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耙式干燥設(shè)備設(shè)備特點(diǎn)如下:
(1)回收利用大部分熱量,能量消耗較低;
(2)溫差相對(duì)較低,一般為低溫操作,產(chǎn)品水分蒸發(fā)的過(guò)程比較溫和;
(3)工藝流程簡(jiǎn)單,實(shí)用性較強(qiáng);
(4)部分設(shè)備負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)特性較為優(yōu)異;
(5)運(yùn)行成本較低。
耙式干燥設(shè)備設(shè)備機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)的概念在很早之前便已經(jīng)形成,但由于當(dāng)時(shí)壓縮技術(shù)有限以及能源供應(yīng)充足等諸多因素的限制,導(dǎo)致該技術(shù)長(zhǎng)期以來(lái)并沒(méi)有得到研究者們過(guò)多的關(guān)注。隨著上世紀(jì)七十年始的全球能源需求急速增長(zhǎng)以及化石能源價(jià)格的急劇提升,各國(guó)研究者逐漸開始關(guān)注和研究 MVR 技術(shù)的應(yīng)用,并將該技術(shù)成功的應(yīng)用到蒸發(fā)操作單元中來(lái),盡管機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)在國(guó)外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多工業(yè)生產(chǎn)中,但該技術(shù)在我國(guó)的工業(yè)應(yīng)用研究?jī)H在近幾年才開始處于熱門階段,且取得的相應(yīng)成果并不多。在國(guó)外比較早就開始發(fā)展機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù),早在十九世紀(jì)初就有報(bào)道該技術(shù)的研究,到了二十世紀(jì)中期,該技術(shù)就已經(jīng)開始在國(guó)外應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。 在國(guó)外比較早就開始發(fā)展機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù),早在十九世紀(jì)初就有報(bào)道該技術(shù)的研究,到了二十世紀(jì)中期,該技術(shù)就已經(jīng)開始在國(guó)外應(yīng)用到實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中。1957 年德國(guó)基伊埃集團(tuán)(Global Engineering Alliance,簡(jiǎn)稱GEA)針對(duì)耙式干燥設(shè)備設(shè)備蒸發(fā)操作單元過(guò)程能量消耗高的問(wèn)題,研究開發(fā)出了用于商業(yè)的 MVR 蒸發(fā)系統(tǒng)。該公司一直致力于改進(jìn)完善該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的研究。
該研究通過(guò)MVR過(guò)熱蒸汽流化床干燥技術(shù)、凱斯工程過(guò)熱蒸汽干燥技術(shù)等各種不同的干燥流程,進(jìn)一步對(duì)比分析傳統(tǒng)干燥技術(shù)與新型干燥技術(shù),探討各種技術(shù)和當(dāng)前狀態(tài)相對(duì)的優(yōu)缺點(diǎn)及其局限性,研究探討了低級(jí)煤的干燥特性以及相關(guān)特性研究時(shí)煤樣的各種影響因素。選用壓縮機(jī)時(shí),結(jié)合實(shí)際情況終選用羅茨蒸汽壓縮機(jī),并選用相關(guān)變頻器,實(shí)現(xiàn)對(duì)壓縮機(jī)頻率調(diào)節(jié),且還能起到壓縮機(jī)過(guò)載保護(hù)。耙式干燥設(shè)備設(shè)備使用機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)的干燥系統(tǒng)會(huì)因?yàn)閴嚎s機(jī)和需增加干燥器換熱面積等原因使得成本增加;為此建立了一個(gè)可以供直接分析使用的數(shù)學(xué)模型,可以用于確定系統(tǒng)的壓縮比,而此模型主要依賴于五個(gè)參數(shù):特定的干燥器能耗比以及壓縮機(jī)的能耗比、電力和能源的價(jià)格比、干燥機(jī)物料干燥前后濕度差和干燥機(jī)內(nèi)的干燥壓力。
傳統(tǒng)的耙式干燥系統(tǒng)用蒸汽(或熱水等)通入夾套和中空軸耙齒間接加熱物料,一般在真空條件下脫濕,尾氣一般有兩種處理方法,一是排出后直接排放掉,但是浪費(fèi)大量熱量的同時(shí)還污染環(huán)境;二是經(jīng)過(guò)冷凝器冷凝收集處理,則同樣浪費(fèi)大量熱量,且需加大冷凝成本?,F(xiàn)在該公司開發(fā)出的MVR系統(tǒng)已經(jīng)成熟應(yīng)用于重油開采廢水回收中,據(jù)資料顯示,該系統(tǒng)每蒸發(fā)1噸水僅需消耗15~16。為了進(jìn)一步降低真空耙式干燥過(guò)程的能耗,使二次蒸汽重復(fù)利用并減少尾氣處理成本,查閱國(guó)內(nèi)外的MVR 熱泵系統(tǒng)相關(guān)文獻(xiàn)資料,根據(jù)耙式干燥機(jī)的特點(diǎn),結(jié)合機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù),提出將機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)應(yīng)用到耙式干燥工藝中,使用壓縮機(jī)與耙式干燥機(jī)組合形成新的耙式干燥系統(tǒng),并創(chuàng)立了一種新型的節(jié)能干燥工藝。
耙式干燥設(shè)備設(shè)備換熱器選型可根據(jù)計(jì)算出來(lái)的所需換熱面積選擇市場(chǎng)在售的相關(guān)設(shè)備,本系統(tǒng)中使用的換熱設(shè)備為杭州亞干干燥設(shè)備有限公司根據(jù)所需換熱面積制成的。本文將MVR技術(shù)應(yīng)用于耙式干燥系統(tǒng),提出用羅茨蒸汽壓縮機(jī)替換該系統(tǒng)中的真空泵,將干燥過(guò)程脫出的濕分(二次蒸汽)壓縮以提高壓力和溫度,再經(jīng)增濕(消除過(guò)熱)和補(bǔ)充少量生蒸汽后作為熱源使用。對(duì) MVR 耙式干燥系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析,并在此基礎(chǔ)上建立了基于真空耙式干燥機(jī)的 MVR 耙式干燥干燥系統(tǒng)。對(duì)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中能量平衡和質(zhì)量平衡進(jìn)行分析計(jì)算,在耙式干燥設(shè)備設(shè)備作質(zhì)量平衡分析時(shí),將 MVR 干燥系統(tǒng)看作一個(gè)整體,其與外界進(jìn)行單進(jìn)雙出的物質(zhì)交換;
在耙式干燥設(shè)備設(shè)備系統(tǒng)作能量平衡分析時(shí),將 MVR 干燥系統(tǒng)看作為開口熱力系統(tǒng),其中主要的能量變化有壓縮功量、系統(tǒng)散熱量、生蒸汽補(bǔ)充熱量以及物料攜帶能量。對(duì) MVR 干燥系統(tǒng)熱力過(guò)程進(jìn)行理論計(jì)算和分析,以總質(zhì)量為 100kg 含水率為 40%的玉米淀粉作為物料進(jìn)行間歇干燥為例進(jìn)行理論分析,加料溫度為 25℃,干燥壓力為 80k Pa,壓縮比為 2,干燥后含水率為10%。換熱器選擇的流速應(yīng)盡可能避免流體處于層流狀態(tài),不同流體流經(jīng)換熱器時(shí)換熱器傳熱系數(shù)也不同,耙式干燥設(shè)備設(shè)備的管殼式換熱器不同流體總傳熱系數(shù)KH的經(jīng)驗(yàn)值。計(jì)算結(jié)果表明,一臺(tái)有效的熱泵性能系數(shù) COP 必須大于 1,COP 越大則熱泵效率就越高,而該系統(tǒng) COP 高達(dá) 16.9。傳統(tǒng)干燥器的理論 SMER 值為1.6kg/(k W·h),而實(shí)際的 SMER 只有理論的 20-80%,熱泵除濕干燥器的 SMER一般為 2.0-3.0kg/(k W·h)。而本系統(tǒng) SMER 高達(dá) 4.9 kg/(k W·h),表明本系統(tǒng)在能源利用效率方面優(yōu)勢(shì)明顯,具有較大研究意義。