CN103322783A - 机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法 - Google Patents

机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法 Download PDF

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Abstract

一种机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法，属于化工、食品及医药等领域。该系统包括蒸汽压缩机（1）、第一干燥器（2）、第二干燥器（3）、布置于第二干燥器（3）内部的加热器（4）、真空泵（5）。该系统采用蒸汽为物料干燥介质，通过直接加热方式回收物料蒸发蒸汽的显热，通过间接加热的方式回收了蒸汽的潜热，并用于物料的蒸发干燥过程，该系统仅需要消耗少量压缩机功耗，具有无污染和节能的优势。

Description

机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法
技术领域
本发明涉及一种以机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法，属于化工、食品及医药等领域。
背景技术
干燥作为常见物料加工过程的一个重要环节，已经广泛应用于化工、医药、食品及农副产品等领域。干燥目前还是能耗密度比较大的工艺工程，在发达国家大约10%的燃料用于干燥，并且干燥所耗能的比例占总能耗的比例逐年增加。发展高效、节能、环保的干燥技术具有广阔的发展前景。
空气干燥目前获得广泛应用的干燥技术之一。空气干燥的原理主要如下，物料温度保持在湿球温度，热量通过一个薄气膜从热气流传到物料湿表面，湿分也是通过该气膜从湿表面扩散到热空气流中。传递过程的驱动力主要依赖是热空气流与物料湿表面的温度差和蒸汽分压差。由于受到物料干燥过程水分扩散阻力的限制，常规空气干燥一般均采用较高的空气温度，而且干燥后的热空气尽管温度较高，但由于其中水蒸汽含量也较高，很难直接回收再利用。此外，由于空气中氧气的存在，物料干燥过程中，还需要考虑物料氧化或燃烧所引起的物料品质下降的问题。
过热蒸汽干燥也是近年来日益获得广泛应用的干燥技术之一。与传统的空气干燥相比，蒸汽比热大，在相同除湿量要求下，蒸汽干燥的消耗量不大。过热蒸汽干燥以水蒸气作为干燥介质，由于物料干燥环境无空气存在，无氧化和燃烧反应隐患，因此干燥产品的品质也较好。但是在现有的过热蒸汽干燥过程中，废气仍然未得到充分利用，因此节能优势很小。
发明内容
本发明的目的在于提供一种以过热蒸汽为干燥介质的机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统和方法，可充分利用第一次干燥后排出蒸汽的潜热，热效率高，节能及干燥效果较以往的一次干燥显著。
一种机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统，其特征在于：包括蒸汽压缩机、第一干燥器、第二干燥器、布置于第二干燥器内部的加热器、真空泵：上述第一干燥器具有物料进口、物料出口、压缩蒸汽进口、出口、抽真空口；上述第二干燥器具有物料进口、物料出口、气相出口、抽真空口；上述蒸汽压缩机出口与第一干燥器的压缩蒸汽进口相连，第一干燥器的出口与加热器的入口相连，加热器的出口通过第五控制阀与外界相连；上述第二干燥器的气相出口与蒸汽压缩机入口相连；上述真空泵入口分别通过第六控制阀、第七控制阀与第一干燥器的抽真空口、第二干燥器的抽真空口相连；第一干燥器物料进口设置有第一控制阀、物料出口设置有第二控制阀；第二干燥器物料进口设置有第三控制阀、物料出口设置有第四控制阀。
所述机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统的干燥方法，其特征在于包括以下过程：
一、抽真空过程：关闭第一控制阀、第二控制阀、第三控制阀、第四控制阀和第五控制阀，打开第六控制阀和第七控制阀；然后，启动真空泵，将系统抽至所要求的真空度后，关闭第六控制阀和第七控制阀；
二、干燥过程：启动蒸汽压缩机，来自第二干燥器气相出口的物料中蒸发的蒸汽被增压升温进入蒸汽压缩机入口，蒸汽压缩机出口过热蒸汽进入第一干燥器，在第一干燥器内对温度较低的物料进行加热，物料中水分蒸发并与加热蒸汽混合后，从第一干燥器气相出口进入布置在第二干燥器内的加热器，加热器内高温蒸汽对第二干燥器内的低温物料进行加热干燥，自身被冷凝为液体，并通过第五控制阀排出系统。
该机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统由于通过直接加热方式回收物料蒸发蒸汽的显热，通过间接加热的方式回收了蒸汽的潜热，并用于物料的蒸发干燥过程，该系统仅需要消耗少量压缩机功耗，具有无污染和节能的优势。
附图说明
图1 机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统；
图中标号名称：1．蒸汽压缩机，2.第一干燥器，3.第二干燥器，4.加热器，5.真空泵，6.第一控制阀，7.第二控制阀，8.第三控制阀，9.第四控制阀，10.第六控制阀，11.第七控制阀，12.第五控制阀，13.待干燥物料。
具体实施方式
下面参照附图1说明该机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统的运行过程。
待干燥物料13分别置于第一干燥器2和第二干燥器3中，不饱和蒸汽经过蒸汽压缩机1被压缩为过热蒸汽，在第一干燥器2中，空气压力被真空泵5降低到所要求的空气分压，并且抽除部分不凝性气体和由露孔进入设备内的空气，过热蒸汽在第一干燥器2中与物料13充分接触，以传质方式将物料13表面的水分带走，过热蒸汽变成饱和蒸汽。在第二干燥器3中，真空泵5同样将物料室内空气压力降低至要求的空气压力，并且抽除部分不凝性气体和由露孔进入设备内的空气，饱和蒸汽在加热器4中进行冷凝，以传热方式将物料表面的水分蒸发，冷凝液通过第五控制阀12排出，而由物料表面蒸发出的水蒸气则进入蒸汽压缩机1进行压缩，为系统循环提供蒸汽源。

Claims (2)

1.一种机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统，其特征在于：
包括蒸汽压缩机（1）、第一干燥器（2）、第二干燥器（3）、布置于第二干燥器（3）内部的加热器（4）、真空泵（5）；
上述第一干燥器（2）具有物料进口、物料出口、压缩蒸汽进口、出口、抽真空口；
上述第二干燥器（3）具有物料进口、物料出口、气相出口、抽真空口；
上述蒸汽压缩机（1）出口与第一干燥器（2）的压缩蒸汽进口相连，第一干燥器（2）的出口与加热器（4）的入口相连，加热器（4）的出口通过第五控制阀（12）与外界相连；
上述第二干燥器（3）的气相出口与蒸汽压缩机（1）入口相连；
上述真空泵（5）入口分别通过第六控制阀（10）、第七控制阀（11）与第一干燥器（2）的抽真空口、第二干燥器（3）的抽真空口相连；
第一干燥器（2）物料进口设置有第一控制阀（6）、物料出口设置有第二控制阀（7）；
第二干燥器（3）物料进口设置有第三控制阀（8）、物料出口设置有第四控制阀（9）。
2.利用权利要求1所述机械蒸汽再压缩过热蒸汽干燥系统的干燥方法，其特征在于包括以下过程：
一、抽真空过程：
关闭第一控制阀（6）、第二控制阀（7）、第三控制阀（8）、第四控制阀（9）和第五控制阀（12），打开第六控制阀（11）和第七控制阀（10）；然后，启动真空泵（5），将系统抽至所要求的真空度后，关闭第六控制阀（11）和第七控制阀（10）；
二、干燥过程：
启动蒸汽压缩机（1），来自第二干燥器（3）气相出口的物料（13）中蒸发的蒸汽被增压升温进入蒸汽压缩机（1）入口，蒸汽压缩机（1）出口过热蒸汽进入第一干燥器（2），在第一干燥器（2）内对温度较低的物料（13）进行加热，物料中水分蒸发并与加热蒸汽混合后，从第一干燥器（2）气相出口进入布置在第二干燥器（3）内的加热器（4），加热器（4）内高温蒸汽对第二干燥器（3）内的低温物料（13）进行加热干燥，自身被冷凝为液体，并通过第五控制阀（12）排出系统。
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Assignee: Jiangsu Jianghang Petrochemical Engineering Co.,Ltd.

Assignor: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics

Contract record no.: X2020320000007

Denomination of invention: Mechanical steam recompression overheated steam drying system and method

Granted publication date: 20150204

License type: Common License

Record date: 20200410

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