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水杨酸闪蒸干燥系统

信息来源:本站 | 发布日期: 2023-12-08 09:36:19 | 浏览量:203035
关键词:水杨酸闪蒸干燥系统
一种水杨酸闪蒸干燥系统
技术领域
[0001] 本发明属于水杨酸干燥技术领域,具体是一种水杨酸闪蒸干燥系统。
背景技术
[0002] 水杨酸是一种脂溶性的有机酸,化学式为C7H6O3。外观是白色的结晶粉状物,熔点是158~161℃。存在于自然界的柳树皮、白珠树叶及甜桦树中,是重要的精细化工原料,可用于阿司匹林等药物的制备。
[0003] 针对于水杨酸进行闪蒸干燥处理过程中,原系统空气经过滤后由鼓风机提供动力,经蒸汽加热装置升温至108~158℃范围内后进入干燥塔底部入口,热空气经过干燥塔降温,经过旋风分离、布袋除尘后温度降至60~70℃,由引风机将乏气吸出输送至尾气环保处理装置,经环保处理后排入大气;
[0004] 此种方式在具体闪蒸干燥过程中,将大量的具有温度的气体排出,但此类具有温度的气体还可进行再次利用,故原始的闪蒸方式,会造成能量流失,并不能对气体进行回收再利用,以此节约整个系统所消耗的能源。
发明内容
[0005] 本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一;为此,本发明提出了一种水杨酸闪蒸干燥系统,用于解决原始的闪蒸方式,会造成能量流失,并不能对气体进行回收再利用,以此节约整个系统所消耗的能源的技术问题。
[0006] 为实现上述目的,根据本发明的第一方面的实施例提出一种水杨酸闪蒸干燥系统,包括闪蒸干燥机、原蒸汽加热器、均压箱、循环增压风机、热泵蒸发器、热泵冷凝器、高温热泵机组、旋风分离器、布袋除尘器、引风机和尾气环保装置;
[0007] 所述高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温脱水,再由热泵冷凝器为脱水后的干空气升温,被升温的干空气经由循环风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口;
[0008] 所述循环增压风机,将加热后的气体传输至均压箱内,所述均压箱将加热后的气体进行扩容减压均衡,并将进行均压后的气体传输至原蒸汽加热器内,所述原蒸汽加热器采用钢铝复合翅片管作为主要换热器元件,变将蒸汽内部的热量传输至闪蒸干燥机内,对闪蒸干燥机内部的水杨酸进行闪蒸干燥处理;
[0009] 所述闪蒸干燥机将闪蒸干燥过程中所产生的气体传输至旋风分离器内,所述旋风分离器对气体内部的颗粒进行分离处理,靠气流切向引入造成的旋转运动,使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开;
[0010] 旋风分离器将处理后的气体再次传输至布袋除尘器内,所述布袋除尘器对气体内部的粉尘颗粒进行吸附处理,将经过处理后的气体传输至对应的储藏设备内。
[0011] 优选的,所述储藏设备内部的气体分别输送至引风机和热泵蒸发器内,其中传输管道内设置有调节阀门,所输入的具体参数由操作人员对调节阀门进行控制调节,所述引风机将接收到的气体传输至尾气环保装置内,所述尾气环保装置对传输过程中的气体进行净化处理。
[0012] 优选的,所述热泵蒸发器、高温热泵机组、热泵冷凝器以及循环增压风机组成一组能源回收再利用组件,其中高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温至20℃脱水,再由热泵冷凝器为这部分干空气以及补充的新风升温,被升温至110℃的干空气经由循环增压风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口。
[0013] 优选的,所述循环增压风机,包括气体参数获取端、循环增压处理端、控制终端以及存储终端。
[0014] 优选的,所述循环增压风机根据输入气体的体积,对输入气体采用不同程度的增压方式,使输出气体的整体温度达到130℃,其中具体增压方式如下:
[0015] 气体参数获取端,预先将需要进行增压的气体容积进行获取,并将所获取的气体容积标记为RJi,其中i代表不同阶段的输入气体;
[0016] 循环增压处理端将气体容积RJi与存储终端内部的比对参数Y1进行比对,当气体容积RJi>Y1时,获取导向因子X1,当气体容积RJi≤Y1时,获取导向因子X2;
[0017] 采用YLi=RJi×X1/X2得到压力参数YLi,其中公式内部的/代表“或”;
[0018] 将压力参数YLi传输至控制终端内,所述控制终端对循环增压风机的压力参数调节至YLi,对输入气体进行加压处理,使输出气体的温度达到130℃。
[0019] 与现有技术相比,本发明的有益效果是:高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温脱水,再由热泵冷凝器为脱水后的干空气升温,被升温的干空气经由循环风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口;循环增压风机,将加热后的气体传输至均压箱内,所述均压箱将加热后的气体进行扩容减压均衡,并将进行均压后的气体传输至原蒸汽加热器内,所述原蒸汽加热器采用钢铝复合翅片管作为主要换热器元件,变将蒸汽内部的热量传输至闪蒸干燥机内,对闪蒸干燥机内部的水杨酸进行闪蒸干燥处理,热泵蒸发器、高温热泵机组、热泵冷凝器以及循环增压风机组成一组能源回收再利用组件,对所产生的气体进行回收再利用,在闪蒸过程中,达到较好的节能效果,同时循环增压风机根据输入气体的体积,对输入气体采用不同程度的增压方式,采用不同的导向因子,进行增压,提升了增压效果。
附图说明
[0020] 图1为本发明整体框架示意图;
[0021] 图2为本发明循环增压风机的原理框架示意图。
具体实施方式
[0022] 下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
[0023] 请参阅图1,本申请提供了一种水杨酸闪蒸干燥系统,包括闪蒸干燥机、原蒸汽加热器、均压箱、循环增压风机、热泵蒸发器、热泵冷凝器、高温热泵机组、旋风分离器、布袋除尘器、引风机和尾气环保装置;
[0024] 所述高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温脱水,再由热泵冷凝器为脱水后的干空气(同时补充部分新风)升温,被升温的干空气经由循环风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口;
[0025] 所述循环增压风机,将加热后的气体传输至均压箱内,所述均压箱将加热后的气体进行扩容减压均衡,并将进行均压后的气体传输至原蒸汽加热器内,所述原蒸汽加热器采用钢铝复合翅片管作为主要换热器元件,变将蒸汽内部的热量传输至闪蒸干燥机内,对闪蒸干燥机内部的水杨酸进行闪蒸干燥处理;
[0026] 所述闪蒸干燥机将闪蒸干燥过程中所产生的气体传输至旋风分离器内,所述旋风分离器对气体内部的颗粒进行分离处理,靠气流切向引入造成的旋转运动,使具有较大惯性离心力的固体颗粒或液滴甩向外壁面分开;
[0027] 旋风分离器将处理后的气体再次传输至布袋除尘器内,所述布袋除尘器对气体内部的粉尘颗粒进行吸附处理,将经过处理后的气体传输至对应的储藏设备内;
[0028] 所述储藏设备内部的气体分别输送至引风机和热泵蒸发器内,其中传输管道内设置有调节阀门,所输入的具体参数由操作人员对调节阀门进行控制调节,所述引风机将接收到的气体传输至尾气环保装置内,所述尾气环保装置对传输过程中的气体进行净化处理;
[0029] 所述热泵蒸发器、高温热泵机组、热泵冷凝器以及循环增压风机组成一组能源回收再利用组件,其中高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温至20℃脱水,再由热泵冷凝器为这部分干空气以及补充的新风升温,被升温至110℃的干空气经由循环增压风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口,水杨酸进料量为1500kg/h,其中含水量为15%,干燥后含水量≤0.5%,干燥塔最小脱水量为:
[0030] 1500*(15‑0.5)/100=217.5kg/h;
[0031] 除尘后空气温度按70℃,经过热泵蒸发器空气温度按20℃计算,水蒸汽的比热容取1.88kJ/(kg·K),水的汽化潜热取2260kJ/kg,循环空气量按13000m口/h,空气密度取3
1.2kg/m,空气比热取1.0kJ/(kg·K),则热泵蒸发器制冷量为:
[0032] (1.88*50+2260)*217.5/3600+1*13000*1.2*50/3600=359kW;
[0033] 考虑到系统用能波动,最大负荷按1.5系数选型:
[0034] 359*1.5=539kW
[0035] 因此可选用热泵机组:
[0036] 制冷量为560kW,制热量为720,型号为:ZG‑56/72TF‑FF‑7020‑20100的空气‑空气型机组一台;
[0037] 所述循环增压风机,包括气体参数获取端、循环增压处理端、控制终端以及存储终端;
[0038] 所述气体参数获取端输出端与循环增压处理端输入端电性连接,所述循环增压处理端与存储终端之间双向连接,所述循环增压处理端输出端与控制终端输入端电性连接;
[0039] 请参阅图2,所述循环增压风机,根据输入气体的体积,对输入气体采用不同程度的增压方式,使输出气体的整体温度达到130℃,其中具体增压方式如下:
[0040] 气体参数获取端,预先将需要进行增压的气体容积进行获取,并将所获取的气体容积标记为RJi,其中i代表不同阶段的输入气体;
[0041] 循环增压处理端将气体容积RJi与存储终端内部的比对参数Y1进行比对,当气体容积RJi>Y1时,获取导向因子X1,当气体容积RJi≤Y1时,获取导向因子X2(其中,不同气体容积的气体,所对应的导向因子不同);
[0042] 采用YLi=RJi×X1/X2得到压力参数YLi,其中公式内部的/代表“或”;
[0043] 将压力参数YLi传输至控制终端内,所述控制终端对循环增压风机的压力参数调节至YLi,对输入气体进行加压处理,使输出气体的温度达到130℃。
[0044] 实验
[0045] 作为本发明的一组实施例,所述热泵蒸发器、高温热泵机组、热泵冷凝器以及循环增压风机组成一组能源回收再利用组件的具体节能参数如下:
[0046] 原系统消耗蒸汽量为1.4t/h,蒸汽单价为271.16元/t,按每小时节约1.2吨蒸汽计算,年蒸汽耗量为
[0047] 1.2*21*320=8064t/y
[0048] 使用跨临界二氧化碳高温热泵机组+循环增压风机取代蒸汽为干燥塔空气加热,节省原鼓风机和引风机,经计算高温热泵机组使用功率为160kW,制冷量为560kW,制热量为720kW,循环风机使用功率为80kW,由于高温热泵机组+循环增压风机替代鼓风机+引风机,每年增加的电量为:
[0049] (160+80‑18‑39/2)*21*330=1360800kW·h/y
[0050] 已知0.6MPa蒸汽温度为158.84℃,焓值为2756.4kJ/kg;20℃水的焓值为84.5kJ/kg;蒸汽使用效率一般为70%,生产1度电按0.32千克标煤,标煤热值按7000kCal/kg,年节约标煤量为:
[0051] 8064*(2756.4‑84.5)*0.2389/7000/0.7‑1337490*0.32/1000=622吨标煤/年[0052] 减排CO2量:622*2.62=1630吨/年
[0053] 节约费用
[0054] 综合电价约为0.725元/度,蒸汽价格为271.16元/t。采用跨临界二氧化碳高温热泵机组取代蒸汽加热,每年节省蒸汽量为8064t/y,年增加电量为1337490kW.h。
[0055] (8064*271.16‑1360800*0.725)/10000=120万元/年
[0056] 每年能节约120万元,效益非常明显。
[0057] 1、机组选型计算
[0058] (1)专用跨临界二氧化碳高温热泵机组蒸发器为除尘后的部分湿空气降温至20℃脱水,再由热泵冷凝器为这部分干空气以及补充的新风升温,被升温至110℃的干空气经由循环加压风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口。水杨酸进料量为1500kg/h,其中含水量为15%,干燥后含水量≤0.5%,干燥塔最小脱水量为:
[0059] 1500*(15‑0.5)/100=217.5kg/h;
[0060] 除尘后空气温度按70℃,经过蒸发器空气温度按20℃计算,水蒸汽的比热容取3
1.88kJ/(kg·K),水的汽化潜热取2260kJ/kg,循环空气量按13000m/h,空气密度取1.2kg/
3
m,空气比热取1.0kJ/(kg·K),则热泵蒸发器制冷量为:
[0061] (1.88*50+2260)*217.5/3600+1*13000*1.2*50/3600=359kW;
[0062] 考虑到系统用能波动,最大负荷按1.5系数选型:
[0063] 359*1.5=539kW
[0064] 因此可选用热泵机组:
[0065] 制冷量为560kW,制热量为720,型号为:ZG‑56/72TF‑FF‑7020‑20100的空气‑空气型机组一台。
[0066] 机组主要参数:
[0067]
[0068] 上述公式中的部分数据均是去除量纲取其数值计算,公式是由采集的大量数据经过软件模拟得到最接近真实情况的一个公式;公式中的预设参数和预设阈值由本领域的技术人员根据实际情况设定或者通过大量数据模拟获得。
[0069] 本发明的工作原理:高温热泵机组和热泵蒸发器为除尘后的部分湿空气降温脱水,再由热泵冷凝器为脱水后的干空气(同时补充部分新风)升温,被升温的干空气经由循环风机加压升温至130℃左右输送至干燥机入口;循环增压风机,将加热后的气体传输至均压箱内,所述均压箱将加热后的气体进行扩容减压均衡,并将进行均压后的气体传输至原蒸汽加热器内,所述原蒸汽加热器采用钢铝复合翅片管作为主要换热器元件,变将蒸汽内部的热量传输至闪蒸干燥机内,对闪蒸干燥机内部的水杨酸进行闪蒸干燥处理,热泵蒸发器、高温热泵机组、热泵冷凝器以及循环增压风机组成一组能源回收再利用组件,对所产生的气体进行回收再利用,在闪蒸过程中,达到较好的节能效果,同时循环增压风机根据输入气体的体积,对输入气体采用不同程度的增压方式,采用不同的导向因子,进行增压,提升了增压效果。
[0070] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制,尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明,本领域的普通技术人员应当理解,可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换,而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

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