闭路循环热泵式流化床干燥过程研究

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闭路循环干燥是指干燥介质在封闭系统中循环使用的干燥作业,具有可回收溶剂、安全、环保、产品质量好等显著特点。热泵是一种从低温热源吸收热量,在较高温度下放出大量可以被利用的热量的装置。热泵与闭路循环干燥的有机结合,不仅可回收干燥尾气中的大量热量,而且可节省大量用于冷却干燥尾气的冷量,节能效果显著,有广阔的应用前景。本文提出了以流化床为干燥器采用部分尾气循环的闭路循环热泵干燥流程;在分布板直径为188mm的流化床内,以PVC为干燥物料,以空气为流化、干燥介质,实验研究了进风温度和湿度对PVC流化干燥特性的影响,拟合得到了恒速段和降速段的干燥动力学模型分别为MR(28)a(10)bt和MR(28)exp(-ktn);用该模型计算了PVC流化干燥过程,对部分尾气循环的闭路循环热泵式流化床干燥过程进行了模拟分析,得到了循环比、热泵工质的蒸发温度、冷凝温度对干燥系统的COP、SMER的影响规律:蒸发温度20℃时,冷凝温度越高,干燥系统的C OP、SMER越小;冷凝温度105℃时,蒸发温度越高,干燥系统的C OP、SMER越大;蒸发温度20℃,冷凝温度75℃时,循环比增大,干燥系统的COP、SMER也越大。模拟计算的结果表明,在相同的操作条件下,与常规的闭路循环热泵式流化床干燥系统相比,部分尾气循环的闭路循环热泵式流化床干燥系统的SMER更高,节能效果显著。研究结果对促进闭路循环热泵干燥过程的工业应用有一定的理论和现实意义。
摘要第6-7页
ABSTRACT第7-8页
第一章 绪论第12-30页
    1.1 干燥概述第12-16页
        1.1.1 干燥原理、方法和干燥器第12-13页
        1.1.2 流化床干燥器第13-14页
        1.1.3 干燥动力学试验第14-16页
    1.2 干燥过程节能减排第16-19页
        1.2.1 干燥能耗与污染现状第16-17页
        1.2.2 干燥过程节能减排的主要技术途径第17-18页
        1.2.3 先进节能理论与技术第18-19页
    1.3 闭路循环干燥第19-21页
        1.3.1 闭路循环干燥系统的原理第20页
        1.3.2 闭路循环干燥的特点第20-21页
        1.3.3 闭路循环干燥的应用和发展趋势第21页
    1.4 热泵及热泵干燥第21-28页
        1.4.1 热泵的工作原理及其应用第21-22页
        1.4.2 热泵干燥装置的工作原理第22-24页
        1.4.3 热泵干燥装置的分类第24-25页
        1.4.4 热泵干燥装置的特点第25-26页
        1.4.5 热泵干燥的研究进展第26-28页
    1.5 本文研究的背景第28-29页
    1.6 本文研究的主要内容第29-30页
第二章 PVC流化干燥特性第30-43页
    2.1 实验部分第31-36页
        2.1.1 实验装置第31-32页
        2.1.2 实验设备第32-33页
        2.1.3 实验参数控制第33-35页
        2.1.4 实验方法第35-36页
    2.2 PVC流化干燥特性第36-39页
        2.2.1 物料湿含量与干燥时间的关系(干燥曲线)第36-37页
        2.2.2 干燥速率与物料湿含量的关系(干燥速率曲线)第37-38页
        2.2.3 物料温度与物料湿含量的关系(温度曲线)第38-39页
    2.3 空气湿度对干燥过程的影响第39-41页
    2.4 临界湿含量的变化第41页
    2.5 本章小结第41-43页
第三章 PVC流化干燥动力学模型第43-56页
    3.1 常见的干燥动力学模型第43-47页
    3.2 PVC流化干燥动力学模型的建立第47-53页
    3.3 模型检验第53-55页
    3.4 本章小结第55-56页
第四章 闭路循环热泵式流化床干燥过程模拟分析第56-74页
    4.1 热泵干燥的性能指标第56-57页
        4.1.1 热泵的制热系数COPH第56页
        4.1.2 热泵干燥装置的除湿能耗比SMER第56-57页
    4.2 闭路循环热泵式流化床干燥系统模拟计算第57-60页
        4.2.1 常规闭路循环热泵式流化床干燥系统工艺流程第57-58页
        4.2.2 尾气循环的闭路循环热泵式流化床干燥系统工艺流程第58-60页
    4.3 模拟计算过程第60-68页
        4.3.1 计算依据第60-62页
        4.3.2 常规闭路循环热泵式流化床干燥系统的计算过程第62-67页
        4.3.3 尾气循环的闭路循环热泵式流化床干燥系统的计算过程第67-68页
    4.4 工艺参数对COP、SMER的影响第68-72页
        4.4.1 冷凝温度对COP、SMER的影响第68-70页
        4.4.2 蒸发温度对COP、SMER的影响第70-71页
        4.4.3 循环比对COP、SMER的影响第71-72页
    4.5 本章小结第72-74页
第五章 总结与展望第74-76页
    5.1 总结第74页
    5.2 展望第74-76页
参考文献第76-81页
致谢第81页
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