技術領域
[0001] 本發(fā)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(tǒng)。
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(tǒng)空氣經(jīng)過濾后由鼓風機提供動力，經(jīng)蒸汽加熱裝置升溫至108～158℃范圍內(nèi)后進入干燥塔底部入口，熱空氣經(jīng)過干燥塔降溫，經(jīng)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(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(jié)約整個系統(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)有技術中存在的技術問題之一；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，會造成能量流失，并不能對氣體進行回收再利用，以此節(jié)約整個系統(tǒng)所消耗的能源的技術問題。
[0006] 為實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一方面的實施例提出一種水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)，包括閃蒸干燥機、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環(huán)增壓風機、熱泵蒸發(fā)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(huán)保裝置；
[0007] 所述高溫熱泵機組和熱泵蒸發(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)風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口；
[0008] 所述循環(huán)增壓風機，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(nèi)，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(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內(nèi)，對閃蒸干燥機內(nèi)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(chǎn)生的氣體傳輸至旋風分離器內(nèi)，所述旋風分離器對氣體內(nèi)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(nèi)，所述布袋除塵器對氣體內(nèi)部的粉塵顆粒進行吸附處理，將經(jīng)過處理后的氣體傳輸至對應的儲藏設備內(nèi)。
[0011] 優(yōu)選的，所述儲藏設備內(nèi)部的氣體分別輸送至引風機和熱泵蒸發(fā)器內(nèi)，其中傳輸管道內(nèi)設置有調(diào)節(jié)閥門，所輸入的具體參數(shù)由操作人員對調(diào)節(jié)閥門進行控制調(diào)節(jié)，所述引風機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)保裝置對傳輸過程中的氣體進行凈化處理。
[0012] 優(yōu)選的，所述熱泵蒸發(fā)器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環(huán)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(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充的新風升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)增壓風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口。
[0013] 優(yōu)選的，所述循環(huán)增壓風機，包括氣體參數(shù)獲取端、循環(huán)增壓處理端、控制終端以及存儲終端。
[0014] 優(yōu)選的，所述循環(huán)增壓風機根據(jù)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(shù)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(huán)增壓處理端將氣體容積RJi與存儲終端內(nèi)部的比對參數(shù)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(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)，所述控制終端對循環(huán)增壓風機的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)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(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：高溫熱泵機組和熱泵蒸發(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)風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口；循環(huán)增壓風機，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(nèi)，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(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內(nèi)，對閃蒸干燥機內(nèi)部的水楊酸進行閃蒸干燥處理，熱泵蒸發(fā)器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風機組成一組能源回收再利用組件，對所產(chǎn)生的氣體進行回收再利用，在閃蒸過程中，達到較好的節(jié)能效果，同時循環(huán)增壓風機根據(jù)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(fā)明整體框架示意圖；
[0021] 圖2為本發(fā)明循環(huán)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(fā)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(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0023] 請參閱圖1，本申請?zhí)峁┝艘环N水楊酸閃蒸干燥系統(tǒng)，包括閃蒸干燥機、原蒸汽加熱器、均壓箱、循環(huán)增壓風機、熱泵蒸發(fā)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(huán)保裝置；
[0024] 所述高溫熱泵機組和熱泵蒸發(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(同時補充部分新風)升溫，被升溫的干空氣經(jīng)由循環(huán)風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口；
[0025] 所述循環(huán)增壓風機，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(nèi)，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(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內(nèi)，對閃蒸干燥機內(nèi)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(chǎn)生的氣體傳輸至旋風分離器內(nèi)，所述旋風分離器對氣體內(nèi)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(nèi)，所述布袋除塵器對氣體內(nèi)部的粉塵顆粒進行吸附處理，將經(jīng)過處理后的氣體傳輸至對應的儲藏設備內(nèi)；
[0028] 所述儲藏設備內(nèi)部的氣體分別輸送至引風機和熱泵蒸發(fā)器內(nèi)，其中傳輸管道內(nèi)設置有調(diào)節(jié)閥門，所輸入的具體參數(shù)由操作人員對調(diào)節(jié)閥門進行控制調(diào)節(jié)，所述引風機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)保裝置對傳輸過程中的氣體進行凈化處理；
[0029] 所述熱泵蒸發(fā)器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環(huán)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(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充的新風升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)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(jīng)過熱泵蒸發(fā)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(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，最大負荷按1.5系數(shù)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(huán)增壓風機，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] 請參閱圖2，所述循環(huán)增壓風機，根據(jù)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(shù)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(huán)增壓處理端將氣體容積RJi與存儲終端內(nèi)部的比對參數(shù)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(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)，所述控制終端對循環(huán)增壓風機的壓力參數(shù)調(diào)節(jié)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(fā)明的一組實施例，所述熱泵蒸發(fā)器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風機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，蒸汽單價為271.16元/t，按每小時節(jié)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(huán)增壓風機取代蒸汽為干燥塔空氣加熱，節(jié)省原鼓風機和引風機，經(jīng)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(huán)風機使用功率為80kW，由于高溫熱泵機組+循環(huán)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(chǎn)1度電按0.32千克標煤，標煤熱值按7000kCal/kg，年節(jié)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(jié)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(jié)省蒸汽量為8064t/y，年增加電量為1337490kW.h。
[0055] (8064*271.16?1360800*0.725)/10000＝120萬元/年
[0056] 每年能節(jié)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(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充的新風升溫，被升溫至110℃的干空氣經(jīng)由循環(huán)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(jīng)過蒸發(fā)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(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，最大負荷按1.5系數(shù)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(shù)：
[0067]
[0068] 上述公式中的部分數(shù)據(jù)均是去除量綱取其數(shù)值計算，公式是由采集的大量數(shù)據(jù)經(jīng)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(shù)和預設閾值由本領域的技術人員根據(jù)實際情況設定或者通過大量數(shù)據(jù)模擬獲得。
[0069] 本發(fā)明的工作原理：高溫熱泵機組和熱泵蒸發(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(同時補充部分新風)升溫，被升溫的干空氣經(jīng)由循環(huán)風機加壓升溫至130℃左右輸送至干燥機入口；循環(huán)增壓風機，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(nèi)，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(nèi)部的熱量傳輸至閃蒸干燥機內(nèi)，對閃蒸干燥機內(nèi)部的水楊酸進行閃蒸干燥處理，熱泵蒸發(fā)器、高溫熱泵機組、熱泵冷凝器以及循環(huán)增壓風機組成一組能源回收再利用組件，對所產(chǎn)生的氣體進行回收再利用，在閃蒸過程中，達到較好的節(jié)能效果，同時循環(huán)增壓風機根據(jù)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(fā)明的技術方法而非限制，盡管參照較佳實施例對本發(fā)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(fā)明的技術方法進行修改或等同替換，而不脫離本發(fā)明技術方法的精神和范圍。