CN106938145A - 风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法 - Google Patents

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    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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Abstract

一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法，属于蒸发及干燥领域。本系统包括风力机、回热器、加热器、闪蒸器、蒸汽压缩机、空压机、膨胀机、干燥箱等。系统将风力直接驱动空气压缩机、机械蒸汽压缩蒸发结晶系统及干燥系统有机结合在一起，利用风力驱动为空气压缩机提供机械能，压缩后的空气进入膨胀机做动，带动蒸汽压缩机工作，膨胀后的高温空气进入干燥箱干燥物料，然后再加热溶液，实现能量利用的最大化。系统将空气循环和蒸发结晶及干燥系统结合在一起，充分利用可再生风能，无需电力驱动蒸汽压缩机工作，蒸发结晶及干燥成本大幅降低，特别适合于风力资源丰富电力短缺的地区。

Description

风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法
技术领域
一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法，属于蒸发干燥领域。
背景技术
能源与环境是人类赖以生存的基础，随着人民生活水平的提高，经济发展与能源及环境的矛盾日益突出。蒸发，干燥系统是传统的高能行业，其中机械蒸汽再压缩系统压缩机需要消耗大量的高品位电能，而传统干燥系统采用燃料燃烧获取高温干空气，不仅能耗巨大，而且环境污染严重。因此，采用可再生能源，特别是在风力资源丰富地区，采用风力机直接驱动空气压缩机产生高温高压气体，通过气体膨胀，不仅能够为机械蒸汽再压缩系统提供动力驱动压缩机，同时膨胀机排出空气能够作为干燥热空气用于干燥各种湿物料，并进一步实现相关系统内部的能量回收，提高能量利用效率，是一种能够将可再生能源利用，蒸发，干燥集成于一体的高效综合系统，具有重要意义。
发明内容
本发明的目的在于提出一种高效率、低成本的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法。
一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于包括空压机、风力机、膨胀机、干燥箱、一级回热器、二级回热器、加热器、闪蒸器、蒸汽压缩机；
一级回热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；二级回热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；加热器包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；闪蒸器包括汽液混合物入口、蒸汽出口、液体出口；
溶液入口与一级回热器冷侧入口相连，一级回热器冷侧出口与二级回热器冷侧入口相连，二级回热器冷侧出口与加热器冷侧入口相连，加热器冷侧出口与闪蒸器汽液混合物入口相连，闪蒸器浓溶液出口与一级回热器热侧入口相连，一级回热器热侧出口与环境或后续结晶系统相连，闪蒸器蒸汽出口与蒸汽压缩机入口相连，蒸汽压缩机出口与加热器热侧入口相连，加热器热侧出口与环境相连；
空气与空压机入口相连，空压机出口与膨胀机入口相连，膨胀机出口与干燥箱入口相连，干燥箱出口与二级回热器热侧入口相连，二级回热器热侧出口与环境相连。
所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于：风力机与空压机中间具有齿轮变速装置。
所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于：膨胀机与蒸汽压缩机采用同轴相连。
根据权利要求1所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，包括以下过程：
风力机在风力作用下旋转工作产生机械能带动空压机工作；
环境空气经过空压机变成高温高压的空气，进入膨胀机膨胀做功。膨胀做功后的中温空气进入干燥箱干燥物料，然后进入二级回热器热侧向其冷侧的溶液释放热量后排入环境；
原料溶液进入一级回热器冷侧吸收其热侧浓溶液释放的热量后，进入二级回热器，然后吸收二级回热器热侧空气释放的热量后进入加热器冷侧，在加热器中吸收其热侧高温高压蒸汽冷凝释放的热量后进入闪蒸器，闪蒸产生的饱和蒸汽进入蒸汽压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽，然后进入加热器热侧向其冷侧溶液释放热量后变成冷凝水流出；闪蒸器中产生的浓溶液进入一级回热器热侧预热原料溶液后排入环境或后续结晶系统中。
与现有技术相比，本发明至少具有如下优点：本发明将风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发系统的压缩机，并将膨胀机排气用于干燥湿物料，不仅避免了高品质电能的大量消耗，同时消除了传统干燥系统的燃料消耗，避免了环境污染。此外，系统内部将干燥箱排出空气及闪蒸器排出浓溶液余热来料溶液，大大提升了系统的能源利用效率，实现了输入能量的最大化利用效率。
附图说明
图1一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统及其方法系统图
附图标号：1-空压机；2-风力机；3-膨胀机；4-干燥箱；5-一级回热器；6-二级回热器；7-加热器；8-加热器；9-蒸汽压缩机 。
具体实施方式
下面参照图1说明一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统的工作过程。
风力机在风力作用下旋转工作产生机械能带动空压机工作；
环境空气经过空压机变成高温高压的空气，进入膨胀机膨胀做功。膨胀做功后的中温空气进入干燥箱干燥物料，然后进入二级回热器热侧向其冷侧的溶液释放热量后排入环境；
原料溶液进入一级回热器冷侧吸收其热侧浓溶液释放的热量后，进入二级回热器，然后吸收二级回热器热侧空气释放的热量后进入加热器冷侧，在加热器中吸收其热侧高温高压蒸汽冷凝释放的热量后进入闪蒸器，蒸发后产生的饱和蒸汽进入蒸汽压缩机压缩后变成高温高压的蒸汽，然后进入加热器热侧向其冷侧溶液释放热量后变成冷凝水流入环境；闪蒸器中产生的浓溶液进入一级回热器热侧预热原料溶液后排入环境或后续结晶系统中。

Claims (5)

1.一种风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于包括空压机（1）、风力机（2）、膨胀机（3）、干燥箱（4）、一级回热器（5）、二级回热器（6）、加热器（7）、闪蒸器（8）、蒸汽压缩机（9）；
一级回热器（5）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；二级回热器（6）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；加热器（7）包括冷侧入口、冷侧出口、热侧入口、热侧出口；闪蒸器（8）包括汽液混合物入口、蒸汽出口、液体出口；
溶液入口与一级回热器（5）冷侧入口相连，一级回热器（5）冷侧出口与二级回热器（6）冷侧入口相连，二级回热器（6）冷侧出口与加热器（7）冷侧入口相连，加热器（7）冷侧出口与闪蒸器（8）汽液混合物入口相连，闪蒸器（8）浓溶液出口与一级回热器（5）热侧入口相连，一级回热器（5）热侧出口与环境或后续结晶系统相连，闪蒸器（8）蒸汽出口与蒸汽压缩机（9）入口相连，蒸汽压缩机（9）出口与加热器（7）热侧入口相连，加热器（7）热侧出口与环境相连；
空气与空压机（1）入口相连，空压机（1）出口与膨胀机（3）入口相连，膨胀机（3）出口与干燥箱（4）入口相连，干燥箱（4）出口与二级回热器（6）热侧入口相连，二级回热器（6）热侧出口与环境相连。
2.根据权利要求1所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于：风力机（2）与空压机（1）中间具有齿轮变速装置。
3.根据权利要求1所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统，其特征在于：膨胀机（3）与蒸汽压缩机（9）采用同轴相连。
4.根据权利要求1所述的风力直接驱动机械蒸汽再压缩蒸发干燥系统的工作方法，包括以下过程：
风力机（2）在风力作用下旋转工作产生机械能带动空压机（1）工作；
环境空气经过空压机（1）变成高温高压的空气，进入膨胀机（3）膨胀做功。
5.膨胀做功后的中温空气进入干燥箱（4）干燥物料，然后进入二级回热器（6）热侧向其冷侧的溶液释放热量后排入环境；
原料溶液进入一级回热器（5）冷侧吸收其热侧浓溶液释放的热量后，进入二级回热器（6），然后吸收二级回热器（6）热侧空气释放的热量后进入加热器（7）冷侧，在加热器（7）中吸收其热侧高温高压蒸汽冷凝释放的热量后进入闪蒸器（8），闪蒸产生的饱和蒸汽进入蒸汽压缩机（9）压缩后变成高温高压的蒸汽，然后进入加热器（7）热侧向其冷侧溶液释放热量后变成冷凝水流出；闪蒸器（8）中产生的浓溶液进入一级回热器（5）热侧预热原料溶液后排入环境或后续结晶系统中。
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