針對(duì)傳統(tǒng)谷物干燥能耗高,粉塵、廢熱污染嚴(yán)重,干燥品質(zhì)較差的問題,提出了一種連續(xù)型谷物真空干燥系統(tǒng),該系統(tǒng)采用開式吸收式熱泵回收利用谷物在干燥過程中產(chǎn)生的水蒸氣及其汽化潛熱,兼具低溫真空干燥與熱泵節(jié)能的雙重優(yōu)勢(shì)。以連續(xù)型真空干燥滾筒實(shí)驗(yàn)為依據(jù),設(shè)計(jì)了基于開式吸收式熱泵的連續(xù)型真空干燥系統(tǒng);建立了該系統(tǒng)的物質(zhì)、能量守恒數(shù)學(xué)模型;并依托Aspen Plus軟件對(duì)整個(gè)系統(tǒng)流程進(jìn)行建模,分析了干燥壓力、溶液熱交換器效率、加熱溫度和稀溶液濃度對(duì)系統(tǒng)性能系數(shù)（coefficient of performance,COP）及干燥能耗的影響。結(jié)果表明:設(shè)計(jì)工況下系統(tǒng)COP為1.728 5,干燥能耗為3 346.92 kJ/（kg·H₂O）,降低當(dāng)前傳統(tǒng)谷物干燥機(jī)能耗的37%;該系統(tǒng)在理論上具有可行性且節(jié)能效果顯著。提高溶液熱交換器效率、降低加熱溫度以及降低稀溶液濃度均能提高系統(tǒng)COP,降低干燥能耗。 

【文章來源】：科學(xué)技術(shù)與工程. 2020,20(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

開式吸收式熱泵連續(xù)型真空干燥系統(tǒng)流程圖

連續(xù)型真空滾筒干燥機(jī)是物料干燥的場(chǎng)所,在溴化鋰吸收式熱泵循環(huán)中既充當(dāng)冷凝器又充當(dāng)蒸發(fā)器的角色,具體結(jié)構(gòu)如圖2所示。在該設(shè)備中(圖2),儲(chǔ)料倉、給料裝置、內(nèi)筒體、成品倉和干燥蒸汽出口貫通連接,內(nèi)部保持密封,提供真空的干燥環(huán)境;外筒體固定,外敷保溫層,與內(nèi)筒體同軸心安裝,與內(nèi)筒體形成的環(huán)形空腔便于通入來自熱泵的加熱蒸汽,將熱量通過內(nèi)筒體傳遞給被干燥物料;內(nèi)筒體在驅(qū)動(dòng)裝置帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn),內(nèi)壁焊有螺旋葉片和揚(yáng)料板,可以一邊加熱物料,一邊將物料均勻的輸送到成品倉。經(jīng)試驗(yàn),連續(xù)型真空滾筒干燥機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定且密封性良好,能夠滿足玉米干燥后要求的含水率和裂紋率標(biāo)準(zhǔn)[10]。在20 kg/h干燥量、80 ℃的加熱條件下,玉米含水率由25%降低至13.5%,以此為干燥機(jī)性能基本參數(shù),對(duì)開式吸收式熱泵真空干燥系統(tǒng)進(jìn)行建模分析。

使用Aspen Plus軟件中的Heater、HeatX、Mixer、Flash2、Pump及Valve模塊對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行建模,系統(tǒng)循環(huán)流程如圖3所示,模型中的模塊說明如表2所示,模型中實(shí)線為物質(zhì)流,虛線為熱流。建模后,水及LiBr溶液的各狀態(tài)參數(shù)和物性參數(shù)可直接從軟件中調(diào)用,系統(tǒng)運(yùn)行后可以方便地獲得各部件的熱負(fù)荷,便于進(jìn)行性能分析。表2 模型中單元操作模塊說明Table 2 Description of the unit operation blocks used in models 模塊代號(hào) 模擬部件 模塊代號(hào) 模擬部件 AB1+AB2+AB3 吸收器 ROLLER+EX1 滾筒干燥機(jī) GE1+GE2 發(fā)生器 FLASH 閃蒸罐 EX 溶液熱交換器 VAVLE 節(jié)流閥 P1 溶液泵 WS 儲(chǔ)水箱 P2 水泵

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于干燥蒸汽余熱利用的連續(xù)型谷物真空干燥機(jī)的研制及性能評(píng)價(jià)[J]. 王玉坤,馬素霞,潘永坤,鄭偉強(qiáng).  科學(xué)技術(shù)與工程. 2019(30)
[2]中國(guó)主要糧食作物產(chǎn)后損失特征及減損潛力研究[J]. 高利偉,許世衛(wèi),李哲敏,成升魁,喻聞,張永恩,李燈華,王禹,吳晨.  農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào). 2016(23)
[3]滾筒式糧食真空低溫烘干機(jī)的創(chuàng)新研發(fā)及性能介紹[J]. 程長(zhǎng)青,謝海燕,郭銀浦.  農(nóng)業(yè)工程. 2015(06)
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博士論文
[1]玉米真空干燥特性的研究[D]. 張志軍.東北大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3259781