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耙式真空烘干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。不僅節(jié)省了大量熱能,還節(jié)省了冷量,節(jié)能效果顯著。本MVR干燥系統(tǒng)處理的氣液量不大,液體、粉末等夾雜較少,同時為使蒸汽管路盡可能緊湊,所以將分離器直接安裝在干燥機筒體中部氣體出口處。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)。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、耙式真空烘干機和絲網(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。MVR技術(shù)回收系統(tǒng)中生成的全部二次蒸汽重復(fù)利用,節(jié)能效果十分顯著。
二十世紀末期,MVR 技術(shù)得到了快速發(fā)展。美國通用電氣公司(GeneralElectric Company,簡稱 GE)在 1999年開始進行研發(fā) MVR 技術(shù)在重油開采過程中廢水蒸發(fā)回收的應(yīng)用?,F(xiàn)在該公司開發(fā)出的 MVR 系統(tǒng)已經(jīng)成熟應(yīng)用于重油開采廢水回收中,據(jù)資料顯示,該系統(tǒng)每蒸發(fā) 1 噸水僅需消耗15~16.3 k W·h 電量,其能耗只約占了加熱蒸汽驅(qū)動的單級蒸發(fā)系統(tǒng)的 4%,節(jié)能效果顯著。回收利用二次蒸汽并適當(dāng)補充部分生蒸汽作為熱源,只需要補充少量生蒸汽即可穩(wěn)定運行,能夠有效節(jié)約熱能,極大地提高經(jīng)濟效益。本世紀初期,能源成本急劇上升,在此背景下世界巨頭們紛紛開始進行節(jié)能技術(shù)研究,美國斯旺森公(Swenson)成功開發(fā)出MVR 系統(tǒng)。該公司所開發(fā)的 MVR 系統(tǒng),處理 1 噸的相關(guān)生產(chǎn)物料所消耗的能量僅需 31.8 k W·h,而若采用傳統(tǒng)方法為達到相同的生產(chǎn)要求則需要消耗 644 k W·h 的能量,由于耙式真空烘干機節(jié)能顯著使得該系統(tǒng)在制堿工業(yè)中獲得了成功的應(yīng)用。
該研究通過MVR過熱蒸汽流化床干燥技術(shù)、凱斯工程過熱蒸汽干燥技術(shù)等各種不同的干燥流程,進一步對比分析傳統(tǒng)干燥技術(shù)與新型干燥技術(shù),探討各種技術(shù)和當(dāng)前狀態(tài)相對的優(yōu)缺點及其局限性,研究探討了低級煤的干燥特性以及相關(guān)特性研究時煤樣的各種影響因素。耙式真空烘干機使用機械蒸汽再壓縮技術(shù)的干燥系統(tǒng)會因為壓縮機和需增加干燥器換熱面積等原因使得成本增加;為此建立了一個可以供直接分析使用的數(shù)學(xué)模型,可以用于確定系統(tǒng)的壓縮比,而此模型主要依賴于五個參數(shù):特定的干燥器能耗比以及壓縮機的能耗比、電力和能源的價格比、干燥機物料干燥前后濕度差和干燥機內(nèi)的干燥壓力。由于渦街流量計測量精度高、量程寬、測量介質(zhì)廣泛、工作溫度高、無運動部件、無磨損、可靠性高、表體采用不銹鋼材料、耐腐蝕等諸多優(yōu)點,比較符合本次實驗的要求,故系統(tǒng)選用應(yīng)力式渦街流量計。
考慮到氣體出耙式真空烘干機絲網(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。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。關(guān)于耙式干燥機中空熱軸驅(qū)動電機功率主要包括驅(qū)動電機用以克服轉(zhuǎn)軸與填料函的摩擦及攪動物料消耗的功,其中轉(zhuǎn)軸克服與填料函摩擦所消耗的功有公式可以參考,但是攪拌耙葉所消耗的功率尚無計算公式可循,本次耙式干燥機設(shè)備設(shè)計中,以設(shè)備公司提供傳熱面積為7。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。耙式真空烘干機管路設(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??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。因此需要選用合適的蒸汽減壓閥調(diào)節(jié)補充生蒸汽的壓力,以保護壓縮機等實驗設(shè)備,確保相關(guān)實驗人員的人身安全。