技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于水楊酸干燥技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)
[0002] 水楊酸是一種脂溶性的有機(jī)酸，化學(xué)式為C7H6O3。外觀是白色的結(jié)晶粉狀物，熔點(diǎn)是158～161℃。存在于自然界的柳樹(shù)皮、白珠樹(shù)葉及甜樺樹(shù)中，是重要的精細(xì)化工原料，可用于阿司匹林等藥物的制備。
[0003] 針對(duì)于水楊酸進(jìn)行閃蒸干燥處理過(guò)程中，原系統(tǒng)空氣經(jīng)過(guò)濾后由鼓風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力，經(jīng)蒸汽加熱裝置升溫至108～158℃范圍內(nèi)后進(jìn)入干燥塔底部入口，熱空氣經(jīng)過(guò)干燥塔降溫，經(jīng)過(guò)旋風(fēng)分離、布袋除塵后溫度降至60～70℃，由引風(fēng)機(jī)將乏氣吸出輸送至尾氣環(huán)保處理裝置，經(jīng)環(huán)保處理后排入大氣；
[0004] 此種方式在具體閃蒸干燥過(guò)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(jìn)行再次利用，故原始的閃蒸方式，會(huì)造成能量流失，并不能對(duì)氣體進(jìn)行回收再利用，以此節(jié)約整個(gè)系統(tǒng)所消耗的能源。
發(fā)明內(nèi)容
[0005] 本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問(wèn)題之一；為此，本發(fā)明提出了一種水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)，用于解決原始的閃蒸方式，會(huì)造成能量流失，并不能對(duì)氣體進(jìn)行回收再利用，以此節(jié)約整個(gè)系統(tǒng)所消耗的能源的技術(shù)問(wèn)題。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實(shí)施例提出一種水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)，包括閃蒸干燥機(jī)、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)、熱泵蒸發(fā)器、熱泵冷凝器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)和尾氣環(huán)保裝置；
[0007] 所述高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口；
[0008] 所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內(nèi)，所述均壓箱將加熱后的氣體進(jìn)行擴(kuò)容減壓均衡，并將進(jìn)行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內(nèi)，所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復(fù)合翅片管作為主要換熱器元件，變將蒸汽內(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)部的水楊酸進(jìn)行閃蒸干燥處理；
[0009] 所述閃蒸干燥機(jī)將閃蒸干燥過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體傳輸至旋風(fēng)分離器內(nèi)，所述旋風(fēng)分離器對(duì)氣體內(nèi)部的顆粒進(jìn)行分離處理，靠氣流切向引入造成的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使具有較大慣性離心力的固體顆粒或液滴甩向外壁面分開(kāi)；
[0010] 旋風(fēng)分離器將處理后的氣體再次傳輸至布袋除塵器內(nèi)，所述布袋除塵器對(duì)氣體內(nèi)部的粉塵顆粒進(jìn)行吸附處理，將經(jīng)過(guò)處理后的氣體傳輸至對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)藏設(shè)備內(nèi)。
[0011] 優(yōu)選的，所述儲(chǔ)藏設(shè)備內(nèi)部的氣體分別輸送至引風(fēng)機(jī)和熱泵蒸發(fā)器內(nèi)，其中傳輸管道內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門(mén)，所輸入的具體參數(shù)由操作人員對(duì)調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，所述引風(fēng)機(jī)將接收到的氣體傳輸至尾氣環(huán)保裝置內(nèi)，所述尾氣環(huán)保裝置對(duì)傳輸過(guò)程中的氣體進(jìn)行凈化處理。
[0012] 優(yōu)選的，所述熱泵蒸發(fā)器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)組成一組能源回收再利用組件，其中高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(bǔ)充的新風(fēng)升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口。
[0013] 優(yōu)選的，所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，包括氣體參數(shù)獲取端、循環(huán)增壓處理端、控制終端以及存儲(chǔ)終端。
[0014] 優(yōu)選的，所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)根據(jù)輸入氣體的體積，對(duì)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(dá)到130℃，其中具體增壓方式如下：
[0015] 氣體參數(shù)獲取端，預(yù)先將需要進(jìn)行增壓的氣體容積進(jìn)行獲取，并將所獲取的氣體容積標(biāo)記為RJi，其中i代表不同階段的輸入氣體；
[0016] 循環(huán)增壓處理端將氣體容積RJi與存儲(chǔ)終端內(nèi)部的比對(duì)參數(shù)Y1進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)氣體容積RJi＞Y1時(shí)，獲取導(dǎo)向因子X(jué)1，當(dāng)氣體容積RJi≤Y1時(shí)，獲取導(dǎo)向因子X(jué)2；
[0017] 采用YLi＝RJi×X1/X2得到壓力參數(shù)YLi，其中公式內(nèi)部的/代表“或”；
[0018] 將壓力參數(shù)YLi傳輸至控制終端內(nèi)，所述控制終端對(duì)循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)至YLi，對(duì)輸入氣體進(jìn)行加壓處理，使輸出氣體的溫度達(dá)到130℃。
[0019] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口；循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內(nèi)，所述均壓箱將加熱后的氣體進(jìn)行擴(kuò)容減壓均衡，并將進(jìn)行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內(nèi)，所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復(fù)合翅片管作為主要換熱器元件，變將蒸汽內(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)部的水楊酸進(jìn)行閃蒸干燥處理，熱泵蒸發(fā)器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)組成一組能源回收再利用組件，對(duì)所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行回收再利用，在閃蒸過(guò)程中，達(dá)到較好的節(jié)能效果，同時(shí)循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)根據(jù)輸入氣體的體積，對(duì)輸入氣體采用不同程度的增壓方式，采用不同的導(dǎo)向因子，進(jìn)行增壓，提升了增壓效果。
附圖說(shuō)明
[0020] 圖1為本發(fā)明整體框架示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)的原理框架示意圖。
具體實(shí)施方式
[0022] 下面將結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本發(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其它實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
[0023] 請(qǐng)參閱圖1，本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)，包括閃蒸干燥機(jī)、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)、熱泵蒸發(fā)器、熱泵冷凝器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)和尾氣環(huán)保裝置；
[0024] 所述高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(shí)補(bǔ)充部分新風(fēng))升溫，被升溫的干空氣經(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口；
[0025] 所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內(nèi)，所述均壓箱將加熱后的氣體進(jìn)行擴(kuò)容減壓均衡，并將進(jìn)行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內(nèi)，所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復(fù)合翅片管作為主要換熱器元件，變將蒸汽內(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)部的水楊酸進(jìn)行閃蒸干燥處理；
[0026] 所述閃蒸干燥機(jī)將閃蒸干燥過(guò)程中所產(chǎn)生的氣體傳輸至旋風(fēng)分離器內(nèi)，所述旋風(fēng)分離器對(duì)氣體內(nèi)部的顆粒進(jìn)行分離處理，靠氣流切向引入造成的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使具有較大慣性離心力的固體顆粒或液滴甩向外壁面分開(kāi)；
[0027] 旋風(fēng)分離器將處理后的氣體再次傳輸至布袋除塵器內(nèi)，所述布袋除塵器對(duì)氣體內(nèi)部的粉塵顆粒進(jìn)行吸附處理，將經(jīng)過(guò)處理后的氣體傳輸至對(duì)應(yīng)的儲(chǔ)藏設(shè)備內(nèi)；
[0028] 所述儲(chǔ)藏設(shè)備內(nèi)部的氣體分別輸送至引風(fēng)機(jī)和熱泵蒸發(fā)器內(nèi)，其中傳輸管道內(nèi)設(shè)置有調(diào)節(jié)閥門(mén)，所輸入的具體參數(shù)由操作人員對(duì)調(diào)節(jié)閥門(mén)進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，所述引風(fēng)機(jī)將接收到的氣體傳輸至尾氣環(huán)保裝置內(nèi)，所述尾氣環(huán)保裝置對(duì)傳輸過(guò)程中的氣體進(jìn)行凈化處理；
[0029] 所述熱泵蒸發(fā)器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)組成一組能源回收再利用組件，其中高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(bǔ)充的新風(fēng)升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口，水楊酸進(jìn)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(jīng)過(guò)熱泵蒸發(fā)器空氣溫度按20℃計(jì)算，水蒸汽的比熱容取1.88kJ/(kg·K)，水的汽化潛熱取2260kJ/kg，循環(huán)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(fā)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(tǒng)用能波動(dòng)，最大負(fù)荷按1.5系數(shù)選型：
[0034] 359*1.5＝539kW
[0035] 因此可選用熱泵機(jī)組：
[0036] 制冷量為560kW，制熱量為720，型號(hào)為：ZG?56/72TF?FF?7020?20100的空氣?空氣型機(jī)組一臺(tái)；
[0037] 所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，包括氣體參數(shù)獲取端、循環(huán)增壓處理端、控制終端以及存儲(chǔ)終端；
[0038] 所述氣體參數(shù)獲取端輸出端與循環(huán)增壓處理端輸入端電性連接，所述循環(huán)增壓處理端與存儲(chǔ)終端之間雙向連接，所述循環(huán)增壓處理端輸出端與控制終端輸入端電性連接；
[0039] 請(qǐng)參閱圖2，所述循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，根據(jù)輸入氣體的體積，對(duì)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(dá)到130℃，其中具體增壓方式如下：
[0040] 氣體參數(shù)獲取端，預(yù)先將需要進(jìn)行增壓的氣體容積進(jìn)行獲取，并將所獲取的氣體容積標(biāo)記為RJi，其中i代表不同階段的輸入氣體；
[0041] 循環(huán)增壓處理端將氣體容積RJi與存儲(chǔ)終端內(nèi)部的比對(duì)參數(shù)Y1進(jìn)行比對(duì)，當(dāng)氣體容積RJi＞Y1時(shí)，獲取導(dǎo)向因子X(jué)1，當(dāng)氣體容積RJi≤Y1時(shí)，獲取導(dǎo)向因子X(jué)2(其中，不同氣體容積的氣體，所對(duì)應(yīng)的導(dǎo)向因子不同)；
[0042] 采用YLi＝RJi×X1/X2得到壓力參數(shù)YLi，其中公式內(nèi)部的/代表“或”；
[0043] 將壓力參數(shù)YLi傳輸至控制終端內(nèi)，所述控制終端對(duì)循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)至YLi，對(duì)輸入氣體進(jìn)行加壓處理，使輸出氣體的溫度達(dá)到130℃。
[0044] 實(shí)驗(yàn)
[0045] 作為本發(fā)明的一組實(shí)施例，所述熱泵蒸發(fā)器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)組成一組能源回收再利用組件的具體節(jié)能參數(shù)如下：
[0046] 原系統(tǒng)消耗蒸汽量為1.4t/h，蒸汽單價(jià)為271.16元/t，按每小時(shí)節(jié)約1.2噸蒸汽計(jì)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?zé)岜脵C(jī)組+循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)取代蒸汽為干燥塔空氣加熱，節(jié)省原鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)，經(jīng)計(jì)算高溫?zé)岜脵C(jī)組使用功率為160kW，制冷量為560kW，制熱量為720kW，循環(huán)風(fēng)機(jī)使用功率為80kW，由于高溫?zé)岜脵C(jī)組+循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)替代鼓風(fēng)機(jī)+引風(fēng)機(jī)，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(chǎn)1度電按0.32千克標(biāo)煤，標(biāo)煤熱值按7000kCal/kg，年節(jié)約標(biāo)煤量為：
[0051] 8064*(2756.4?84.5)*0.2389/7000/0.7?1337490*0.32/1000＝622噸標(biāo)煤/年[0052] 減排CO2量：622*2.62＝1630噸/年
[0053] 節(jié)約費(fèi)用
[0054] 綜合電價(jià)約為0.725元/度，蒸汽價(jià)格為271.16元/t。采用跨臨界二氧化碳高溫?zé)岜脵C(jī)組取代蒸汽加熱，每年節(jié)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(wàn)元/年
[0056] 每年能節(jié)約120萬(wàn)元，效益非常明顯。
[0057] 1、機(jī)組選型計(jì)算
[0058] (1)專用跨臨界二氧化碳高溫?zé)岜脵C(jī)組蒸發(fā)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(bǔ)充的新風(fēng)升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)加壓風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口。水楊酸進(jìn)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(jīng)過(guò)蒸發(fā)器空氣溫度按20℃計(jì)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(huán)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(fā)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(tǒng)用能波動(dòng)，最大負(fù)荷按1.5系數(shù)選型：
[0063] 359*1.5＝539kW
[0064] 因此可選用熱泵機(jī)組：
[0065] 制冷量為560kW，制熱量為720，型號(hào)為：ZG?56/72TF?FF?7020?20100的空氣?空氣型機(jī)組一臺(tái)。
[0066] 機(jī)組主要參數(shù)：
[0067]
[0068] 上述公式中的部分?jǐn)?shù)據(jù)均是去除量綱取其數(shù)值計(jì)算，公式是由采集的大量數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)軟件模擬得到最接近真實(shí)情況的一個(gè)公式；公式中的預(yù)設(shè)參數(shù)和預(yù)設(shè)閾值由本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定或者通過(guò)大量數(shù)據(jù)模擬獲得。
[0069] 本發(fā)明的工作原理：高溫?zé)岜脵C(jī)組和熱泵蒸發(fā)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(shí)補(bǔ)充部分新風(fēng))升溫，被升溫的干空氣經(jīng)由循環(huán)風(fēng)機(jī)加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機(jī)入口；循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)，將加熱后的氣體傳輸至均壓箱內(nèi)，所述均壓箱將加熱后的氣體進(jìn)行擴(kuò)容減壓均衡，并將進(jìn)行均壓后的氣體傳輸至原蒸汽加熱器內(nèi)，所述原蒸汽加熱器采用鋼鋁復(fù)合翅片管作為主要換熱器元件，變將蒸汽內(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機(jī)內(nèi)，對(duì)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)部的水楊酸進(jìn)行閃蒸干燥處理，熱泵蒸發(fā)器、高溫?zé)岜脵C(jī)組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)組成一組能源回收再利用組件，對(duì)所產(chǎn)生的氣體進(jìn)行回收再利用，在閃蒸過(guò)程中，達(dá)到較好的節(jié)能效果，同時(shí)循環(huán)增壓風(fēng)機(jī)根據(jù)輸入氣體的體積，對(duì)輸入氣體采用不同程度的增壓方式，采用不同的導(dǎo)向因子，進(jìn)行增壓，提升了增壓效果。
[0070] 以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方法而非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方法進(jìn)行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術(shù)方法的精神和范圍。