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耙式烘干設(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。
耙式烘干設(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)始處于熱門階段,且取得的相應(yīng)成果并不多。 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。除了美國(guó)、瑞士、奧地利、德國(guó)的一些能源公司也對(duì)MVR技術(shù)用于水處理方面做了大量應(yīng)用研究及相關(guān)推廣。1957 年德國(guó)基伊埃集團(tuán)(Global Engineering Alliance,簡(jiǎn)稱GEA)針對(duì)耙式烘干設(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。
耙式烘干設(shè)備采用 Aspen Plus 化工流程模擬軟件中的壓縮機(jī)模塊和嚴(yán)格精餾模塊,以能耗作為目標(biāo)函數(shù),進(jìn)行模擬對(duì)三效蒸餾濃縮工藝和三級(jí)MVR熱泵蒸餾濃縮工藝,并在結(jié)果上進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化,得到合適的相關(guān)工藝操作參數(shù)。其模擬結(jié)果顯示,與三效蒸餾濃縮傳統(tǒng)工藝相比,三級(jí)MVR 熱泵蒸餾濃縮工藝能夠節(jié)能約 83.2%,其平均能效比(系統(tǒng)壓縮機(jī)提供熱量與壓縮機(jī)消耗功率的比)能夠達(dá)到 0.834;多級(jí) MVR 熱泵蒸餾濃縮工藝的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)較為明顯。結(jié)果顯示,補(bǔ)充水量約占二次蒸汽量的3%~9%,且補(bǔ)充水的量隨著壓縮比的提高而提高。
考慮到氣體出耙式烘干設(shè)備絲網(wǎng)后的整流,絲網(wǎng)與外壁隔開(kāi) 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。為了降低整個(gè)設(shè)備的高度和設(shè)備的強(qiáng)度,采用圓弧封頭。因?yàn)榘沂胶娓稍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的輔助機(jī)器設(shè)備??紤]到氣體流速均勻,出氣口放在封頭的正中間。工管路在實(shí)際生產(chǎn)中的作用是用來(lái)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(dòng),以便完成各個(gè)生產(chǎn)過(guò)程。
各種不同類型化工管路,在設(shè)計(jì)安裝以及實(shí)際生產(chǎn)中都有各自不同的特點(diǎn),只有掌握其特點(diǎn)才能合理使用并確保生產(chǎn)的安全。耙式烘干設(shè)備管路設(shè)計(jì)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。冷凝水溫度為系統(tǒng)冷凝壓力下對(duì)應(yīng)的飽和溫度,耙式烘干設(shè)備冷凝壓力由羅茨壓縮機(jī)確定的壓縮比決定??紤]到本套系統(tǒng)為實(shí)驗(yàn)系統(tǒng),且管路設(shè)計(jì)比較緊湊等原因,只對(duì)其組成、管徑等進(jìn)行設(shè)計(jì),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。
耙式烘干設(shè)備壓縮機(jī)出口選用φ65 4 鋼管。加熱或冷卻的蒸汽進(jìn)出中空的轉(zhuǎn)軸必須使用旋轉(zhuǎn)接頭,根據(jù)管徑選取 Dd-F65 旋轉(zhuǎn)接頭。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。 通過(guò)廠家給出的耙式干燥機(jī)數(shù)據(jù)可知中空熱軸的傳熱面積大于加熱夾套的傳熱面積,且軸套的傳熱面積約為夾套的兩倍,計(jì)算時(shí)蒸汽流量按軸套為夾套的兩倍。4Mpa時(shí)自動(dòng)停止,而如果使用此蒸汽直接補(bǔ)償?shù)秸羝艿乐?,?huì)造成壓縮機(jī)出口壓力過(guò)大使葉輪反轉(zhuǎn),損壞壓縮機(jī)。連接蒸汽發(fā)生器管路管徑根據(jù)相關(guān)資料可知1MPa 以下蒸汽平均流速取18m/s,因此耙式烘干設(shè)備選用φ32 3.5 鋼管。管路組成上不同管徑使用異徑接管連接,需要支路的接口處使用三通接口連接,改變方向時(shí)使用直角彎頭連接。此外管路上還安裝有各種測(cè)量裝置等。