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發布時間:2020-10-31 07:44  





二十世紀末期,MVR 技術得到了快速發展。美國通用電氣公司(GeneralElectric Company,簡稱 GE)在 1999年開始進行研發 MVR 技術在重油開采過程中廢水蒸發回收的應用。現在該公司開發出的 MVR 系統已經成熟應用于重油開采廢水回收中,據資料顯示,該系統每蒸發 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動的單級蒸發系統的 4%,節能效果顯著。除了美國、瑞士、奧地利、德國的一些能源公司也對MVR技術用于水處理方面做了大量應用研究及相關推廣。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能技術研究,美國斯旺森公(Swenson)成功開發出MVR 系統。該公司所開發的 MVR 系統,處理 1 噸的相關生產物料所消耗的能量僅需 31.8 k W·h,而若采用傳統方法為達到相同的生產要求則需要消耗 644 k W·h 的能量,由于膠廠專用耙式烘干設備節能顯著使得該系統在制堿工業中獲得了成功的應用。
被膠廠專用耙式烘干設備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、結晶和干燥過程)。為了測試該工藝系統的性能,設計了一套用于實驗目的的 MVR 耙式干燥實驗系統,對 MVR 耙式干燥系統需要的主要設備進行選型計算,根據實驗工藝流程,搭建基于耙式干燥機的MVR耙式干燥實驗系統裝置,在此裝置上進行系統相關性能測試。對MVR干燥系統熱力過程進行理論計算和分析,以總質量為100kg含水率為40%的玉米淀粉作為物料進行間歇干燥為例進行理論分析,加料溫度為25℃,干燥壓力為80kPa,壓縮比為2,干燥后含水率為10%。此系統可以進行濃縮、蒸發、干燥等多項操作,故以水、碳酸鈉溶液作為干燥物料進行實驗分析測試。
傳統的耙式干燥系統用蒸汽(或熱水等)通入夾套和中空軸耙齒間接加熱物料,一般在真空條件下脫濕,尾氣一般有兩種處理方法,一是排出后直接排放掉,但是浪費大量熱量的同時還污染環境;二是經過冷凝器冷凝收集處理,則同樣浪費大量熱量,且需加大冷凝成本。膠廠專用耙式烘干設備采用AspenPlus化工流程模擬軟件中的壓縮機模塊和嚴格精餾模塊,以能耗作為目標函數,進行模擬對三效蒸餾濃縮工藝和三級MVR熱泵蒸餾濃縮工藝,并在結果上進一步進行優化,得到合適的相關工藝操作參數。為了進一步降低真空耙式干燥過程的能耗,使二次蒸汽重復利用并減少尾氣處理成本,查閱國內外的MVR 熱泵系統相關文獻資料,根據耙式干燥機的特點,結合機械蒸汽再壓縮技術,提出將機械蒸汽再壓縮技術應用到耙式干燥工藝中,使用壓縮機與耙式干燥機組合形成新的耙式干燥系統,并創立了一種新型的節能干燥工藝。
選用耙式干燥機作為干燥機,可以有較好的密封效果,蒸汽與物料的傳熱方式是熱傳導,這使膠廠專用耙式烘干設備技術應用起來比較簡單,也對MVR 技術在干燥上的特性研究有利。上海染料化工九廠自五十年代起,就使用膠廠專用耙式烘干設備,,該廠色酚染料中間體就是利用老式耙干機進行干燥的,物料在容器內被旋轉的耙子不斷翻滾攪拌,被四根金屬敲棒撞擊破碎,在夾套蒸汽加熱下,得到含水量低于千分之三的干燥目的。其次它實現結晶、干燥連續化操作,并且在所有干燥器中熱量利用率,這樣有利于發揮MVR 技術的節能效果。實際計算使用的設備傳熱系數包括了加熱夾套以及中空熱軸向物料、非物料顆粒區的傳熱系數,干燥機加熱夾套的傳熱系數和中空熱軸的傳熱系數是不一樣的,查閱相關文獻資料,耙式干燥機干燥黏性不強物料時傳熱系數一般取116~175w/m2,此處計算選取適中的傳熱系數 K 為 140 w/m2。