1、南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2005年 #1995-2005Tsinf；huaTonanOpticalDiscCo.Lid.Allrishisrescned. #1995-2005TsinhuaT（川對(duì)OpticalDiscCo.、Lid.Allrishisresened.Vol.19Z2Jun2(X)5 1995-2005TsinhuaTonanOpticalDiscO.Lid.Allrightsreserxed.20056JOURNALOFNANTONGVOIATIONAICOLLEGE孫亮誠l董金善2（1.餞遼市丹徒化肥廠江蘇餞遼212014:2南京工業(yè)大學(xué)過程裝備研憲所遼蘇南京210009）:噴霧

2、干燥是能耗較大的單元操作，為找利操作過程中隆低能耗的途徑.達(dá)到節(jié)能要求.研究了節(jié)能分析的基本方法、節(jié)能的影響因素和節(jié)能措施.對(duì)噴霧干燥過程中的熱量分配作了計(jì)算分析并根據(jù)噴霧千燥過程的研究及程序的編制分析評(píng)價(jià)了各種操作因素對(duì)干燥過程能耗的影響給出了干燥過程的節(jié)能措施:能耗分析噴霧干燥節(jié)能:TQO518:A:10085327（2005）02005703AnalysisofEnergyConsumptionandConservationinSprayDryingSUNLiangcheng1,DONGJinshan2(1FetuliTfrjjantofDanIn.Zhenjiang,Jiangsu21

3、2014:2hisitituleofPivcessEquipment,NairjingUniwisityofTechnology,Nanjing,Jiangsu210009)Abstract:EnergyconsentIionisimpoMMfi)runitconsuminglargeenergysitchasspraydryingTliispaperintivditcesmethodsofetiergysaxingandsummariesimfjortantfactsaffectinglheconservationofawrgytcalculatestheheatdis!rihutionin

4、spntydryingpn)cesshosedontheivseaivhivsultandthecompiledpivgmmofsxiyingdryer,andanalypsIheconespondingniecisiitvsforenergycousenutionFfevwords:energycoitsuminganalysis;spniydrying：energyconsecution南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2005年 #1995-2005Tsinf；huaTonanOpticalDiscCo.Lid.Allrishisrescned. #1995-2005TsinhuaT（川對(duì)OpticalD

5、iscCo.、Lid.Allrishisresened.Vol.19Z2Jun2(X)5 #1995-2005TsinhuaTonanOpticalDiscO.Lid.Allrightsreserxed.南通職業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)2005年 1995-2005Tsinf；huaTonanOpticalDiscCo.Lid.Allrishisrescned. 1995-2005TsinhuaT（川對(duì)OpticalDiscCo.、Lid.Allrishisresened.Vol.19Z2Jun2(X)5 #1995-2005TsinhuaTonanOpticalDiscO.Lid.Allrightsrese

6、rxed.能源是世界經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ).我國能源資源雖然豐富但人均占有量很低加上管理不善、技術(shù)落后、能耗高、浪費(fèi)大便得我國的能源有供不應(yīng)求的趨勢，因此在積極開發(fā)新能源的同時(shí)還有必要努力尋找節(jié)能途徑。千燥是一種應(yīng)用十分廣泛的重耍單元操作，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量起著決定性的作用。近年來國內(nèi)干燥技術(shù)與干燥設(shè)備的發(fā)展速度相當(dāng)驚人，但對(duì)干燥操作中的能量消耗知不甚重視，這不能不引起注意。干燥過程的能耗較大有關(guān)資料C介紹，在工業(yè)發(fā)達(dá)國家千燥操作消耗的能量約占全國總能量消耗的13%20%,我國近期統(tǒng)計(jì)表明，干燥操作所消耗的能量約占總能耗的10%。所以節(jié)能是十分重要的尤其是在能源價(jià)格日益上漲的今天.能量消耗是直接關(guān)系

7、到操作的徑濟(jì)性的一個(gè)重要指標(biāo).在操作過程中應(yīng)盡可能地降低能耗。為此本文對(duì)噴霧干燥過程中的能耗進(jìn)行了分析.并在此基礎(chǔ)上提出了節(jié)能措施。1根據(jù)熱力學(xué)第一定律，能量在轉(zhuǎn)化過程中既不會(huì)增多也不會(huì)減少但會(huì)發(fā)生質(zhì)的變化主要表現(xiàn)為對(duì)環(huán)境作功能力的變化。節(jié)能是指釆取技術(shù)上可行、徑濟(jì)上合理及環(huán)境和社會(huì)可接受的一切措施以更有效地利用能源資源。節(jié)能巳被稱為世界第五大能源.它不僅可以緩解能源供需矛盾促進(jìn)徑濟(jì)持續(xù)、快速、健康發(fā)展而且是減少有害氣體排放.隆低大氣污染的最現(xiàn)實(shí)最徑濟(jì)的途徑。節(jié)能的基本原則有兩條，4：（1）減少不可逆過程的有效能損失不可逆程度越大有效能損失也越大。傳熱過穆的流體問溫差越大傳質(zhì)過程的傳質(zhì)濃差越大

8、不可逆程度越大有效能損失越大因此應(yīng)盡量減少傳熱溫差和傳質(zhì)濃差；（2）減少有效能的廢棄：生產(chǎn)過程中的能量一部分被產(chǎn)品帶走，一部分被廢棄入環(huán)境。能量的廢棄不可能為零但可釆用適當(dāng)?shù)墓?jié)能技術(shù)回收利用。20世紀(jì)90年代.節(jié)能技術(shù)巳從單體設(shè)備節(jié)能過渡到向高層次深化方向發(fā)展的能量過程系統(tǒng)。該方法是從系統(tǒng)工程的角度出發(fā)將熱力半與系統(tǒng)工穆相結(jié)合并用于分析生產(chǎn)中的能量流動(dòng)，以系統(tǒng)優(yōu)化為目標(biāo)提高過穆的能量利用率.從整體上達(dá)到投入最小產(chǎn)出最大，為工業(yè)生產(chǎn)帶來技術(shù)改造的顯苦效果和良好的徑濟(jì)效益。目前此方法主要分半經(jīng)驗(yàn)半理論的夾點(diǎn)技術(shù)法、數(shù)學(xué)規(guī)劃法和熱力學(xué)法是一種全局優(yōu)化問題，是隆低能耗成本提高系統(tǒng)能源利用率的最佳手段。

9、2干燥系統(tǒng)中加入的熱量為蒸發(fā)水分、加熱空氣與物料及系統(tǒng)中損失的熱量之和。干燥器的理論總熱效率定義為絕熱蒸發(fā)過程所用的熱量Q占供應(yīng)的總熱量0的百分比，可用公式表示如下：遺X100%雖然上述公式的計(jì)算結(jié)果比較精確，但較為素瑣工業(yè)上計(jì)算干燥器的熱效率時(shí)一般釆用以下近似公式門.=77xioo%tro式中r一撚效率（）；，一入加熱器時(shí)的大氣溫度（9）;八一入干燥器時(shí)的空氣溫度（9）；r：一開干燥器時(shí)的空氣溫度（9）o本文根據(jù)上式，應(yīng)用筆者編制的噴霧干燥器的設(shè)計(jì)計(jì)算程序考查了不同進(jìn)料參數(shù)對(duì)干燥器的干燥熱效率的影響進(jìn)而決定釆取相應(yīng)的節(jié)能措施。噴霧干燥器的操作條件為：轉(zhuǎn)盤周速為141.1m/s.干燥室內(nèi)風(fēng)場的

10、切向速度為2m/s,粒子粒徑為125卩m處理量為160kg水/hr。世界銀行通過對(duì)發(fā)展中國家節(jié)能潛力進(jìn)行分析后指出技術(shù)因素占預(yù)測節(jié)能量的一半。為此，本文從技術(shù)的角度出發(fā)針對(duì)噴霧干燥過程的能量消耗釆用夾點(diǎn)分析技術(shù)提出了降低過程能耗的幾種措施。3.1不同進(jìn)氣溫度對(duì)干燥器熱效率的影響情況見表1。進(jìn)代溫度（9150250350450550干燥熱效率（%）60.3974.1280.0583.4885.76從表1可知，提高入口空氣溫度有利于提高熱效率，但提高入口空氣的溫度要受到產(chǎn)品性質(zhì)和高溫區(qū)燒焦物料的限制：在并流操作中.入口空氣溫度可比產(chǎn)品變質(zhì)溫度高得多。3.2預(yù)熱器供給的能量中，被排出廢氣帶走的熱量約

11、占總熱量的20%40%,有的甚至高達(dá)60%。如果能盡量降低出口空氣的溫度可以有效地提高干燥器的熱效率。表2是不同出口溫度對(duì)干燥器干燥熱效率的影響情況。2出口代溫度（080.4285.4190.4095.20100.13105.26干燥熱效率（）76.7675.5072.2469.9867.7265.47由表2可看出，降低出氣溫度比提高進(jìn)口溫度更為徑濟(jì)。但出氣溫度被兩個(gè)因素限制:一是規(guī)定的濕含量，二是廢氣進(jìn)入后面的分離設(shè)備時(shí)溫度要高于霜點(diǎn)20503.3干燥系統(tǒng)中，由預(yù)熱器供給的能量主要用于物料中水分的蒸發(fā)。不同蒸發(fā)量（即物料的水分含量）對(duì)千燥器干燥熱效率的影響惰況見表3。水分蒸發(fā)量（kg/hr）

12、80100160200250干燥熱效率（%）79.3579.6380.0580.180.30由表3可知增加固含量,降低蒸發(fā)負(fù)荷，雖然對(duì)提高干燥熱效率影響不大，但可降低整個(gè)干燥器的熱負(fù)荷。故在干燥前應(yīng)將濕物料中的水分盡量降低。3.4不同進(jìn)料溫度對(duì)干燥器熱效率的影響情況如表4所示?？梢?在干燥前將物料預(yù)熱到允許的最高溫度是值得的。進(jìn)料溫度03040506070干燥熱效率(%)71.974.3276.507&3379.793.5噴霧干燥系統(tǒng)排放尾氣的溫度較高，含有較多的可利用的熱能.因此可從尾氣余熱回收方面促進(jìn)節(jié)能。尾氣余熱回收利用主要從兩個(gè)方面入手：一是針對(duì)裝豎洸滌工序需用5570俠水的特點(diǎn)，將尾

13、氣與新鮮水換熱后提供熱水；二是考慮尾氣與新鮮氣換熱或直接回用作為煙氣發(fā)生爐用氣。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)g表明噴霧干燥系統(tǒng)尾氣在徑水膜除塵處理后的放溫區(qū)域大部分在65-45C。而在水膜除塵前尾氣余熱回收溫位雖然較高但氣相顯熱可回收熱量較少.尾氣中粉塵在換熱面上積垢傳熱系數(shù)低，所需設(shè)備龐大。尾氣經(jīng)水膜除塵后，于飽和溫度下通過換熱回收潛熱的方案，雖然溫差降低但有傳熱系數(shù)高、結(jié)垢減輕等優(yōu)點(diǎn)。如果將尾氣與新鮮風(fēng)換熱，則由于尾氣溫度較高與露點(diǎn)之I可的溫差大氣相顯熱傳熱系數(shù)小，所需換熱面積大，為克服換熱器的阻力，還需新增風(fēng)機(jī)節(jié)能效果不大。如果將噴霧干燥煙氣發(fā)生爐改為燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電機(jī)或前要鍋爐的方案將燃料燃燒產(chǎn)生的煙氣兩次利

14、用煙氣在發(fā)電或生產(chǎn)蒸汽后再進(jìn)行噴霧干燥。此方案雖然理論上可行能源的綜合利用效果較佳但考慮到化工單元操作與此類操作相距較遠(yuǎn).管理難度較大，不利于裝要的安全、平衡生產(chǎn)，故一般不采用此方案。另外實(shí)驗(yàn)表明),如果將噴霧干燥器煙氣發(fā)生爐改為熱管式則節(jié)能效果十分明顯。4綜合上述分析.筆者認(rèn)為在實(shí)際生產(chǎn)中針對(duì)噴霧干燥操作中遇到的各種不同問題，可分別釆用提高入口空氣溫度、降低出口空氣溫度、降低蒸發(fā)負(fù)荷、預(yù)熱料液、余熱回收利用等措施以降低能耗從而為生產(chǎn)實(shí)際提供有效的指導(dǎo)以達(dá)到增產(chǎn)節(jié)約、增收節(jié)支的目的1商逹底傳華黃按仁.化工生產(chǎn)過程中的能耗分析與書能卩能.2003.1:2729.2王喜思.80年代干燥技術(shù)|C.全

15、國第三次干燥技術(shù)交流會(huì)論文IA|.大連.1991.(3淆永Bf王喜忠編現(xiàn)代干燥技術(shù)|1北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1998.(4|胡道和.能原利用效率與分析方法C.第二屈水泥學(xué)術(shù)會(huì)議論文選集A.北京：中國連筑工業(yè)出版社.1995:3？5王莉王玲.能涼利用與環(huán)域保護(hù)|J化工進(jìn)展.1998.2:3538.|6|NfaslcrsKSprayDryingHindh.wk(M,NewYrk:Ll唔minScience&Technical.1999.7時(shí)鈞軫主編.化學(xué)工程手冊(cè).上卷|M)北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1996(17):5258.11虜傳華璃零干爍器軌述法設(shè)計(jì)程序的編制和應(yīng)用D杭州：浙遼大學(xué).1997.(9底傳華萱全善囲海明軫.噴零千燥操作中傳熱過程(JJ.南京化工大學(xué)學(xué)ig.1998(20