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干燥是固液分离过程常用的单元操作,但普遍存在热效率低、能耗高的问题。随着世界能源危机日益加重,提高能源利用率,设计开发新型低能耗的干燥系统迫在眉睫。MVR技术利用压缩机向蒸发产生的二次蒸汽输入一定量的功,将二次蒸汽压缩到加热蒸汽的热力状态再循环利用。系统仅需消耗少量电能,且工艺简单、操作成本低、维护方便,在海水淡化、蒸发浓缩等工业领域已经成熟运用,节能效果显著。但MVR技术在干燥领域的应用和研究较少。本文将MVR技术应用于传导型干燥机,做了以下工作:提出了基于空心桨叶干燥机的MVR热泵干燥系统。对系统进行了能量平衡和质量平衡过程分析,并对MVR系统热力过程进行了初步理论分析和计算。模拟计算了干燥压力为80 kPa,压缩比为2的状况,结果表明:系统压缩单位工质的耗功仅为311 k J/kg,但可回收利用的冷凝潜热达到2346 kJ/kg,二次蒸汽温度提高了19.9℃,回收利用的热量与输入功的热功比达7.54,能源利用效率大幅提升;模拟计算了同一干燥压力不同压缩比,以及相同压缩比不同干燥压力下热泵系统性能的变化规律,结果表明:同一干燥压力下,随着压缩比的增加,MVR热泵干燥系统的COP和SMER均随着压缩比的增加而减小,且随着压缩比的增加,下降趋势变缓;在相同的压缩比下,随着干燥压力的增加,热泵的性能系数增加不明显。设计并建立了处理量为50 kg污泥/h的MVR热泵空心桨叶干燥系统。计算选用了JY-003型空心桨叶干燥机和罗茨压缩机,设计了进料机和丝网除沫器,对辅助装置进行了选型。并对MVR热泵干燥系统进行了安装和调试。采用该实验系统对污泥间歇干燥的恒速阶段进行了实验研究。结果表明:在污泥初始湿含量75%,质量为120 kg,热轴转速11.3 r/min的工况下,干燥压力80 k Pa,压缩比从1.5增加到1.9,COP从5.3降到3.9,SMER从6.9降到5.2 kg/(kW·h),参照目前的蒸汽电价比,在干燥的恒速段,使用MVR热泵系统进行干燥,具有很高的实际价值。在干燥污泥的恒速段,降低干燥压力、适当减小压缩比、选择合适的热轴转速均有利于提高系统的运行效率;提出了优化MVR热泵干燥系统主要有两个方向:一是提高压缩机的效率,二是增强干燥机的传热性能。研究结果对促进MVR技术在干燥中的应用有一定的理论意义和工程应用价值。