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新型耙式干燥機(jī)采用螺桿壓縮機(jī)的 60t/d 雙效機(jī)械蒸汽再壓縮采油污水處理系統(tǒng)進(jìn)行相關(guān)調(diào)試及變工況試驗(yàn)研究,其分析了壓縮機(jī)頻率、一效進(jìn)水溫度和二效出水循環(huán)量等對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)水量及產(chǎn)水總能耗的影響。研究結(jié)果表明系統(tǒng)能夠在補(bǔ)充少量生蒸汽情況下穩(wěn)定運(yùn)行,在60t/d 原料水處理量下,系統(tǒng)產(chǎn)水量約為 1.03 t/h,每噸水處理能耗為35k W·h,節(jié)能效果顯著。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。機(jī)械蒸汽再壓縮熱泵蒸餾濃縮工藝的特點(diǎn)及其適用工況,以稀釋后的N,N-水溶液進(jìn)行濃縮過程研究,提出了三級(jí) MVR蒸餾濃縮工藝。
傳統(tǒng)的耙式干燥系統(tǒng)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)。之后一直到本世紀(jì)初,國內(nèi)在MVR技術(shù)的研究上并未取得較大成果,直至近些年我國在壓縮機(jī)等MVR系統(tǒng)主要設(shè)備制造上的突破及國家將MVR技術(shù)列為重點(diǎn)推廣節(jié)能技術(shù)開始,MVR技術(shù)才開始有了重大突破,從此掀起了一股MVR研究熱潮。MVR耙式干燥系統(tǒng)用羅茨蒸汽壓縮機(jī)替換耙式干燥系統(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(bǔ)充少量生蒸汽后作為熱源使用。
不僅節(jié)省了新型耙式干燥機(jī)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。在新型耙式干燥機(jī)系統(tǒng)作能量平衡分析時(shí),將MVR干燥系統(tǒng)看作為開口熱力系統(tǒng),其中主要的能量變化有壓縮功量、系統(tǒng)散熱量、生蒸汽補(bǔ)充熱量以及物料攜帶能量。在這些領(lǐng)域之所以能得到廣泛的研究則是由MVR 技術(shù)的特性而決定的,與該領(lǐng)域不同的高濃度液體、固體干燥等方向的 MVR技術(shù)工業(yè)應(yīng)用的研究幾乎還沒有,目前更多的是在理論上對(duì)該技術(shù)與其他干燥技術(shù)聯(lián)用時(shí)的特性進(jìn)行分析,對(duì)于 MVR 在固體干燥方面還有待于深入研究。
新型耙式干燥機(jī)在安裝減壓閥的時(shí)侯需注意在閥后管路上需要安裝一個(gè)壓力變送器,隨時(shí)可觀察減壓后的壓力,防止調(diào)節(jié)后的壓力過大。為了方便操作和維護(hù),以及測(cè)量的精準(zhǔn)的,減壓閥需直立安裝在外側(cè)水平管路上。應(yīng)按閥體上所示箭頭與管路中介質(zhì)流向一致的原則進(jìn)行安裝。新型耙式干燥機(jī)MVR干燥系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)中,需要盡可能多的回收二次蒸汽,且要防止二次蒸汽在壓縮機(jī)進(jìn)口管道內(nèi)冷凝形成小液滴進(jìn)入壓縮機(jī),損壞壓縮機(jī)腔體和葉片,同時(shí)為了防止管路過熱為操作安全性帶來影響,因此需要對(duì)蒸汽管路和冷凝水管道進(jìn)行保溫處理。因此其流量受到轉(zhuǎn)速的嚴(yán)格控制,只要控制其轉(zhuǎn)速,流量也就得到控制,所以進(jìn)行小流量下的穩(wěn)定運(yùn)行。選用的保溫材料應(yīng)當(dāng)具有高耐熱度、較小密度,較低導(dǎo)熱系數(shù),較高抗折、抗壓強(qiáng)度,較小收縮率等特點(diǎn)。
新型耙式干燥機(jī)換熱器是化工生產(chǎn)中重要的化工設(shè)備之一,換熱器的種類、型號(hào)很多,特點(diǎn)不一,需要根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝要求選擇合適的換熱器。管殼式換熱器是目前工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用廣泛的換熱設(shè)備,其單位體積的傳熱面積比較大且傳熱效果好,此外,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造材料范圍廣,操作彈性大。因此本系統(tǒng)中選擇使用管殼式換熱器。換熱器選擇的流速應(yīng)盡可能避免流體處于層流狀態(tài),不同流體流經(jīng)換熱器時(shí)換熱器傳熱系數(shù)也不同,新型耙式干燥機(jī)的管殼式換熱器不同流體總傳熱系數(shù) KH的經(jīng)驗(yàn)值。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(shí)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(jī)筒體中部氣體出口處。換熱器實(shí)際傳熱面積需預(yù)留 20%余量,假設(shè)換熱器中冷水 25℃進(jìn)入換熱后 50℃流出,根據(jù)前文計(jì)算蒸汽流量 33.3kg/h,假設(shè)有 10%蒸汽從疏水閥泄漏出來,則有 3.3kg/h 蒸汽需要利用換熱器的冷量冷凝,其余熱水假設(shè)全部由飽和時(shí)的 113.2℃冷凝成 45℃熱水,提供冷量的冷水則從 25℃升溫到 40℃。