




真空耙式干燥机械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 MVR技术应用于耙式干燥系统,提出用罗茨蒸汽压缩机替换该系统中的真空泵,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。管路组成上不同管径使用异径接管连接,需要支路的接口处使用三通接口连接,改变方向时使用直角弯头连接。不仅节省了大量热能,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。
被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)。对MVR耙式干燥系统进行了理论分析,并在此基础上建立了基于真空耙式干燥机的MVR耙式干燥干燥系统。本文提出了 MVR 耙式干燥系统工艺流程;设计了实验装置的工艺流程,进行了物料热量衡算和主要设备工艺计算,绘制了带控制点工艺流程图、真空耙式干燥机械和丝网除沫器装配图和设备管道布置图,搭建了MVR 耙式干燥实验装置。
传统的耙式干燥系统用蒸汽(或热水等)通入夹套和中空轴耙齿间接加热物料,一般在真空条件下脱湿,尾气一般有两种处理方法,一是排出后直接排放掉,但是浪费大量热量的同时还污染环境;二是经过冷凝器冷凝收集处理,则同样浪费大量热量,且需加大冷凝成本。为了进一步降低真空耙式干燥过程的能耗,使二次蒸汽重复利用并减少尾气处理成本,查阅国内外的MVR 热泵系统相关文献资料,根据耙式干燥机的特点,结合机械蒸汽再压缩技术,提出将机械蒸汽再压缩技术应用到耙式干燥工艺中,使用压缩机与耙式干燥机组合形成新的耙式干燥系统,并创立了一种新型的节能干燥工艺。干燥器内的热力过程分别发生在蒸发侧和冷凝侧,蒸发侧的干燥物料湿份受热蒸发后产生二次蒸汽和干燥后的物料,冷凝侧压缩后的二次蒸汽冷凝为水。
在设计建立 MVR耙式干燥系统的过程中,考虑到实验蒸汽流量较小初步选定使用罗茨蒸汽压缩机,干燥器则选用带加热轴的耙式真空干燥机,考虑到实验中对分离器要求不高故选用自行设计的丝网除沫器,采用人工进出料方式。在蒸发结晶及干燥恒速段,使用真空耙式干燥机械进行干燥,而在干燥降速段,则补充生蒸汽或者直接使用生蒸汽进行干燥到实际要求的湿含量,实现蒸发结晶、干燥一体化操作,扩充了实验系统的功能。真空耙式干燥机械MVR技术应用于干燥领域针对蒸发领域已经成熟工业应用的MVR系统,进行相应的改进,并进行了相关模拟计算,发现MVR干燥技术节能效果虽然不如蒸发明显,但是相比其他传统及目前的干燥技术而言,其节能效果仍然非常具有优势。
真空耙式干燥机械所用离心压缩机的原理与离心风机相同,轴向进气致叶轮,在离心力的作用下沿着径向流出。单级离心压缩机内的悬臂叶轮、变速箱和压缩机的布置都十分紧凑。由于在压缩过程中叶轮需要承受比较大的压力,因此对压缩机制造材料要求较高。单级离心压缩机不适用于压缩大流量高饱和的水蒸气,一般需要采用多级离心压缩机。多级离心压缩机的叶轮是一组同一轴上的多级叶轮组。气体通过扩散器逐次进入每一级真空耙式干燥机械叶轮。蒸发器的蒸发率、压缩机的消耗和传热面积在很大程度上取决于换热温差。叶轮级间的冷却可以有效防止压缩气体温度过高现象出现。离心式压缩机对压缩气体的温度、流量、压力等的变化都较为敏感,比较容易出现喘振现象。且用于压缩水蒸汽的时候,蒸汽比较容易出现过热,造成压缩机的叶片被腐蚀而产生裂痕。