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耙式真空烘干器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(jīng)過濾、冷凝除濕后由真空泵排出。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(消除過熱)和補(bǔ)充少量生蒸汽后作為熱源使用。出口處兩股蒸汽分別通往加熱夾套和中空熱軸,因此出口管路上需使用三通管和異徑接管。不僅節(jié)省了大量熱能,還節(jié)省了冷量,節(jié)能效果顯著。該系統(tǒng)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(shí)包含蒸發(fā)、結(jié)晶和干燥過程)。本文提出了 MVR 耙式干燥系統(tǒng)工藝流程;設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)裝置的工藝流程,進(jìn)行了物料熱量衡算和主要設(shè)備工藝計(jì)算,繪制了帶控制點(diǎn)工藝流程圖、耙式真空烘干器和絲網(wǎng)除沫器裝配圖和設(shè)備管道布置圖,搭建了MVR 耙式干燥實(shí)驗(yàn)裝置。3kW·h電量,其能耗只約占了加熱蒸汽驅(qū)動(dòng)的單級(jí)蒸發(fā)系統(tǒng)的4%,節(jié)能效果顯著。
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。為了進(jìn)一步降低真空耙式干燥過程的能耗,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。但由于僅靠設(shè)備夾套加熱,物料受熱慢且不均勻,每干燥一批物料濕料1000公斤,含水量30、50左右)需7~8小時(shí)。
耙式真空烘干器換熱器是化工生產(chǎn)中重要的化工設(shè)備之一,換熱器的種類、型號(hào)很多,特點(diǎn)不一,需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求選擇合適的換熱器。管殼式換熱器是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的換熱設(shè)備,其單位體積的傳熱面積比較大且傳熱效果好,此外,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造材料范圍廣,操作彈性大。蒸發(fā)器的蒸發(fā)率、壓縮機(jī)的消耗和傳熱面積在很大程度上取決于換熱溫差。因此本系統(tǒng)中選擇使用管殼式換熱器。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,耙式真空烘干器的管殼式換熱器不同流體總傳熱系數(shù) KH的經(jīng)驗(yàn)值。換熱器實(shí)際傳熱面積需預(yù)留 20%余量,假設(shè)換熱器中冷水 25℃進(jìn)入換熱后 50℃流出,根據(jù)前文計(jì)算蒸汽流量 33.3kg/h,假設(shè)有 10%蒸汽從疏水閥泄漏出來,則有 3.3kg/h 蒸汽需要利用換熱器的冷量冷凝,其余熱水假設(shè)全部由飽和時(shí)的 113.2℃冷凝成 45℃熱水,提供冷量的冷水則從 25℃升溫到 40℃。