一种余热回收的天然气烤烟房的制作方法

本实用新型涉及烟叶烘烤设备技术领域，尤其涉及一种以天然气为燃料的烤烟房，并对燃烧烟气进行余热回收利用。

背景技术：

成熟的烤烟烟叶在采摘后须装入烤烟房，在一定的时间内和在其周围环境的温、湿度被控制的条件进行烘烤。在此过程中，烟叶受热，烟叶内的水分汽化后排出烤烟房，从而使烟叶烤黄烤干。

目前，国内密集烤房传统上以燃煤为主进行供热，所占比超过95％。密集烤房普遍采用煤炭添加到供热设备的炉膛内引燃，然后经过散热管道向烤房加热室内散发热量，后通过烟囱排放到外界环境中。该类密集式燃煤烤房能耗损耗大，热能有效利用率低。

采用新能源的烤烟房研究颇多，其中也有涉及天然气为燃料的烤烟房。中国专利cn105146701a介绍了利用带天然气加热装置的烤烟房，解决了燃煤烤房环境污染严重的问题。但这种天然气烤烟房未充分考虑热能的有效回收合理应用，造成烤烟房能耗较高。该类烤房的尾气排放温度较高，一般在150℃左右，其能源损失约占天然气低热值发热量的15～20％；同时天然气燃烧烟气中含有大量的水蒸气，富含较多的水蒸气潜热。本实用新型合理利用天然气燃烧排放的烟气余热，通过热管换热器有效回收天然气烟气的显热热量及水蒸气潜热，回收烟气的低品位热量用于加热进入烤烟房的干空气，实现热量的合理回收利用，是一种高效率且环保的新能源烤烟房。通过烟气余热的合理回收，若将经过余热回收装置后的排烟温度降低至45℃，其热量利用率可由未回收余热的80～85％提高至95％以上。

技术实现要素：

在下文中给出了关于本实用新型实施例的简要概述，以便提供关于本实用新型的某些方面的基本理解。应当理解，以下概述并不是关于本实用新型的穷举性概述。它并不是意图确定本实用新型的关键或重要部分，也不是意图限定本实用新型的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

根据本申请的一个方面，提供一种余热回收的天然气烤烟房，包括加热室、装烟室、供热设备、循环风机、温度监测器以及余热回收装置；加热室内的下部设置采用供热设备供热的炉堂，所述加热室内的后部设置有进风口、回风口，装烟室设置于加热室外的后部，装烟室通过该进风口和回风口与加热室相连通；温度监测器设置于装烟室内的中部；加热室内的上部设置循环风机，该循环风机位于供热设备的下风向处，使所述加热室与装烟室之间形成持续稳定的循环风；余热回收装置设置于加热室和装烟室的上部，该余热回收装置采用热管换热器实现，热管换热器的进口端连接供热设备的排气出口，该热管换热器回收供热设备所排放的烟气热量以加热进入烤烟房的干空气。

优选的，所述余热回收装置为重力式热管换热器，其热源为供热设备排出烟气，从换热器的下部流通经热量回收后排出至大气；该重力式热管换热器的至少一个出口为敞开状以吸入干空气，该重力式热管换热器的至少一个出口通过管道连接至干空气鼓风机，经过吸收热量后由干空气鼓风机送入烤烟房的加热室中。

优选的，所述供热设备为带天然气燃烧器的换热器。

进一步的，该天然气烤烟房还包括干空气鼓风机，干空气鼓风机的鼓风入口设置在所述加热室中位于所述供热设备的上风向位置。

进一步的，所述加热室的前部设置开口，供热设备的进气管通过干空气鼓风机与管道连接，供热设备的燃烧头穿过开口与炉堂连接。

进一步的，所述温度监测器包括干球温度传感器和湿球温度传感器。

进一步的，所述装烟室的底部设有排湿口。优选的，所述排湿口采用铝合金制作的百叶窗。

本申请的天然气烤烟房是在现有烤烟房的基础上，对加热室进行简单改进，无需新建烤烟房，有效降低建设成本，利于推进烤烟生产持续发展。此外，该天然气烤烟房还设置用于控制供热设备、干空气鼓风机、干球温度传感器和湿球温度传感器的控制模块。

相对于现有技术，本实用新型具有如下的优点及有益效果：

1、采用带天然气燃烧器的换热器作为天然气供热设备加热循环风烘烤烟叶，其排出的天然气烟气中含大量水蒸气，由于烟气相对干净且含硫量极低，即使将烟气降至凝结温度以下也不会产生大量硫酸等酸性液体凝结而对回收设备造成损毁，可将天然气燃烧烟气中的水蒸气冷凝出来，充分利用烟气的显热及烟气中的水蒸气潜热，实现能源的高效综合利用。

2、天然气供热设备排出烟气的低品位热量，将其回收用于加热鼓入烤烟房的干空气，实现低品位热量的合理利用。

3、采用重力式热管换热器进行余热回收，热管换热器回收热量效率高且设备投入成本较低，经济性较好。

附图说明

本实用新型可以通过参考下文中结合附图所给出的描述而得到更好的理解，其中在所有附图中使用了相同或相似的附图标记来表示相同或者相似的部件。所述附图连同下面的详细说明一起包含在本说明书中并且形成本说明书的一部分，而且用来进一步举例说明本实用新型的优选实施例和解释本实用新型的原理和优点。在附图中：

图1为本实施例的天然气烤烟房的侧视结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图来说明本实用新型的实施例。在本实用新型的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本实用新型无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“中”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

本实用新型为克服密集式烤房环保污染问题突出、能源利用率低的缺陷，提供了一种余热回收的天然气烤烟房，具有洁净环保、能源利用率高的优点。

如图1所示，本实用新型实施例提供一种余热回收的天然气烤烟房，其包括设有循环风机11、供热设备12(带天然气燃烧器13的换热器)及干空气鼓风机14的加热室1，设有干球温度传感器21、湿球温度传感器22及排湿口23的装烟室2，余热回收装置5以及pid控制系统6。

加热室1内的下部设置采用供热设备供热的炉堂，加热室1的前部(图示左侧为前部)设置开口，天然气燃烧器13的进气管通过干空气鼓风机14与管道连接，天然气燃烧器13的燃烧头穿过开口与炉堂连接。干空气鼓风机14的鼓风入口设置在加热室1中位于供热设备12的上风向位置。

加热室1的后部(图示右侧为后部)的顶部设置有进风口3，底部设置有回风口4。加热室通过进风口3和回风口4与装烟室2相连通。

供热设备12的上风向处设置有循环风机11，该循环风机11位于供热设备12的下风向处，用于在加热室1与装烟室2间形成持续稳定的循环风。循环风机11的性能参数为：额定频率50hz、额定功率1.5-2.2kw、最大转速1440r/min、流量15000-20000m³/h。天然气燃烧器13在供热设备12内燃烧，产生的烟气与循环风混合后返回装烟室2烘烤烟叶。天然气燃烧器13采用扩散式燃烧器，其功率范围为10～120kw，其过剩空气系数不易设置过高，建议该系数设置为1.2。若过剩空气设置过高，会导致燃烧产生的烟气冷凝温度升高，影响烟气中水蒸气潜热的回收。

余热回收装置5采用重力式热管换热器实现，重力式热管换热器的热源是供热设备排出的烟气，换热器的下部流通经热量回收后排出至大气，并将吸收的热量经由干空气鼓风机送入烤烟房的加热室中。本实施例中，该重力式热管换热器为钢制矩形壳体，尺寸大小为长800mm、宽250mm、高600mm，壳体内表面铺设一层保温隔热材料(耐高温、导热系数低，适用于烟气管道和烟囱保温隔热)以减少散热损失；换热器中间的隔板采用钢质材料，将换热器隔成2个部分，换热器下部作为进口端用于烟气流通和放热，上部作为出口端连接大气及干空气鼓风机吸风口。每根热管长500mm，钢板上下热管各长250mm，按每2排9根管、叉排排列，共排列20排、管间距30mm的布置。在热管换热器排出烟气管道弯头处设小孔，用于排放烟气冷凝水。

干空气鼓风机14的鼓风入口设置在加热室1中位于供热设备12的上风向位置，其用于对加热室1引入干空气。干空气鼓风机14的运行风量为500-2000m3/h。

装烟室2底部设有排湿口23，用于排出装烟室2中的水汽。排湿口23可采用铝合金制作的百叶窗，以保证开关灵活，关闭严密。

干球温度传感器21、湿球温度传感器22设置于装烟室内的上方。干球温度传感器21用于检测装烟室2的干球温度。湿球温度传感器22用于检测装烟室2的湿球温度。pid控制系统6分别与天然气燃烧器13、干空气鼓风机14、干球温度传感器21和湿球温度传感器22相连接，可用于根据装烟室2的干球温度和湿球温度来控制天然气燃烧器13的天然气流量和干空气鼓风机14的风量。

实际使用中，上述余热回收的天然气烤烟房的使用过程如下：将待烘烤的烟叶用烟叶夹装好，放置在装烟室2中；开启循环风机11，使装烟室2和加热室1之间形成持续稳定的循环风；开启天然气燃烧器13及干空气鼓风机14，开启pid控制系统6，依据设定的烤烟工艺过程装烟室2的干球温度及湿球温度，调节控制天然气燃烧器13的天然气流量及干空气鼓风机14的风量。烟叶烘烤结束，关闭天然气燃烧器13及干空气鼓风机14，关闭pid控制系统6，最后关闭循环风机11。其中，pid控制系统6通过调整控制天然气燃烧器13的天然气流量来控制装烟室2的干球温度，通过调整干空气鼓风机14的风量控制装烟室的湿球温度。余热回收的烤烟房，烘烤每公斤干烟叶产品需要天然气的量约为0.3～0.6nm3。

综上，本实用新型的技术方案具有如下的优点及有益效果：

1.采用供热设备加热循环风烘烤烟叶，其排出的天然气烟气中含大量水蒸气，由于烟气相对干净且含硫量极低，即使将烟气降至凝结温度以下也不会产生大量硫酸等酸性液体凝结而对回收设备造成损毁，可将天然气燃烧烟气中的水蒸气冷凝出来，可利用烟气的显热及部分烟气中的水蒸气潜热，实现能源的高效综合利用。

2.供热设备排出烟气的低品位热量，将其回收用于加热鼓入烤烟房的干空气，实现低品位热量的合理利用。

3.采用重力式热管换热器进行余热回收，热管换热器回收热量效率高且设备投入成本较低，经济性较好。通过烟气余热的合理回收，若将经过余热回收装置后的排烟温度降低至45℃，其热量利用率可由未回收余热的80～85％提高至95％以上，而新增的热管式换热器投资费用仅为3000元左右。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、要素、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、要素、步骤或组件的存在或附加。

尽管上面已经通过对本实用新型的具体实施例的描述对本实用新型进行了披露，但是，应该理解，上述的所有实施例和示例均是示例性的，而非限制性的。本领域的技术人员可在所附权利要求的精神和范围内设计对本实用新型的各种修改、改进或者等同物。这些修改、改进或者等同物也应当被认为包括在本实用新型的保护范围内。

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