传统的耙式干燥系统用蒸汽等为热源间接加热物料并在真空条件下脱湿,尾气经过滤、冷凝除湿后由真空泵排出。本文将机械蒸汽再压缩技术应用于干燥领域,提出了 MVR 耙式干燥系统工艺流程,并设计出一套可工业应用的工艺系统。并且基于热力学定律和第二定律建立了机械再压缩技术应用于多效闪蒸脱盐系统的稳态数学模型,通过该数学模型分析了蒸发盐水的温度与MVC阶段的温降等对系统总体性能的影响。MVR耙式干燥系统用罗茨蒸汽压缩机替换耙式干燥系统中的真空泵,将干燥过程脱出的湿分(二次蒸汽)压缩以提高压力和温度,再经增湿(消除过热)和补充少量生蒸汽后作为热源使用。
不仅节省了7000l耙式干燥器大量热能,还节省了冷量,节能效果显著。该系统特别适合热敏性、易氧化和湿分须回收的物料的干燥。机械蒸汽再压缩热泵蒸馏浓缩工艺的特点及其适用工况,以稀释后的N,N-水溶液进行浓缩过程研究,提出了三级MVR蒸馏浓缩工艺。在这些领域之所以能得到广泛的研究则是由MVR 技术的特性而决定的,与该领域不同的高浓度液体、固体干燥等方向的 MVR技术工业应用的研究几乎还没有,目前更多的是在理论上对该技术与其他干燥技术联用时的特性进行分析,对于 MVR 在固体干燥方面还有待于深入研究。
被7000l耙式干燥器干燥物料可以是粉粒状、膏状、浆状,也可以是溶液(此时包含蒸发、结晶和干燥过程)。为了测试该工艺系统的性能,设计了一套用于实验目的的 MVR 耙式干燥实验系统,对 MVR 耙式干燥系统需要的主要设备进行选型计算,根据实验工艺流程,搭建基于耙式干燥机的MVR耙式干燥实验系统装置,在此装置上进行系统相关性能测试。7000l耙式干燥器多效蒸发-机械蒸汽压缩系统设计(MEE–MVC)脱盐工艺。此系统可以进行浓缩、蒸发、干燥等多项操作,故以水、碳酸钠溶液作为干燥物料进行实验分析测试。
7000l耙式干燥器换热器是化工生产中重要的化工设备之一,换热器的种类、型号很多,特点不一,需要根据实际生产工艺要求选择合适的换热器。管壳式换热器是目前工业生产中应用广泛的换热设备,其单位体积的传热面积比较大且传热效果好,此外,结构简单,制造材料范围广,操作弹性大。因此本系统中选择使用管壳式换热器。因此需要选用合适的蒸汽减压阀调节补充生蒸汽的压力,以保护压缩机等实验设备,确保相关实验人员的人身安全。换热器选择的流速应尽可能避免流体处于层流状态,不同流体流经换热器时换热器传热系数也不同,7000l耙式干燥器的管壳式换热器不同流体总传热系数 KH的经验值。换热器实际传热面积需预留 20%余量,假设换热器中冷水 25℃进入换热后 50℃流出,根据前文计算蒸汽流量 33.3kg/h,假设有 10%蒸汽从疏水阀泄漏出来,则有 3.3kg/h 蒸汽需要利用换热器的冷量冷凝,其余热水假设全部由饱和时的 113.2℃冷凝成 45℃热水,提供冷量的冷水则从 25℃升温到 40℃。
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