MVR技術(shù)在固體干燥領(lǐng)域的應(yīng)用，其中難點(diǎn)在于加熱蒸汽與干燥物料之間的傳熱，且熱傳導(dǎo)作為真空耙式烘干設(shè)備MVR系統(tǒng)的主要傳熱方式，其中一個(gè)問題是接觸熱阻的存在會(huì)嚴(yán)重影響傳熱，使得傳熱效果會(huì)大大減小，然而如何減小熱阻，強(qiáng)化傳熱至今仍是一個(gè)難題。鑒于國內(nèi)外成功工業(yè)化應(yīng)用的MVR真空耙式烘干設(shè)備系統(tǒng)，以及近些年國內(nèi)外學(xué)者在 MVR 技術(shù)在蒸發(fā)濃縮領(lǐng)域應(yīng)用研究所取得的一系列成果，可以發(fā)現(xiàn)目前MVR 技術(shù)的研究及其工業(yè)應(yīng)用主要都是集中在處理溶液等領(lǐng)域，而這些單元操作的主要特點(diǎn)就是沸點(diǎn)升高較低，就工業(yè)應(yīng)用而言主要集中在制鹽、海水淡化等領(lǐng)域。耙式干燥器是一種以傳導(dǎo)式傳熱為主的干燥機(jī)，熱量主要來自于自帶夾套的內(nèi)筒壁面和中空熱軸的外筒壁面的熱傳導(dǎo)。

真空耙式烘干設(shè)備系統(tǒng)對于實(shí)驗(yàn)室研究而言較簡便且測試數(shù)據(jù)也相對不精準(zhǔn)，為滿足實(shí)驗(yàn)研究，確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，因此設(shè)計(jì)了一套用于實(shí)驗(yàn)室中試研究使用的 MVR 耙式干燥實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要設(shè)備有蒸汽發(fā)生器、流量計(jì)、減壓閥、耙式干燥器、絲網(wǎng)除沫器、羅茨壓縮機(jī)、蒸汽減溫器、疏水閥、換熱器、熱水表、輔助設(shè)備及管路組成。早在1983年，云南省喬后鹽礦就對采用電力驅(qū)動(dòng)的機(jī)械蒸汽再壓縮制鹽工藝可行性進(jìn)行了初步試探，但當(dāng)時(shí)國內(nèi)技術(shù)的限制及在壓縮機(jī)制造上的不足，使得該試想并未得到實(shí)際應(yīng)用。

真空耙式烘干設(shè)備的蒸汽發(fā)生器產(chǎn)生的生蒸汽計(jì)量后通過減壓閥加入耙式干燥機(jī)中充當(dāng)熱源，物料受熱濕份蒸發(fā)產(chǎn)生二次蒸汽，二次蒸汽經(jīng)過絲網(wǎng)除沫器去除粉塵和液滴，進(jìn)入羅茨壓縮機(jī)增壓升溫后，蒸汽減溫器噴水去除過熱使壓縮后的二次蒸汽飽和，并加入部分生蒸汽后作為熱源重復(fù)利用，蒸汽在干燥機(jī)夾套和中空軸內(nèi)釋放潛熱冷凝，經(jīng)過疏水閥排出，換熱器可以對疏水閥泄漏的部分蒸汽進(jìn)一步冷凝確保實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)確，熱水表對冷凝水計(jì)量。真空耙式烘干設(shè)備采用AspenPlus化工流程模擬軟件中的壓縮機(jī)模塊和嚴(yán)格精餾模塊，以能耗作為目標(biāo)函數(shù)，進(jìn)行模擬對三效蒸餾濃縮工藝和三級MVR熱泵蒸餾濃縮工藝，并在結(jié)果上進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化，得到合適的相關(guān)工藝操作參數(shù)。

真空耙式烘干設(shè)備使用的蒸器發(fā)生器在產(chǎn)生的蒸汽壓力低于 0.2MPa 時(shí)會(huì)自動(dòng)開啟工作，大于0.4 Mpa時(shí)自動(dòng)停止，而如果使用此蒸汽直接補(bǔ)償?shù)秸羝艿乐校瑫?huì)造成壓縮機(jī)出口壓力過大使葉輪反轉(zhuǎn)，損壞壓縮機(jī)。因此需要選用合適的蒸汽減壓閥調(diào)節(jié)補(bǔ)充生蒸汽的壓力，以保護(hù)壓縮機(jī)等實(shí)驗(yàn)設(shè)備，確保相關(guān)實(shí)驗(yàn)人員的人身安全。目前可供使用的蒸汽減壓閥主要有兩種，波紋管式減壓閥和先導(dǎo)活塞式 。而兩種減壓閥均可耐高溫，波紋管減壓閥可以適用于低壓、高壓蒸汽管路等不同壓力范圍管道，而先導(dǎo)活塞式減壓閥一般較適用于高壓蒸汽管路。本次實(shí)驗(yàn)中使用的蒸汽發(fā)生器可產(chǎn)生0.6Mpa 的生蒸汽，出于精準(zhǔn)調(diào)控及安全的考慮，選擇型號為Y43H-25C的先導(dǎo)活塞式減壓閥。此真空耙式烘干設(shè)備是一種適用于各種壓力下的節(jié)能環(huán)保、、操作簡便的工藝系統(tǒng)。

真空耙式烘干設(shè)備換熱器選型可根據(jù)計(jì)算出來的所需換熱面積選擇市場在售的相關(guān)設(shè)備，本系統(tǒng)中使用的換熱設(shè)備為杭州亞干干燥設(shè)備有限公司根據(jù)所需換熱面積制成的。對 MVR 耙式干燥系統(tǒng)進(jìn)行了理論分析，并在此基礎(chǔ)上建立了基于真空耙式干燥機(jī)的 MVR 耙式干燥干燥系統(tǒng)。對系統(tǒng)運(yùn)行過程中能量平衡和質(zhì)量平衡進(jìn)行分析計(jì)算，在真空耙式烘干設(shè)備作質(zhì)量平衡分析時(shí)，將 MVR 干燥系統(tǒng)看作一個(gè)整體，其與外界進(jìn)行單進(jìn)雙出的物質(zhì)交換；選用的保溫材料應(yīng)當(dāng)具有高耐熱度、較小密度，較低導(dǎo)熱系數(shù)，較高抗折、抗壓強(qiáng)度，較小收縮率等特點(diǎn)。

在真空耙式烘干設(shè)備系統(tǒng)作能量平衡分析時(shí)，將 MVR 干燥系統(tǒng)看作為開口熱力系統(tǒng)，其中主要的能量變化有壓縮功量、系統(tǒng)散熱量、生蒸汽補(bǔ)充熱量以及物料攜帶能量。對 MVR 干燥系統(tǒng)熱力過程進(jìn)行理論計(jì)算和分析，以總質(zhì)量為 100kg 含水率為 40%的玉米淀粉作為物料進(jìn)行間歇干燥為例進(jìn)行理論分析，加料溫度為 25℃，干燥壓力為 80k Pa，壓縮比為 2，干燥后含水率為10%。計(jì)算結(jié)果表明，一臺(tái)有效的熱泵性能系數(shù) COP 必須大于 1，COP 越大則熱泵效率就越高，而該系統(tǒng) COP 高達(dá) 16.9。傳統(tǒng)干燥器的理論 SMER 值為1.6kg/(k W·h)，而實(shí)際的 SMER 只有理論的 20-80%，熱泵除濕干燥器的 SMER一般為 2.0-3.0kg/(k W·h)。而本系統(tǒng) SMER 高達(dá) 4.9 kg/(k W·h)，表明本系統(tǒng)在能源利用效率方面優(yōu)勢明顯，具有較大研究意義。后改用Zma空心軸耙式干燥機(jī)后,干燥時(shí)間縮短為原來的一半,含水量穩(wěn)定在千分之三以下。