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發布時間:2021-06-13 08:14  
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真空耙式干燥機設備用蒸汽等為熱源間接加熱物料并在真空條件下脫濕,尾氣經過濾、冷凝除濕后由真空泵排出。回收利用二次蒸汽并適當補充部分生蒸汽作為熱源,只需要補充少量生蒸汽即可穩定運行,能夠有效節約熱能,極大地提高經濟效益。本文將 MVR技術應用于耙式干燥系統,提出用羅茨蒸汽壓縮機替換該系統中的真空泵,將干燥過程脫出的濕分(二次蒸汽)壓縮以提高壓力和溫度,再經增濕(消除過熱)和補充少量生蒸汽后作為熱源使用。不僅節省了大量熱能,還節省了冷量,節能效果顯著。該系統特別適合熱敏性、易氧化和濕分須回收的物料的干燥。
被干燥物料可以是粉粒狀、膏狀、漿狀,也可以是溶液(此時包含蒸發、結晶和干燥過程)。螺桿式壓縮機體積小、重量輕、維護容易,但需要對壓縮腔室進行潤滑,容易使得壓縮氣體混入油污。本文提出了 MVR 耙式干燥系統工藝流程;設計了實驗裝置的工藝流程,進行了物料熱量衡算和主要設備工藝計算,繪制了帶控制點工藝流程圖、真空耙式干燥機設備和絲網除沫器裝配圖和設備管道布置圖,搭建了MVR 耙式干燥實驗裝置。
真空耙式干燥機設備特點如下:
(1)回收利用大部分熱量,能量消耗較低;
(2)溫差相對較低,一般為低溫操作,產品水分蒸發的過程比較溫和;
(3)工藝流程簡單,實用性較強;
(4)部分設備負荷運轉特性較為優異;
(5)運行成本較低。
真空耙式干燥機設備機械蒸汽再壓縮技術的概念在很早之前便已經形成,但由于當時壓縮技術有限以及能源供應充足等諸多因素的限制,導致該技術長期以來并沒有得到研究者們過多的關注。4Mpa時自動停止,而如果使用此蒸汽直接補償到蒸汽管道中,會造成壓縮機出口壓力過大使葉輪反轉,損壞壓縮機。隨著上世紀七十年始的全球能源需求急速增長以及化石能源價格的急劇提升,各國研究者逐漸開始關注和研究 MVR 技術的應用,并將該技術成功的應用到蒸發操作單元中來,盡管機械蒸汽再壓縮技術在國外已經廣泛應用于諸多工業生產中,但該技術在我國的工業應用研究僅在近幾年才開始處于熱門階段,且取得的相應成果并不多。 在國外比較早就開始發展機械蒸汽再壓縮技術,早在十九世紀初就有報道該技術的研究,到了二十世紀中期,該技術就已經開始在國外應用到實際工業生產中。1957 年德國基伊埃集團(Global Engineering Alliance,簡稱GEA)針對真空耙式干燥機設備蒸發操作單元過程能量消耗高的問題,研究開發出了用于商業的 MVR 蒸發系統。該公司一直致力于改進完善該技術工業應用的研究。
當真空耙式干燥機設備處于穩定的運行過程中,系統內包含有兩種熱力平衡的過程。真空耙式干燥機設備MVR技術應用于干燥領域針對蒸發領域已經成熟工業應用的MVR系統,進行相應的改進,并進行了相關模擬計算,發現MVR干燥技術節能效果雖然不如蒸發明顯,但是相比其他傳統及目前的干燥技術而言,其節能效果仍然非常具有優勢。其中一個過程是干燥器濕份蒸發、冷凝過程中的相變熱,通過壓縮機輸入到系統中的壓縮功以及系統熱損失向外傳遞能量的總體能量平衡過程;另一過程是MVR系統中干燥器內加入、排出物料的質量平衡。干燥器內的熱力過程分別發生在蒸發側和冷凝側,蒸發側的干燥物料濕份受熱蒸發后產生二次蒸汽和干燥后的物料,冷凝側壓縮后的二次蒸汽冷凝為水。
真空耙式干燥機設備所用離心壓縮機的原理與離心風機相同,軸向進氣致葉輪,在離心力的作用下沿著徑向流出。單級離心壓縮機內的懸臂葉輪、變速箱和壓縮機的布置都十分緊湊。真空耙式干燥機設備采用AspenPlus化工流程模擬軟件中的壓縮機模塊和嚴格精餾模塊,以能耗作為目標函數,進行模擬對三效蒸餾濃縮工藝和三級MVR熱泵蒸餾濃縮工藝,并在結果上進一步進行優化,得到合適的相關工藝操作參數。由于在壓縮過程中葉輪需要承受比較大的壓力,因此對壓縮機制造材料要求較高。單級離心壓縮機不適用于壓縮大流量高飽和的水蒸氣,一般需要采用多級離心壓縮機。多級離心壓縮機的葉輪是一組同一軸上的多級葉輪組。氣體通過擴散器逐次進入每一級真空耙式干燥機設備葉輪。葉輪級間的冷卻可以有效防止壓縮氣體溫度過高現象出現。離心式壓縮機對壓縮氣體的溫度、流量、壓力等的變化都較為敏感,比較容易出現喘振現象。且用于壓縮水蒸汽的時候,蒸汽比較容易出現過熱,造成壓縮機的葉片被腐蝕而產生裂痕。