方。為此，優選地在區帶內設置空氣引導元件。例如，通過熱空氣沖擊表面來實現橫向通風。

41、優選地，在階段b中，即在后階段中僅提供縱向通風，這不排除在階段b中提供用于橫向通風的附加和/或專有裝置。在階段b中，板材的溫度在30℃至90℃之間；在階段b中對板材進行干燥期間，空氣濕度在5g/kg至30g/kg(即，每千克空氣)之間。

42、有利的是，針對干燥器的第二階段b設置用于使循環空氣逆著和/或沿板材的傳送方向流動的裝置。

43、在干燥器的另一有利實施例中，第二階段b設置有用于以螺旋方式引導循環空氣的引導裝置或設置有至少一個排氣扇。設置了輔助引導裝置，例如以引導板材的形式。

44、優選設置滾筒傳送器或傳送帶作為用于運輸待在干燥器中干燥的板材的傳送裝置。

45、還通過使用因對熱交換器進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，對一次能源進行充分利用。

46、當干燥空氣與來自階段a通過熱交換器的排氣逆流時，較冷的干燥空氣與已經冷卻的排氣相遇。這確保了排氣中所含水蒸氣盡可能冷凝，并進一步改善了一次能源的利用。對一次能源更密集的使用可以節省大量一次能源。

47、總體而言，階段b的干燥能力最高不超過階段a的60％。

48、每個階段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。干燥器可設計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彼此堆疊的滾筒傳送器或傳送帶。

49、擱板間隔開的距離在100mm至150mm之間，優選130mm。

50、對于額外的瞬態負載，可以在階段b安裝額外的加熱裝置。