




耙式干燥设备特点如下:
(1)回收利用大部分热量,能量消耗较低;
(2)温差相对较低,一般为低温操作,产品水分蒸发的过程比较温和;
(3)工艺流程简单,实用性较强;
(4)部分设备负荷运转特性较为优异;
(5)运行成本较低。
耙式干燥设备机械蒸汽再压缩技术的概念在很早之前便已经形成,但由于当时压缩技术有限以及能源供应充足等诸多因素的限制,导致该技术长期以来并没有得到研究者们过多的关注。真空耙式干燥机一般采用蒸汽通入夹套和转轴内,利用蒸汽潜热来加热物料。随着上世纪七十年始的***能源需求急速增长以及化石能源价格的急剧提升,各国研究者逐渐开始关注和研究 MVR 技术的应用,并将该技术成功的应用到蒸发操作单元中来,尽管机械蒸汽再压缩技术在国外已经广泛应用于诸多工业生产中,但该技术在我国的工业应用研究仅在近几年才开始处于热门阶段,且取得的相应成果并不多。 在国外比较早就开始发展机械蒸汽再压缩技术,早在十九世纪初就有报道该技术的研究,到了二十世纪中期,该技术就已经开始在国外应用到实际工业生产中。1957 年德国基伊埃集团(Global Engineering Alliance,简称GEA)针对耙式干燥设备蒸发操作单元过程能量消耗高的问题,研究开发出了用于商业的 MVR 蒸发系统。该公司一直致力于改进完善该技术工业应用的研究。
耙式干燥设备采用 Aspen Plus 化工流程模拟软件中的压缩机模块和严格精馏模块,以能耗作为目标函数,进行模拟对三效蒸馏浓缩工艺和三级MVR热泵蒸馏浓缩工艺,并在结果上进一步进行优化,得到合适的相关工艺操作参数。MVR技术在固体干燥领域的应用,其中难点在于加热蒸汽与干燥物料之间的传热,且热传导作为耙式干燥设备MVR系统的主要传热方式,其中一个问题是接触热阻的存在会严重影响传热,使得传热效果会大大减小,然而如何减小热阻,强化传热至今仍是一个难题。其模拟结果显示,与三效蒸馏浓缩传统工艺相比,三级MVR 热泵蒸馏浓缩工艺能够节能约 83.2%,其平均能效比(系统压缩机提供热量与压缩机消耗功率的比)能够达到 0.834;多级 MVR 热泵蒸馏浓缩工艺的经济优势较为明显。
耙式干燥设备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。结果表明,MEE-MVC系统相比传统的蒸发系统能源效率提高8%,且单位产品成本低29%。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。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,耙式干燥设备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℃。