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        水楊酸閃蒸干燥系統

        瀏覽次數:1502023/12/08  
        一種水楊酸閃蒸干燥系統

        技術領域
        [0001] 本發明屬于水楊酸干燥技術領域,具體是一種水楊酸閃蒸干燥系統。
        背景技術
        [0002] 水楊酸是一種脂溶性的有機酸,化學式為C7H6O3。外觀是白色的結晶粉狀物,熔點是158~161℃。存在于自然界的柳樹皮、白珠樹葉及甜樺樹中,是重要的精細化工原料,可用于阿司匹林等藥物的制備。
        [0003] 針對于水楊酸進行閃蒸干燥處理過程中,原系統空氣經過濾后由鼓風機提供動力,經蒸汽加熱裝置升溫至108~158℃范圍內后進入干燥塔底部入口,熱空氣經過干燥塔降溫,經過旋風分離、布袋除塵后溫度降至60~70℃,由引風機將乏氣吸出輸送至尾氣環保處理裝置,經環保處理后排入大氣;
        [0004] 此種方式在具體閃蒸干燥過程中,將大量的具有溫度的氣體排出,但此類具有溫度的氣體還可進行再次利用,故原始的閃蒸方式,會造成能量流失,并不能對氣體進行回收再利用,以此節約整個系統所消耗的能源。
        發明內容
        [0005] 本發明旨在至少解決現有技術中存在的技術問題之一;為此,本發明提出了一種水楊酸閃蒸干燥系統,用于解決原始的閃蒸方式,會造成能量流失,并不能對氣體進行回收再利用,以此節約整個系統所消耗的能源的技術問題。
        [0006] 為實現上述目的,根據本發明的第一方面的實施例提出一種水楊酸閃蒸干燥系統,包括閃蒸干燥機、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環增壓風機、熱泵蒸發器、熱泵冷凝器、高溫熱泵機組、旋風分離器、布袋除塵器、引風機和尾氣環保裝置;
        [0007] 所述高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫脫水,再由熱泵冷凝器為脫水后的干空氣升溫,被升溫的干空氣經由循環風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口;
        [0008] 所述循環增壓風機,將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內,所述均壓箱將加熱后的氣體進行擴容減壓均衡,并將進行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內,所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復合翅片管作為主要換熱器元件,變將蒸汽內部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內,對閃蒸干燥機內部的水楊酸進行閃蒸干燥處理;
        [0009] 所述閃蒸干燥機將閃蒸干燥過程中所產生的氣體傳輸至旋風分離器內,所述旋風分離器對氣體內部的顆粒進行分離處理,靠氣流切向引入造成的旋轉運動,使具有較大慣性離心力的固體顆?;蛞旱嗡ο蛲獗诿娣珠_;
        [0010] 旋風分離器將處理后的氣體再次傳輸至布袋除塵器內,所述布袋除塵器對氣體內部的粉塵顆粒進行吸附處理,將經過處理后的氣體傳輸至對應的儲藏設備內。
        [0011] 優選的,所述儲藏設備內部的氣體分別輸送至引風機和熱泵蒸發器內,其中傳輸管道內設置有調節閥門,所輸入的具體參數由操作人員對調節閥門進行控制調節,所述引風機將接收到的氣體傳輸至尾氣環保裝置內,所述尾氣環保裝置對傳輸過程中的氣體進行凈化處理。
        [0012] 優選的,所述熱泵蒸發器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環增壓風機組成一組能源回收再利用組件,其中高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫至20℃脫水,再由熱泵冷凝器為這部分干空氣以及補充的新風升溫,被升溫至110℃的干空氣經由循環增壓風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口。
        [0013] 優選的,所述循環增壓風機,包括氣體參數獲取端、循環增壓處理端、控制終端以及存儲終端。
        [0014] 優選的,所述循環增壓風機根據輸入氣體的體積,對輸入氣體采用不同程度的增壓方式,使輸出氣體的整體溫度達到130℃,其中具體增壓方式如下:
        [0015] 氣體參數獲取端,預先將需要進行增壓的氣體容積進行獲取,并將所獲取的氣體容積標記為RJi,其中i代表不同階段的輸入氣體;
        [0016] 循環增壓處理端將氣體容積RJi與存儲終端內部的比對參數Y1進行比對,當氣體容積RJi>Y1時,獲取導向因子X1,當氣體容積RJi≤Y1時,獲取導向因子X2;
        [0017] 采用YLi=RJi×X1/X2得到壓力參數YLi,其中公式內部的/代表“或”;
        [0018] 將壓力參數YLi傳輸至控制終端內,所述控制終端對循環增壓風機的壓力參數調節至YLi,對輸入氣體進行加壓處理,使輸出氣體的溫度達到130℃。
        [0019] 與現有技術相比,本發明的有益效果是:高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫脫水,再由熱泵冷凝器為脫水后的干空氣升溫,被升溫的干空氣經由循環風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口;循環增壓風機,將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內,所述均壓箱將加熱后的氣體進行擴容減壓均衡,并將進行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內,所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復合翅片管作為主要換熱器元件,變將蒸汽內部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內,對閃蒸干燥機內部的水楊酸進行閃蒸干燥處理,熱泵蒸發器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環增壓風機組成一組能源回收再利用組件,對所產生的氣體進行回收再利用,在閃蒸過程中,達到較好的節能效果,同時循環增壓風機根據輸入氣體的體積,對輸入氣體采用不同程度的增壓方式,采用不同的導向因子,進行增壓,提升了增壓效果。
        附圖說明
        [0020] 圖1為本發明整體框架示意圖;
        [0021] 圖2為本發明循環增壓風機的原理框架示意圖。
        具體實施方式
        [0022] 下面將結合實施例對本發明的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例?;诒景l明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例,都屬于本發明保護的范圍。
        [0023] 請參閱圖1,本申請提供了一種水楊酸閃蒸干燥系統,包括閃蒸干燥機、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環增壓風機、熱泵蒸發器、熱泵冷凝器、高溫熱泵機組、旋風分離器、布袋除塵器、引風機和尾氣環保裝置;
        [0024] 所述高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫脫水,再由熱泵冷凝器為脫水后的干空氣(同時補充部分新風)升溫,被升溫的干空氣經由循環風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口;
        [0025] 所述循環增壓風機,將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內,所述均壓箱將加熱后的氣體進行擴容減壓均衡,并將進行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內,所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復合翅片管作為主要換熱器元件,變將蒸汽內部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內,對閃蒸干燥機內部的水楊酸進行閃蒸干燥處理;
        [0026] 所述閃蒸干燥機將閃蒸干燥過程中所產生的氣體傳輸至旋風分離器內,所述旋風分離器對氣體內部的顆粒進行分離處理,靠氣流切向引入造成的旋轉運動,使具有較大慣性離心力的固體顆?;蛞旱嗡ο蛲獗诿娣珠_;
        [0027] 旋風分離器將處理后的氣體再次傳輸至布袋除塵器內,所述布袋除塵器對氣體內部的粉塵顆粒進行吸附處理,將經過處理后的氣體傳輸至對應的儲藏設備內;
        [0028] 所述儲藏設備內部的氣體分別輸送至引風機和熱泵蒸發器內,其中傳輸管道內設置有調節閥門,所輸入的具體參數由操作人員對調節閥門進行控制調節,所述引風機將接收到的氣體傳輸至尾氣環保裝置內,所述尾氣環保裝置對傳輸過程中的氣體進行凈化處理;
        [0029] 所述熱泵蒸發器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環增壓風機組成一組能源回收再利用組件,其中高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫至20℃脫水,再由熱泵冷凝器為這部分干空氣以及補充的新風升溫,被升溫至110℃的干空氣經由循環增壓風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口,水楊酸進料量為1500kg/h,其中含水量為15%,干燥后含水量≤0.5%,干燥塔最小脫水量為:
        [0030] 1500*(15?0.5)/100=217.5kg/h;
        [0031] 除塵后空氣溫度按70℃,經過熱泵蒸發器空氣溫度按20℃計算,水蒸汽的比熱容取1.88kJ/(kg·K),水的汽化潛熱取2260kJ/kg,循環空氣量按13000m口/h,空氣密度取3
        1.2kg/m,空氣比熱取1.0kJ/(kg·K),則熱泵蒸發器制冷量為:
        [0032] (1.88*50+2260)*217.5/3600+1*13000*1.2*50/3600=359kW;
        [0033] 考慮到系統用能波動,最大負荷按1.5系數選型:
        [0034] 359*1.5=539kW
        [0035] 因此可選用熱泵機組:
        [0036] 制冷量為560kW,制熱量為720,型號為:ZG?56/72TF?FF?7020?20100的空氣?空氣型機組一臺;
        [0037] 所述循環增壓風機,包括氣體參數獲取端、循環增壓處理端、控制終端以及存儲終端;
        [0038] 所述氣體參數獲取端輸出端與循環增壓處理端輸入端電性連接,所述循環增壓處理端與存儲終端之間雙向連接,所述循環增壓處理端輸出端與控制終端輸入端電性連接;
        [0039] 請參閱圖2,所述循環增壓風機,根據輸入氣體的體積,對輸入氣體采用不同程度的增壓方式,使輸出氣體的整體溫度達到130℃,其中具體增壓方式如下:
        [0040] 氣體參數獲取端,預先將需要進行增壓的氣體容積進行獲取,并將所獲取的氣體容積標記為RJi,其中i代表不同階段的輸入氣體;
        [0041] 循環增壓處理端將氣體容積RJi與存儲終端內部的比對參數Y1進行比對,當氣體容積RJi>Y1時,獲取導向因子X1,當氣體容積RJi≤Y1時,獲取導向因子X2(其中,不同氣體容積的氣體,所對應的導向因子不同);
        [0042] 采用YLi=RJi×X1/X2得到壓力參數YLi,其中公式內部的/代表“或”;
        [0043] 將壓力參數YLi傳輸至控制終端內,所述控制終端對循環增壓風機的壓力參數調節至YLi,對輸入氣體進行加壓處理,使輸出氣體的溫度達到130℃。
        [0044] 實驗
        [0045] 作為本發明的一組實施例,所述熱泵蒸發器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環增壓風機組成一組能源回收再利用組件的具體節能參數如下:
        [0046] 原系統消耗蒸汽量為1.4t/h,蒸汽單價為271.16元/t,按每小時節約1.2噸蒸汽計算,年蒸汽耗量為
        [0047] 1.2*21*320=8064t/y
        [0048] 使用跨臨界二氧化碳高溫熱泵機組+循環增壓風機取代蒸汽為干燥塔空氣加熱,節省原鼓風機和引風機,經計算高溫熱泵機組使用功率為160kW,制冷量為560kW,制熱量為720kW,循環風機使用功率為80kW,由于高溫熱泵機組+循環增壓風機替代鼓風機+引風機,每年增加的電量為:
        [0049] (160+80?18?39/2)*21*330=1360800kW·h/y
        [0050] 已知0.6MPa蒸汽溫度為158.84℃,焓值為2756.4kJ/kg;20℃水的焓值為84.5kJ/kg;蒸汽使用效率一般為70%,生產1度電按0.32千克標煤,標煤熱值按7000kCal/kg,年節約標煤量為:
        [0051] 8064*(2756.4?84.5)*0.2389/7000/0.7?1337490*0.32/1000=622噸標煤/年[0052] 減排CO2量:622*2.62=1630噸/年
        [0053] 節約費用
        [0054] 綜合電價約為0.725元/度,蒸汽價格為271.16元/t。采用跨臨界二氧化碳高溫熱泵機組取代蒸汽加熱,每年節省蒸汽量為8064t/y,年增加電量為1337490kW.h。
        [0055] (8064*271.16?1360800*0.725)/10000=120萬元/年
        [0056] 每年能節約120萬元,效益非常明顯。
        [0057] 1、機組選型計算
        [0058] (1)專用跨臨界二氧化碳高溫熱泵機組蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫至20℃脫水,再由熱泵冷凝器為這部分干空氣以及補充的新風升溫,被升溫至110℃的干空氣經由循環加壓風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口。水楊酸進料量為1500kg/h,其中含水量為15%,干燥后含水量≤0.5%,干燥塔最小脫水量為:
        [0059] 1500*(15?0.5)/100=217.5kg/h;
        [0060] 除塵后空氣溫度按70℃,經過蒸發器空氣溫度按20℃計算,水蒸汽的比熱容取3
        1.88kJ/(kg·K),水的汽化潛熱取2260kJ/kg,循環空氣量按13000m/h,空氣密度取1.2kg/
        3
        m,空氣比熱取1.0kJ/(kg·K),則熱泵蒸發器制冷量為:
        [0061] (1.88*50+2260)*217.5/3600+1*13000*1.2*50/3600=359kW;
        [0062] 考慮到系統用能波動,最大負荷按1.5系數選型:
        [0063] 359*1.5=539kW
        [0064] 因此可選用熱泵機組:
        [0065] 制冷量為560kW,制熱量為720,型號為:ZG?56/72TF?FF?7020?20100的空氣?空氣型機組一臺。
        [0066] 機組主要參數:
        [0067]
        [0068] 上述公式中的部分數據均是去除量綱取其數值計算,公式是由采集的大量數據經過軟件模擬得到最接近真實情況的一個公式;公式中的預設參數和預設閾值由本領域的技術人員根據實際情況設定或者通過大量數據模擬獲得。
        [0069] 本發明的工作原理:高溫熱泵機組和熱泵蒸發器為除塵后的部分濕空氣降溫脫水,再由熱泵冷凝器為脫水后的干空氣(同時補充部分新風)升溫,被升溫的干空氣經由循環風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口;循環增壓風機,將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內,所述均壓箱將加熱后的氣體進行擴容減壓均衡,并將進行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內,所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復合翅片管作為主要換熱器元件,變將蒸汽內部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內,對閃蒸干燥機內部的水楊酸進行閃蒸干燥處理,熱泵蒸發器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環增壓風機組成一組能源回收再利用組件,對所產生的氣體進行回收再利用,在閃蒸過程中,達到較好的節能效果,同時循環增壓風機根據輸入氣體的體積,對輸入氣體采用不同程度的增壓方式,采用不同的導向因子,進行增壓,提升了增壓效果。
        [0070] 以上實施例僅用以說明本發明的技術方法而非限制,盡管參照較佳實施例對本發明進行了詳細說明,本領域的普通技術人員應當理解,可以對本發明的技術方法進行修改或等同替換,而不脫離本發明技術方法的精神和范圍。


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