專利名稱：：一種新型干燥烘箱及其干燥方法
技術領域：
：本發明涉及一種干燥設備及其干燥方法，尤其涉及一種新型干燥烘箱及其干燥方法。
背景技術：
：在不能翻動的化學物質的干燥處理過程中，由于物質通常具有熱敏性干燥溫度不能太高，或待烘干物質多孔難以干燥的特性，所以常常采用真空干燥烘箱進行干燥處理。常用的真空烘箱存在有一些明顯不足之處，比如傳統的實驗室真空干燥烘箱采用側壁間接加熱，在高真空條件下傳熱緩慢，效率很低。或者大型工業烘箱的加熱板雖然可以直接加熱，但加熱板為整體的一塊(如圖6所示)，烘箱里面的水汽傳質和傳熱都有很大局限。水汽容易在上下平板或烘箱內壁死角滯留或冷凝，難以除去。對于非水性的有機氣體，如乙醇等有機氣體的烘干處理，也有類似的問題，而這導致物質的干燥不徹底。為了達到很好的干燥效果，就必須提高干燥溫度或大幅延長干燥時間，但這樣會引起待干燥物質的性質改變、性能下降或營養成分分解，并且大大提高了能源的消耗，降低了工作效率，這在醫藥、食品加工、生物制劑、催化劑、農藥，香精香料，染料，顏料，保健品、日用化工品等行業領域里尤為明顯。
發明內容本發明針對現有技術中干燥烘箱的使用效果差的原因，提供了一種實用、經濟的新型干燥箱及其干燥方法。為了解決上述技術問題，本發明通過下述技術方案得以解決一種新型干燥箱，包括烘箱外殼、抽氣口、氣體入口、平板、安放平板的支架，平板上設有用于盛放烘干物的托盤，所述平板為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口管。使用透氣式平板可以讓待烘干的濕物料蒸發出來的氣體通過透氣結構被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，大大提高了干燥速度。在氣體入口管通入氮氣這樣合適的氣體的條件下，透氣孔可以明顯地改善氮氣在烘箱中的流動和分布，使得烘箱內的各部分的蒸汽可以迅速隨氮氣帶走，因此進一步加快了干燥速度。對于所述的透氣式平板，無論其是否附有加熱裝置，透氣結構都具有上述的功能，可以讓待烘干的濕物料蒸發出來的氣體通過透氣結構被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，有效地提高了干燥速度，并且大大降低了能源的消耗；而使用附有加熱裝置的透氣式平板，讓平板通過熱傳導直接加熱托盤內的物質，可更有效地提高干燥速度，降低能源消耗，提高產品性能。透氣式平板的透氣結構，透氣結構為透氣孔或者透氣縫、透氣條、透氣網，只需要具有透氣效果的平板都可以達到上述類似的效果，透氣結構的大小、數量、形狀并不唯一，只需要和烘箱匹配即可。所述透氣式平板上分布有至少一個以上的透氣孔，其所述的透氣孔可以為圓型或方型或多邊形，透氣孔的孔徑大于0.01mm。作為優選，透氣孔的孔徑大于0.Imm；更優的，透氣孔的孔徑大于5mm。透氣孔的大小、數量、形狀并不唯一，只需要和烘箱匹配即可。但是開孔的總面積應控制在合理范圍，否則會影響到透氣式平板的加熱效率。此結構有利于各種氣體在烘箱內的傳熱與傳質，解決氣體的滯留和冷凝問題，加速物料干燥，降低能源消耗，提高產品性能。所述氣體入口管連接有氣體分布管，氣體分布管上分布有若干個和透氣式平板上的透氣孔相對應的小孔。氣體分布管呈“0”型、“王”字形、“田”字形狀。此結構有利于氣體入口管進入的氣體能均勻的進入透氣式平板上的透氣孔，從而充分環繞在整個干燥箱內部。氣體分布管上的氣孔的大小、數量、形狀并不唯一，只要有利于氣體入口管進入的氣體能均勻的進入透氣式平板上的透氣孔即可。作為優選，所述烘箱外殼安置有安全閥和備用口，此結構有利于烘箱在異常情況下出現正壓時避險用。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤里放入要加熱的物質；第二步對透氣式平板加熱，然后由透氣式平板通過熱傳導加熱托盤里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，或被吹掃氣體迅速帶走，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。作為優選，上述第二步中的對透氣式平板加熱的方式可以是通過加熱介質入口導入一種水蒸汽或熱水或導熱油或熱氣源直接加熱，或者可以是直接由電源加熱透氣式平板。為了加快烘干速度，所述第一步增加通過抽氣口抽真空的操作；或者所述第三步增加在干燥箱底部氣體入口處通入氮氣或二氧化碳或惰性氣體或空氣的操作；或者兩種操作都進行；對于現有的一些間接加熱的烘箱，如果不方便改成使用所述的附有加熱裝置的透氣式平板的新型烘箱，則可以使用本發明的透氣式平板來改善烘干效果，降低能源消耗，提高產品性能。所述的一種干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤里放入要加熱的物質；第二步不對透氣式平板直接加熱，通過烘箱外殼內壁的熱源加熱托盤里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，或被吹掃氣體迅速帶走，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。作為優選，為了加快烘干速度，上述第一步驟中增加通過抽氣口抽真空的操作；或者所述第三步增加在干燥箱底部氣體入口處通入氮氣或二氧化碳或惰性氣體或空氣的操作；或者兩種操作都進行。按照本發明的技術方案，使用附有加熱裝置的透氣式平板可以讓透氣式平板通過熱傳導直接加熱托盤內的物質，大大減少升溫時間，提高傳熱速度；同時透氣式平板讓蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，或被吹掃氣體迅速帶走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，可更有效的提高了干燥速度，降低能源消耗，提高產品性能，在通入氮氣這樣合適的氣體的條件下，透氣孔可以明顯地改善氮氣再烘箱中的流動和分布，使得烘箱內的各部分的蒸汽可以迅速隨氮氣帶走，這也進一步加快了干燥速度，降低能源消耗，提高產品性能，所以使用透氣式加熱平板可以有效地降低了烘干工藝溫度，提高了烘干效率，提升了產品質量，并且可以大幅節約了能源消耗，降低了生產成本。圖1為本發明一種新型真空干燥箱的結構示意圖；圖2為圖1的A-A剖視圖；圖3為圖1內部的附有加熱裝置的透氣式平板的主視圖；圖4為圖3開有透氣孔部位的結構放大圖；圖5為圖3的俯視圖；圖6為傳統技術中的加熱平板的俯視圖。具體實施例方式下面結合附圖與具體實施方式對本發明作進一步詳細描述，這些實施例對于有一定經驗的人來說，很容易在此基礎上根據各自的需要做一些修改，來實現各自具體的功能，需要申明的是，本發明并不局限于下面所述的這些實施例，凡依本發明申請專利范圍所作的各種變化與修飾，皆應屬于本發明專利的涵蓋范圍。實施例1一種新型干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括烘箱外殼1、抽氣口2、平板3、安放平板3的支架4，所述平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5，所述平板3為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口6。所述的透氣式平板為附有加熱裝置9的平板。上述結構中，干燥箱的底部開有的氣體入口6處有氣體入口管，在所述長1320mm、寬IOOOmm的透氣式平板上均勻分布有72個等距離的孔徑為IOmm的圓形透氣孔11，所述氣體入口管靠近透氣式平板的一端連接有一氣體分布管8，氣體分布管8上分布有若干個和透氣式平板上的透氣孔相對應的小孔，氣體分布管8呈“王”字型狀，所述烘箱外殼安置有安全閥和備用口。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤5里放入要加熱的物質，通過抽氣口抽真空；第二步對透氣式平板通過在加熱介質入口處導入水蒸汽來直接加熱，然后由透氣式平板通過熱傳導加熱托盤5里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，同時在干燥箱底部氣體入口處通入氮氣，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。實施例2一種新型干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括烘箱外殼1、抽氣口2、平板3、安放平板3的支架4，所述平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5，所述平板3為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口6，所述透氣式平板上分布有若干個透氣結構7，透氣結構7可為透氣孔，所述透氣孔呈圓形，透氣孔的孔徑為0.01mm，所述的透氣式平板為沒有附加熱裝置9的平板。所述氣體入口管靠近透氣式平板的一端連接有一氣體分布管8，氣體分布管8上分布有若干個和透氣式平板上的透氣孔相對應的小孔，所述烘箱外殼安置有安全閥和備用口。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤5里放入要加熱的物質；第二步不對透氣式平板直接加熱，而通過烘箱外殼內壁的熱源間接加熱托盤5里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，同時在干燥箱底部氣體入口處通入惰性氣體，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。實施例3一種新型干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括烘箱外殼1、抽氣口2、平板3、安放平板3的支架4，所述平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5，所述平板3為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口6，所述透氣式平板上分布有至少一個透氣結構7，透氣結構7為透氣縫，所述的透氣式平板為附加熱裝置9的平板。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤5里放入要加熱的物質；第二步直接用電源加熱透氣式平板，然后由透氣式平板通過熱傳導加熱托盤5里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，同時在干燥箱底部氣體入口處通入二氧化碳，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。實施例4一種新型干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括烘箱外殼1、抽氣口2、平板3、安放平板3的支架4，所述平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5，所述平板3為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口6，所述透氣式平板上分布有100個透氣結構7，透氣結構7為透氣孔，所述的透氣式平板為不附加熱裝置9的平板。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤5里放入要加熱的物質；第二步不對透氣式平板直接加熱，而通過烘箱外殼內壁的熱源間接加熱托盤5里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。實施例5一種新型干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，包括烘箱外殼1、抽氣口2、平板3、安放平板3的支架4，所述平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5，所述平板3為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口6，所述透氣式平板上分布有1008個透氣結構7，透氣結構7為透氣孔，所述的透氣式平板為附加熱裝置9的平板。一種新型干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤5里放入要加熱的物質，通過抽氣口(2)抽真空；第二步通過在加熱介質入口導入熱油來直接加熱透氣式平板，然后由透氣式平板通過熱傳導加熱托盤里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，同時在干燥箱底部氣體入口處通入空氣，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。對比實施例現在以本發明的一種新型真空干燥箱，如圖1、圖2、圖3、圖4及圖5所示，做適當的簡易處理，作為實驗室用。干燥箱包括烘箱外殼1、閉合烘箱外殼的手輪、真空抽氣口2、加熱介質入口10、加熱介質出口、平板3、加熱介質夾套和安放平板3的支架4。加熱介質夾套與平板3聯成一體；平板3上設有用于盛放烘干物的托盤5。平板3為透氣式平板，干燥箱的底部開有一個氣體入口管6，透氣式平板長400mm、寬350mm；上面分布有20個等距離的透氣孔7，所述的透氣孔為圓形，透氣孔的孔徑大小為16mm，氣體入口管6靠近透氣式平板。一種新型真空干燥箱的干燥方法，步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的平板3上的托盤5里放入要烘干的含水量為62.87%的濕活性炭催化劑粉末250g；第二步通過真空抽氣口2抽氣，然后在干燥箱底部的氣體入口管6充入氮氣，反復抽氣和充氣3次，直至干燥箱內空氣被置換完畢，干燥箱的壓強達到-0.09兆帕；第三步繼續通過真空抽氣口2抽氣，保持烘箱真空狀態，通過加熱介質出口通入0.38MPa的飽和水蒸汽，通過飽和水蒸汽來加熱透氣式平板3，同時通過熱傳導加熱托盤5里的烘干物；第四步繼續通過真空抽氣口2抽氣，保持烘箱真空狀態，同時在干燥箱底部的氣體入口管6充入氮氣，為了便于比較，干燥時間是相同的；第五步降溫后打開干燥箱，取出烘干的催化劑進行檢測。重復上述步驟，將不同類型結構烘箱的使用效果進行比較，結果見下表1表1<table>tableseeoriginaldocumentpage8</column></row><table>從表1所得的數據可知在實驗1.1用傳統真空烘箱，雙側面電加熱+不透氣平板。經過3小時加熱干燥，消耗能量3.99兆焦，水含量仍有57.18%;實驗1.2是在實驗1.1的催化劑已經烘3小時的基礎上，繼續再烘3小時，最后烘干后的水分仍然有40.56%，而此時能量消耗已經達到了6.80兆焦，所以用這樣的傳統真空烘箱，一般需要烘一天或更長的時間才能烘干，能耗高、效率低、對催化劑的性能影響很大。實驗2.1和2.2是與實驗1.1和1.2所用的烘箱在加熱方式和沖氮等其他條件都相同的情況下，使用透氣式平板而不是傳統的不透氣平板。可以看到使用透氣式平板烘3小時的結果(水分40.37%)和實驗1.2烘6小時的結果(水分40.56%)基本相當，但時間節約一倍，能源消耗也從6.80兆焦(3.99+2.81=6.80)下降到5.25兆焦，下降了22.8%。說明使用透氣式平板可以讓蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，同時傳熱速度也明顯加快，從而大大提高了干燥速度和烘干效率，降低能源消耗，提高產品性能。從上例看到使用本發明的透氣式平板可以明顯提高傳統烘箱的效率。而使用本發明的附有加熱裝置的平板和干燥方法則進一步提高了干燥效率，降低了能耗，如實驗3、4、5所示。實驗3與實驗4所用的烘箱都是采用蒸汽直接加熱的不透氣平板，其它實驗條件保持一致，僅有不沖氮氣和沖氮氣的區別。干燥3小時后，水份分別為4.96%和1.16%。與實驗1.1和1.2所用的傳統烘箱相比，水含量要低的多。說明了采用直接加熱的平板具有非常明顯的作用，可提高干燥速度和烘干效率，降低能源消耗，提高產品性能。而沖氮氣或其它合適的氣體，可進一步提高效率。水份從4.96%(在許多應用場合仍不合格)降到1.16%，而且能源消耗還略有降低，說明外接氣體對烘干效果有明顯的改善。更進一步的改進可以通過使用本發明的附有加熱裝置的透氣式平板和干燥方法來實現。實驗5與實驗4相比，所用的烘箱都是采用蒸汽加熱和沖氮操作，但在實驗5使用附有加熱裝置的透氣式平板，而在實驗4使用附有加熱裝置的不透氣式平板。其它實驗條件保持一致。3小時后，兩者的水含量基本一樣都達到要求(小于2%)，但能源消耗從6.54兆焦下降到5.00兆焦，下降23.5%。很有意思的是我們發現比較實驗1.2和實驗2.1，在使用傳統烘箱時，使用透氣式平板比使用不透氣式平板在同樣的水含量時(40%)能耗也減少了22.8%。這一致的數據證明本發明的透氣式平板的優越性，不管烘箱采用何種加熱方式。這是因為透氣式平板讓蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝；同時傳熱速度也明顯加快，從而大大提高了干燥速度和烘干效率，降低能源消耗，提高產品性能。從上述一系列的對比實驗可以得出結論實驗5的所使用的附有加熱裝置的透氣式平板烘箱在蒸汽直接加熱和沖氮操作的條件下具有最好的烘干效率和效果。即便是在傳統烘箱間接加熱的情況下，透氣式平板也是對傳統烘箱有很大程度上的改善。這主要是由于使用透氣式平板，可以讓平板通過熱傳導直接加熱托盤內的物質，也可以讓蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，同時傳熱速度也明顯加快，可大大提高了干燥速度。在通入氮氣這樣合適的氣體的條件下，透氣孔可以明顯地改善氮氣再烘箱中的流動和分布，使得烘箱內的各部分的蒸汽可以迅速隨氮氣帶走，這也進一步加快了干燥速度。也就是說，本發明所述的新型烘箱與傳統真空烘箱相比，不僅在能源消耗，而且在烘干的效率和效果上都明顯具有很大的優勢。在當前節能減排，轉變經濟增長方式，創建低碳生活的時代背景下，在醫藥、食品加工、生物制劑、催化劑、農藥，香精香料，染料，顏料，保健品、日用化工品等工業領域和科學實驗等領域，都具有非常廣闊的推廣應用前景。權利要求一種新型干燥箱，包括烘箱外殼(1)、抽氣口(2)、平板(3)、安放平板(3)的支架(4)，所述平板(3)上設有用于盛放烘干物的托盤(5)，其特征在于所述平板(3)為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口(6)。2.根據權利要求1所述的一種新型干燥箱，其特征在于所述透氣式平板上分布有至少一個透氣結構(7)，透氣結構(7)可為透氣孔、透氣縫、透氣條、透氣網。3.根據權利要求2所述的一種新型干燥箱，其特征在于所述透氣孔呈圓形或方形或多邊形，透氣孔的孔徑為0.Olmm以上。4.根據權利要求1所述的一種新型干燥箱，其特征在于所述的透氣式平板為附有加熱裝置(9)的平板。5.根據權利要求1所述的一種新型干燥箱，其特征在于所述的透氣式平板為沒有附加熱裝置的平板。6.根據權利要求1所述一種新型干燥箱的干燥方法，其特征在于步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤(5)里放入要加熱的物質；第二步對透氣式平板加熱，然后由透氣式平板通過熱傳導加熱托盤(5)里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。7.根據權利要求6所述的一種新型干燥箱的干燥方法，其特征在于所述第二步的對透氣式平板加熱可以為通過在加熱介質入口(10)導入水蒸汽或熱水或導熱油或熱氣源來直接加熱，或者直接由電源加熱透氣式平板。8.根據權利要求6所述的一種新型干燥箱的干燥方法，其特征在于所述第一步增加通過抽氣口(2)抽真空的操作；所述第三步增加在干燥箱底部氣體入口(6)處通入氮氣或二氧化碳或惰性氣體或空氣的操作。9.根據權利要求1所述一種新型干燥箱的干燥方法，其特征在于步驟如下第一步打開干燥箱，在干燥箱內的透氣式平板上的托盤(5)里放入要加熱的物質；第二步不對透氣式平板直接加熱，而通過烘箱外殼內壁的熱源間接加熱托盤(5)里的烘干物；第三步繼續烘干，透氣式平板使蒸發出來的氣體通過透氣孔被迅速抽走，直至干燥箱內的烘干物達到合格標準為止；第四步降溫后打開干燥箱，取出烘干的物質。10.根據權利要求9所述的一種新型干燥箱的干燥方法，其特征在于所述第一步增加通過抽氣口(2)抽真空的操作；所述第三步增加在干燥箱底部氣體入口(6)處通入氮氣或二氧化碳或惰性氣體或空氣的操作，所述氣體入口的另一端連接有氣體分布管(8)。全文摘要本發明涉及一種干燥設備，公開了一種新型干燥烘箱，包括烘箱外殼、抽氣口、氣體入口、平板、安放平板的支架，平板上設有用于盛放烘干物的托盤，所述平板為透氣式平板，干燥箱上開有氣體入口管。使用透氣式平板可以讓待烘干的濕物料蒸發出來的氣體通過透氣結構被迅速抽走，傳質迅速，這樣就降低了蒸發氣體的蒸汽壓力，使之不容易滯留和冷凝，大大提高了干燥速度，在氣體入口管通入氮氣這樣合適的氣體的條件下，透氣孔可以明顯地改善氮氣在烘箱中的流動和分布，使得烘箱內的各部分的蒸汽可以迅速隨氮氣帶走，因此進一步加快了干燥速度。文檔編號F26B9/06GK101818985SQ20101015373公開日2010年9月1日申請日期2010年4月22日優先權日2010年4月22日發明者王中石,王定軍申請人:康納新型材料(杭州)有限公司