CN106643021A - 联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统及方法 - Google Patents
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Abstract
一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统及方法，属于能源与动力领域。其特征在于：主要对低品位废热源（26）的能量进行梯级回收利用，首先利用低品位废热源（26）对木糖醇湿晶体（19）进行干燥，得到干燥的晶体；然后对干燥箱（20）出口的湿空气（26）潜热和显热进行回收，并用于对稀木糖醇溶液（1）的蒸发浓缩结晶；最后利用蒸发所得的蒸汽（6）通过膨胀机（11）对外做功发电。由于该系统对低品位废热能进行了三级回收利用，因此能量利用效率高，而且对木糖醇浓缩及晶体烘干过程的废热能进行了梯级利用。
Description
技术领域
本发明涉及一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统及方法，属于节能领域。
技术背景
木糖醇是从白桦树、玉米芯、甘蔗等植物原料中提取出来的一种天然甜味剂，
木糖醇不致龋且有防龋齿的作用，代谢不受胰岛素调节，可作为糖尿病患者的
热能源。
当前木糖醇浓缩工艺特点：多以锅炉生产的蒸汽降压后作为热源，晶体干燥采用的多是开式系统，先对空气除湿净化、然后利用蒸汽加热，且废热不回收。
但在木糖醇浓缩及晶体烘干的过程中需要消耗大量的热能，这增加了木糖醇的生产成本，因此如何降低木糖醇浓缩结晶及晶体干燥过程的耗能，是未来木糖醇生产的趋势，也是实现可持续发展的需要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统及方法，该系统充分利用废热源，将木糖醇溶液的浓缩与晶体的烘干耦合在同一个系统之中，其节能效果明显。
一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统，其特征在于包括：阀门、回热器、蒸发器、气液分离器、过热器、真空泵、膨胀机、冷凝器、增压水泵、溶液泵、晶浆分离器、干燥箱、凝水分离器、风机、换热器；回热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；蒸发器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；过热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；冷凝器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；换热器包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；气液分离器包括入口、气相出口、抽气孔和液相出口；晶浆分离器包括入口、液相出口和固相出口；凝水分离器包括入口、气相出口和液相出口；干燥箱包括入口和出口；干燥箱的出口与过热器的热侧入口相连，过热器的热侧出口与蒸发器的热侧入口相连，蒸发器的热侧出口与凝水分离器的入口相连；凝水分离器的气相出口通过风机与换热器的冷侧入口相连，换热器的冷侧出口与干燥箱入口相连；废热源与换热器的热侧入口相连，换热器的热侧出口与环境相连；凝水分离器液相出口与环境相连；回热器冷侧出口与蒸发器的冷侧入口相连，蒸发器的冷侧出口与气液分离器的入口相连；气液分离器的液相出口与回热器的热侧入口相连，回热器的热侧出口通过溶液泵与晶浆分离器的入口相连；晶浆分离器的液相出口与稀木糖醇溶液混合并与回热器的冷侧入口相连；晶浆分离器的固相出口与干燥箱的入口相连；气液分离器的气相出口与过热器的冷侧入口相连，过热器的冷侧出口通过膨胀机与冷凝器的热侧入口相连，冷凝器的热侧出口通过增压泵与环境相连；气液分离器的抽气孔通过真空泵与环境相连。
根据本发明所述的一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：将稀木糖醇溶液通入回热器的冷侧预热，回热器冷侧出口的稀木糖醇溶液进入蒸发器进一步加热并蒸发生成了部分蒸汽与晶浆溶液的混合物，然后通入气液分离器分离；气液分离器液相出口的晶浆溶液进入回热器的热侧对冷侧的稀木糖醇溶液预热，放热降温后的晶浆溶液从回热器的热侧出口通入溶液泵增压后进入晶浆分离器，晶浆分离器液相出口的浓溶液与稀木糖醇溶液混合后进行下一个循环；晶浆分离器固相出口的湿晶体进入干燥箱进行干燥；气液分离器气相出口的蒸汽进入过热器的冷侧吸热，升温后的蒸汽从过热器的冷侧出口通入膨胀机进行做功，膨胀机出口的乏汽进入冷凝器的热侧被冷侧的冷却水吸热并生成凝结水，然后通过增压水泵排到环境中；与气液分离器抽气孔相连的真空泵为保持气液分离器一定的真空度，会抽出部分的废蒸汽到环境中；湿晶体通入干燥箱中，干燥箱中的干热空气加热湿晶体，使湿晶体温度升高并蒸发出水蒸汽，干热空气与湿晶体蒸发出来的水蒸汽混合后变为湿空气，湿空气进入过热器的热侧向冷侧的蒸汽释放潜热和显热进行降温，过热器热侧出口的较低温湿空气进入蒸发器的热侧进一步降温，接着通入凝水分离器；凝水分离器气相出口的低温空气被风机增压后通入换热器的冷侧被热侧的废热源加热，换热器冷侧出口的热空气进入干燥箱进行下一个循环。
该系统对低品位废热源的能量进行梯级回收利用，首先利用低品位废热源对木糖醇湿晶体进行干燥，得到干燥的晶体；然后对干燥箱出口的湿空气潜热和显热进行回收，并用于对稀木糖醇溶液的蒸发浓缩结晶；最后利用蒸发所得的蒸汽通过膨胀机对外做功发电。由于该系统对低品位废热能进行了三级回收利用，因此能量利用效率高，而且对木糖醇浓缩及晶体烘干过程的废热能进行了梯级利用。
附图说明
图1 联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统的；
图中标号名称：1、稀木糖醇溶液，2、阀门，3、回热器，4、蒸发器，5、气液分离器，6、蒸汽，7、晶体溶液，8、过热器，9、真空泵，10、废蒸汽，11、膨胀机，12、冷凝器，13、增压水泵，14、凝结水，15、冷却水，16、溶液泵，17、浓溶液，18、晶浆分离器，19、湿晶体，20、干燥箱，21、凝水分离器，22、冷凝水，23、低温空气，24、风机，25、换热器，26、废热源，27、湿空气，28、干热空气。
具体实施方法
下面参照附图1说明该联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统的运行过程。
在系统启动之前，关闭阀门2，启动真空泵9将系统回路中抽至一定的真空度，然后打开阀门2。
将稀木糖醇溶液1通入回热器3的冷侧预热，回热器3冷侧出口的稀木糖醇溶液1进入蒸发器4进一步加热并蒸发生成了部分蒸汽6与晶浆溶液7的混合物，然后通入气液分离器5分离；
气液分离器5液相出口的晶浆溶液7进入回热器3的热侧对冷侧的稀木糖醇溶液1预热，放热降温后的晶浆溶液7从回热器3的热侧出口通入溶液泵16增压后进入晶浆分离器18，晶浆分离器18液相出口的浓溶液17与稀木糖醇溶液1混合后进行下一个循环；晶浆分离器18固相出口的湿晶体19进入干燥箱进行干燥；
气液分离器5气相出口的蒸汽6进入过热器8的冷侧吸热，升温后的蒸汽6从过热器8的冷侧出口通入膨胀机11进行做功，膨胀机11出口的乏汽进入冷凝器12的热侧被冷侧的冷却水15吸热并生成凝结水14，然后通过增压水泵13排到环境中；
与气液分离器5抽气孔相连的真空泵9为保持气液分离器5一定的真空度，会抽出部分的废蒸汽10到环境中；
湿晶体19通入干燥箱20中，干燥箱20中的干热空气28加热湿晶体19，使湿晶体19温度升高并蒸发出水蒸汽，热空气与湿晶体19蒸发出来的水蒸汽混合后变为湿空气27，湿空气27进入过热器8的热侧向冷侧的蒸汽6释放潜热和显热进行降温，过热器8热侧出口的较低温湿空气进入蒸发器4的热侧进一步降温，接着通入凝水分离器21；
凝水分离器21气相出口的低温空气23被风机24增压后通入换热器25的冷侧被热侧的废热源26加热，换热器25冷侧出口的热空气23进入干燥箱20进行下一个循环。
Claims (2)
1.一种联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统，其特征在于：
该系统包括：阀门（2）、回热器（3）、蒸发器（4）、气液分离器（5）、过热器（8）、真空泵（9）、膨胀机（11）、冷凝器（12）、增压水泵（13）、溶液泵（16）、晶浆分离器（18）、干燥箱（20）、凝水分离器（21）、风机（24）、换热器（25）；
回热器（3）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；蒸发器（4）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；过热器（8）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；冷凝器（12）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；换热器（25）包括热侧入口、热侧出口、冷侧入口和冷侧出口；气液分离器（5）包括入口、气相出口、抽气孔和液相出口；晶浆分离器（18）包括入口、液相出口和固相出口；凝水分离器（21）包括入口、气相出口和液相出口；干燥箱（20）包括入口和出口；
干燥箱（20）的出口与过热器（8）的热侧入口相连，过热器（8）的热侧出口与蒸发器（4）的热侧入口相连，蒸发器（4）的热侧出口与凝水分离器（21）的入口相连；
凝水分离器（21）的气相出口通过风机（24）与换热器（25）的冷侧入口相连，换热器（25）的冷侧出口与干燥箱（20）入口相连；废热源（26）与换热器（25）的热侧入口相连，换热器(25)的热侧出口与环境相连；
凝水分离器（21）液相出口与环境相连；
回热器（3）冷侧出口与蒸发器（4）的冷侧入口相连，蒸发器（4）的冷侧出口与气液分离器（5）的入口相连；
气液分离器（5）的液相出口与回热器（3）的热侧入口相连，回热器（3）的热侧出口通过溶液泵（16）与晶浆分离器（18）的入口相连；晶浆分离器（18）的液相出口与稀木糖醇溶液（1）混合并与回热器（3）的冷侧入口相连；晶浆分离器（18）的固相出口与干燥箱（20）的入口相连；
气液分离器（5）的气相出口与过热器（8）的冷侧入口相连，过热器（8）的冷侧出口通过膨胀机（11）与冷凝器（12）的热侧入口相连，冷凝器（12）的热侧出口通过增压泵（13）与环境相连；
气液分离器（5）的抽气孔通过真空泵（9）与环境相连。
2.根据权利要求1所述的联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统的工作方法，其特征在于包括以下过程：
将稀木糖醇溶液（1）通入回热器（3）的冷侧预热，回热器（3）冷侧出口的稀木糖醇溶液（1）进入蒸发器（4）进一步加热并蒸发生成了部分蒸汽（6）与晶浆溶液（7）的混合物，然后通入气液分离器（5）分离；
气液分离器（5）液相出口的晶浆溶液（7）进入回热器（3）的热侧对冷侧的稀木糖醇溶液（1）预热，放热降温后的晶浆溶液（7）从回热器（3）的热侧出口通入溶液泵（16）增压后进入晶浆分离器（18），晶浆分离器（18）液相出口的浓溶液（17）与稀木糖醇溶液（1）混合后进行下一个循环；晶浆分离器（18）固相出口的湿晶体（19）进入干燥箱进行干燥；
气液分离器（5）气相出口的蒸汽（6）进入过热器（8）的冷侧吸热，升温后的蒸汽（6）从过热器（8）的冷侧出口通入膨胀机（11）进行做功，膨胀机（11）出口的乏汽进入冷凝器（12）的热侧被冷侧的冷却水（15）吸热并生成凝结水（14），然后通过增压水泵（13）排到环境中；
与气液分离器（5）抽气孔相连的真空泵（9）为保持气液分离器（5）一定的真空度，会抽出部分的废蒸汽（10）到环境中；
湿晶体（19）通入干燥箱（20）中，干燥箱（20）中的干热空气（28）加热湿晶体（19），使湿晶体（19）温度升高并蒸发出水蒸汽，干热空气（28）与湿晶体（19）蒸发出来的水蒸汽混合后变为湿空气（27），湿空气（27）进入过热器（8）的热侧向冷侧的蒸汽（6）释放潜热和显热进行降温，过热器（8）热侧出口的较低温湿空气进入蒸发器（4）的热侧进一步降温，接着通入凝水分离器（21）；
凝水分离器（21）气相出口的低温空气（23）被风机（24）增压后通入换热器（25）的冷侧被热侧的废热源（26）加热，换热器（25）冷侧出口的干热空气（23）进入干燥箱（20）进行下一个循环。
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| CN201610983808.5A Pending CN106643021A (zh) | 2016-11-09 | 2016-11-09 | 联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统及方法 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN106643021A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102877903A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种无直接做功能力低温热源的供热发电系统 |
| CN103768808A (zh) * | 2014-01-23 | 2014-05-07 | 南京航空航天大学 | 部分蒸汽再压缩蒸发浓缩系统及方法 |
| CN104265388A (zh) * | 2014-09-30 | 2015-01-07 | 天津大学 | 一种蓄能型余热回收系统 |
| CN105043077A (zh) * | 2015-07-28 | 2015-11-11 | 南京航空航天大学 | 高效回收废热的生物质空气干燥系统及工作方法 |
| CN106036946A (zh) * | 2016-06-03 | 2016-10-26 | 南京航空航天大学 | 利用余热回收系统乏汽热的果蔬片烘干系统及方法 |
| CN206593388U (zh) * | 2016-11-09 | 2017-10-27 | 南京航空航天大学 | 联产电的木糖醇浓缩及晶体烘干系统 |
-
2016
- 2016-11-09 CN CN201610983808.5A patent/CN106643021A/zh active Pending
Patent Citations (6)
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|---|---|---|---|---|
| CN102877903A (zh) * | 2012-10-22 | 2013-01-16 | 哈尔滨工业大学 | 一种无直接做功能力低温热源的供热发电系统 |
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