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真空耙式干燥設(shè)備是由帶夾套的立式器皿、中空加熱耙子、傳動(dòng)系統(tǒng)部件及載熱體由靜止不動(dòng)管路流入健身運(yùn)動(dòng)部件(軸耙子)的機(jī)封構(gòu)成。目前,主要有渦街流量計(jì)和差壓式流量計(jì)適用于測(cè)量真空耙式干燥設(shè)備蒸汽流量。該機(jī)是一種不用汽體做為加熱物質(zhì),進(jìn)而原材料與加熱體拌和觸碰的傳輸加熱型干燥機(jī)設(shè)備。.因?yàn)檎婵瞻沂礁稍镌O(shè)備容積熱傳導(dǎo)而積大(加熱總面積比舊式耙干機(jī)提升百分之六十多)及動(dòng)態(tài)性加熱,使其傳熱效及解決能力進(jìn)一步提高,又因不用強(qiáng)制氣旋,這就不用捕集器這類(lèi)的輔助機(jī)器設(shè)備。
真空耙式干燥設(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。
真空耙式干燥設(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(kāi)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(kāi)始處于熱門(mén)階段,且取得的相應(yīng)成果并不多。耙式干燥器是一種以傳導(dǎo)式傳熱為主的干燥機(jī),熱量主要來(lái)自于自帶夾套的內(nèi)筒壁面和中空熱軸的外筒壁面的熱傳導(dǎo)。 在國(guó)外比較早就開(kāi)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(kāi)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(chēng)GEA)針對(duì)真空耙式干燥設(shè)備蒸發(fā)操作單元過(guò)程能量消耗高的問(wèn)題,研究開(kāi)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。
真空耙式干燥設(shè)備的回轉(zhuǎn)活塞式壓縮機(jī)又分為羅茨壓縮機(jī)和螺桿壓縮機(jī)這兩大類(lèi)。羅茨壓縮機(jī)主要是由一對(duì)對(duì)稱(chēng)的轉(zhuǎn)子和殼體組成。通過(guò)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)將氣體從低壓端吸入,并將其輸送到高壓端,氣體在轉(zhuǎn)子內(nèi)并不會(huì)被壓縮。機(jī)械蒸汽再壓縮熱泵蒸餾濃縮工藝的特點(diǎn)及其適用工況,以稀釋后的N,N-水溶液進(jìn)行濃縮過(guò)程研究,提出了三級(jí)MVR蒸餾濃縮工藝。因此其流量受到轉(zhuǎn)速的嚴(yán)格控制,只要控制其轉(zhuǎn)速,流量也就得到控制,所以進(jìn)行小流量下的穩(wěn)定運(yùn)行。螺桿式壓縮機(jī)這是由主副螺桿及殼體組成。氣體隨著螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)而前進(jìn),并且螺桿對(duì)氣體體積進(jìn)行壓縮。其壓縮比主要由螺旋的尺寸大小及出口位置共同決定。螺桿式壓縮機(jī)體積小、重量輕、維護(hù)容易,但需要對(duì)壓縮腔室進(jìn)行潤(rùn)滑,容易使得壓縮氣體混入油污
綜合考慮各類(lèi)型壓縮機(jī)特性及應(yīng)用特點(diǎn)可知,螺桿壓縮機(jī)作單機(jī)壓縮時(shí),而離心壓縮機(jī)的多級(jí)壓縮。氣液分離器按照原理不同可以分為重力沉降、折流分離、離心分離、填充分離。本文需要建立的 MVR 耙式干燥系統(tǒng)的壓縮量較小,壓縮后需要達(dá)到的壓力不大,結(jié)合各類(lèi)壓縮機(jī)的特性,其中羅茨壓縮機(jī)啟動(dòng)快、能耗低、真空耙式干燥設(shè)備運(yùn)行維護(hù)成本低、、抽速快,且對(duì)于壓縮介質(zhì)要求不高,對(duì)氣體攜帶的雜質(zhì)不敏感,不會(huì)對(duì)壓縮氣體造成油氣污染,因此羅茨壓縮機(jī)比較適合與本系統(tǒng)。
由于羅茨壓縮機(jī)為等容積壓縮,現(xiàn)根據(jù)工藝要求,對(duì)系統(tǒng)二次蒸汽的壓縮過(guò)程進(jìn)行熱力計(jì)算,探究壓縮機(jī)的相關(guān)參數(shù)。理論計(jì)算時(shí)的各類(lèi)參數(shù)如下,蒸發(fā)溫度93.7℃,對(duì)應(yīng)飽和蒸發(fā)壓力約為 80 k Pa,此時(shí)飽和水蒸氣密度約為0.483m3/kg;蒸發(fā)水量總約 50kg,蒸發(fā)時(shí)間大約為 1.5h,蒸汽流量為 0.019m3/s;物料進(jìn)口溫度為 25℃。真空耙式干燥設(shè)備由于其使用特殊密封結(jié)構(gòu),能夠使被干燥物料幾乎不會(huì)被污染,所以比較適用于、食品、香料等種類(lèi)特殊物料的干燥。冷凝水溫度為系統(tǒng)冷凝壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度,真空耙式干燥設(shè)備冷凝壓力由羅茨壓縮機(jī)確定的壓縮比決定。