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膠廠專用耙式干燥機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)和補充少量生蒸汽后作為熱源使用。本文將機械蒸汽再壓縮技術(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)計出一套可工業(yè)應(yīng)用的工藝系統(tǒng)。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(此時包含蒸發(fā)、結(jié)晶和干燥過程)。膠廠專用耙式干燥機管路設(shè)計主要包括管路系統(tǒng)的組成、管路的壓力和溫度、管徑、管路阻力、管型選擇等。本文提出了 MVR 耙式干燥系統(tǒng)工藝流程;設(shè)計了實驗裝置的工藝流程,進行了物料熱量衡算和主要設(shè)備工藝計算,繪制了帶控制點工藝流程圖、膠廠專用耙式干燥機和絲網(wǎng)除沫器裝配圖和設(shè)備管道布置圖,搭建了MVR 耙式干燥實驗裝置。
膠廠專用耙式干燥機特點如下:
(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(chǎn)品水分蒸發(fā)的過程比較溫和;
(3)工藝流程簡單,實用性較強;
(4)部分設(shè)備負荷運轉(zhuǎn)特性較為優(yōu)異;
(5)運行成本較低。
膠廠專用耙式干燥機機械蒸汽再壓縮技術(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以及化石能源價格的急劇提升,各國研究者逐漸開始關(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,盡管機械蒸汽再壓縮技術(shù)在國外已經(jīng)廣泛應(yīng)用于諸多工業(yè)生產(chǎn)中,但該技術(shù)在我國的工業(yè)應(yīng)用研究僅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?;诳招臉~干燥機建立了一套機械蒸汽再壓縮式熱泵干燥系統(tǒng),采用羅茨壓縮機驅(qū)動,對污泥間歇干燥過程的恒速段進行實驗研究,實驗結(jié)果表明在恒速段,降低干燥壓力、適當(dāng)減小壓縮比、選擇合適的轉(zhuǎn)軸頻率均有利用提高系統(tǒng)的運行效率。 在國外比較早就開始發(fā)展機械蒸汽再壓縮技術(shù),早在十九世紀(jì)初就有報道該技術(shù)的研究,到了二十世紀(jì)中期,該技術(shù)就已經(jīng)開始在國外應(yīng)用到實際工業(yè)生產(chǎn)中。1957 年德國基伊埃集團(Global Engineering Alliance,簡稱GEA)針對膠廠專用耙式干燥機蒸發(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完善該技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的研究。
被膠廠專用耙式干燥機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(fā)、結(jié)晶和干燥過程)??紤]到本套系統(tǒng)為實驗系統(tǒng),且管路設(shè)計比較緊湊等原因,只對其組成、管徑等進行設(shè)計,全套管路(包括三通管、異徑管、彎頭接管等)統(tǒng)一使用鋼制管件。為了測試該工藝系統(tǒng)的性能,設(shè)計了一套用于實驗?zāi)康牡?MVR 耙式干燥實驗系統(tǒng),對 MVR 耙式干燥系統(tǒng)需要的主要設(shè)備進行選型計算,根據(jù)實驗工藝流程,搭建基于耙式干燥機的MVR耙式干燥實驗系統(tǒng)裝置,在此裝置上進行系統(tǒng)相關(guān)性能測試。此系統(tǒng)可以進行濃縮、蒸發(fā)、干燥等多項操作,故以水、碳酸鈉溶液作為干燥物料進行實驗分析測試。
考慮到氣體出膠廠專用耙式干燥機絲網(wǎng)后的整流,絲網(wǎng)與外壁隔開 50mm 距離。分離器下面本應(yīng)設(shè)集液板,但考慮本系統(tǒng)中為方便液體從絲網(wǎng)上直接滴入干燥室內(nèi),故不設(shè)集液板。通過轉(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)并不會被壓縮。為了降低整個設(shè)備的高度和設(shè)備的強度,采用圓弧封頭??紤]到氣體流速均勻,出氣口放在封頭的正中間。工管路在實際生產(chǎn)中的作用是用來輸送各種類別流體流質(zhì)(包括氣體、液體等),使其在生產(chǎn)中能夠按照工藝要求流動,以便完成各個生產(chǎn)過程。
各種不同類型化工管路,在設(shè)計安裝以及實際生產(chǎn)中都有各自不同的特點,只有掌握其特點才能合理使用并確保生產(chǎn)的安全。而兩種減壓閥均可耐高溫,波紋管減壓閥可以適用于低壓、高壓蒸汽管路等不同壓力范圍管道,而先導(dǎo)活塞式減壓閥一般較適用于高壓蒸汽管路。膠廠專用耙式干燥機管路設(shè)計主要包括管路系統(tǒng)的組成、管路的壓力和溫度、管徑、管路阻力、管型選擇等。考慮到本套系統(tǒng)為實驗系統(tǒng),且管路設(shè)計比較緊湊等原因,只對其組成、管徑等進行設(shè)計,全套管路(包括三通管、異徑管、彎頭接管等)統(tǒng)一使用鋼制管件。