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化工耙式干燥機(jī)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。
化工耙式干燥機(jī)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)期以來并沒有得到研究者們過多的關(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,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。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。1957 年德國(guó)基伊埃集團(tuán)(Global Engineering Alliance,簡(jiǎn)稱GEA)針對(duì)化工耙式干燥機(jī)蒸發(fā)操作單元過程能量消耗高的問題,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。
MVR技術(shù)在固體干燥領(lǐng)域的應(yīng)用,其中難點(diǎn)在于加熱蒸汽與干燥物料之間的傳熱,且熱傳導(dǎo)作為化工耙式干燥機(jī)MVR系統(tǒng)的主要傳熱方式,其中一個(gè)問題是接觸熱阻的存在會(huì)嚴(yán)重影響傳熱,使得傳熱效果會(huì)大大減小,然而如何減小熱阻,強(qiáng)化傳熱至今仍是一個(gè)難題。鑒于國(guó)內(nèi)外成功工業(yè)化應(yīng)用的MVR化工耙式干燥機(jī)系統(tǒng),以及近些年國(guó)內(nèi)外學(xué)者在 MVR 技術(shù)在蒸發(fā)濃縮領(lǐng)域應(yīng)用研究所取得的一系列成果,可以發(fā)現(xiàn)目前MVR 技術(shù)的研究及其工業(yè)應(yīng)用主要都是集中在處理溶液等領(lǐng)域,而這些單元操作的主要特點(diǎn)就是沸點(diǎn)升高較低,就工業(yè)應(yīng)用而言主要集中在制鹽、海水淡化等領(lǐng)域。在干燥過程中因設(shè)備壁面的散熱等因素造成的熱損失按總量的10%計(jì)算。
化工耙式干燥機(jī)干燥器的選擇是一個(gè)重要的過程,干燥同一物料時(shí)采用不同的干燥器,干燥的效果也會(huì)具有比較大的差別,所以在干燥設(shè)備選型及干燥參數(shù)確定上需要需要綜合考慮到干燥設(shè)備的干燥特性、生產(chǎn)能力及生產(chǎn)形式,以及干燥物料特性、產(chǎn)量的大小、品質(zhì)的要求等自身因素,還需考慮外界條件的影響,如占地面積,節(jié)能環(huán)保等其它因素。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)本著為達(dá)到的節(jié)能效果的目的來選擇合適的干燥器,該干燥設(shè)備要適用于回收二次蒸汽。物料不直接與加熱介質(zhì)接觸,適合在真空條件下干燥熱敏性或含的物料,含水率范圍為15%~90%。
對(duì)化工耙式干燥機(jī)系統(tǒng)主要部件進(jìn)行設(shè)計(jì)及選型計(jì)算,綜合對(duì)比各種傳導(dǎo)式干燥機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)選用了 GZP20 真空耙式干燥機(jī)。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)過載保護(hù)。為了保護(hù)壓縮機(jī),盡可能需要除去二次蒸汽中攜帶的粉塵和小液滴,結(jié)合實(shí)驗(yàn)室條件,根據(jù)低液量下絲網(wǎng)除沫器的計(jì)算方法進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算,并繪制其結(jié)構(gòu)圖。本文將機(jī)械蒸汽再壓縮技術(shù)應(yīng)用于干燥領(lǐng)域,提出了MVR耙式干燥系統(tǒng)工藝流程,并設(shè)計(jì)出一套可工業(yè)應(yīng)用的工藝系統(tǒng)。對(duì)所需要的管路、冷凝器、測(cè)量、調(diào)節(jié)等輔助設(shè)備進(jìn)行選型計(jì)算,確定了各位置管路管徑、選取相關(guān)計(jì)量裝置、減壓閥、保溫材料和冷凝器尺寸等輔助配件。