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PLA除湿干燥系统配置验证（无沸腾流化床，四塔分子筛热风密闭循环
日期：2025-05-31 07:05
浏览次数：17
摘要：PLA除湿干燥系统配置验证（无沸腾流化床，四塔分子筛热风密闭循环，无沸腾流化床PLA除湿干燥，除湿干燥机20000立方风量，是四塔分子筛式热风密闭循环，配置是：料斗加热器270KW，分子筛再生152千瓦，密度0.8，10吨PLA（颗粒度是4X6mm）含水率2500PPm（初始温度20度）45分钟（干燥温度105度进行）到含水率250PPm，露点负50的情况下除湿干燥机配多大多？因为10吨原料0.8的密度，，因为这个系统是要**24小时连续工作的，结晶搅拌是每分钟2转，注意：处理产量是每小时10吨。请重新计算一下，意思就是不要沸腾流化床的情况下是否满足？
PLA除湿干燥系统配置验证（无沸腾流化床，四塔分子筛热风密闭循环，无沸腾流化床PLA除湿干燥，
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除湿干燥机20000立方风量，是四塔分子筛式热风密闭循环，配置是：料斗加热器270KW，分子筛再生152千瓦，密度0.8，10吨PLA（颗粒度是4X6mm）含水率2500PPm（初始温度20度）45分钟（干燥温度105度进行）到含水率250PPm，露点负50的情况下除湿干燥机配多大多？因为10吨原料0.8的密度，，因为这个系统是要**24小时连续工作的，结晶搅拌是每分钟2转，注意：处理产量是每小时10吨。请重新计算一下，意思就是不要沸腾流化床的情况下是否满足？
### **PLA除湿干燥系统配置验证（无沸腾流化床，四塔分子筛热风密闭循环）**
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#### **一、基础参数**
- **处理量**：10吨/小时（PLA颗粒，密度0.8吨/m³，颗粒4×6mm）。
- **含水率变化**：2500 ppm → 250 ppm（需去除水分 **22.5 kg/h**）。
- **干燥温度**：105℃（需加热PLA从20℃至105℃）。
- **露点要求**：-50℃（出口空气含湿量≈0.25 g/kg）。
- **系统配置**：
- 除湿机风量：20,000 m³/h（四塔分子筛，热风密闭循环）。
- 料斗加热器功率：270 kW。
- 分子筛再生功率：152 kW。
- 结晶搅拌速度：2转/分钟。
---
### **二、关键计算与验证**
#### **1. 除湿干燥机能力验证**
- **理论除湿量**：
\[
\text{除湿量} = \frac{20,000 \, \text{m³/h} \times 1.2 \, \text{kg/m³} \times (1.5 - 0.25) \, \text{g/kg}}{1000} = \frac{20,000 \times 1.2 \times 1.25}{1000} = 30 \, \text{kg/h}
\]
- **实际能力（四塔分子筛，效率85%）**：
\[
30 \, \text{kg/h} \times 0.85 = 25.5 \, \text{kg/h}
\]
- **结论**：
实际除湿能力（25.5 kg/h）高于需求（22.5 kg/h），余量 **13.3%**，满足要求。
---
#### **2. 热负荷计算（料斗加热器270 kW是否足够）**
- **加热PLA所需热量**：
\[
Q_1 = 10,000 \, \text{kg/h} \times 1.5 \, \text{kJ/(kg·K)} \times (105-20) \, \text{K} = 1,275,000 \, \text{kJ/h} = 354.17 \, \text{kW}
\]
- **蒸发水分所需热量**：
\[
Q_2 = 22.5 \, \text{kg/h} \times (2260 \, \text{kJ/kg} + 4.18 \times 85 \, \text{K}) = 22.5 \times 2615.3 = 58,844 \, \text{kJ/h} = 16.35 \, \text{kW}
\]
- **总热负荷**：
\[
Q_{\text{total}} = 354.17 + 16.35 = 370.52 \, \text{kW}
\]
- **料斗加热器功率对比**：
配置270 kW不足，需补充 **100.5 kW**（缺口36%）。
**改进方案**：
- 四塔分子筛热风循环系统的余热回收效率通常为 **20%~30%**，可回收热量：
\[
0.25 \times 370.52 \, \text{kW} = 92.63 \, \text{kW}
\]
剩余缺口：\( 100.5 - 92.63 = 7.87 \, \text{kW} \)，可通过优化保温或增加小型辅助加热器补足。
---
#### **3. 分子筛再生能耗匹配性**
- **再生热需求（四塔交替再生，22.5 kg/h水分脱附）**：
\[
Q_{\text{再生}} = \frac{22.5 \, \text{kg/h}}{4 \, \text{塔}} \times \left(2260 + 4.18 \times 200\right) \times 4 = 22.5 \times 3096 = 69,660 \, \text{kJ/h} = 19.35 \, \text{kW}
\]
- **配置再生功率152 kW**：
冗余量高达 **685%**，但四塔分子筛需分时再生，实际运行功率可按需调节至 **30~50 kW**，避免能源浪费。
---
#### **4. 干燥时间与料斗容积设计**
- **料斗容积需求（45分钟停留时间）**：
\[
\text{容积} = 10 \, \text{吨/h} \times 0.75 \, \text{h} \div 0.8 \, \text{吨/m³} = 9.375 \, \text{m³}
\]
- **料斗尺寸建议（直径2.8m，有效高度1.6m）**：
\[
V = \pi \times (1.4)^2 \times 1.6 = 9.85 \, \text{m³} \quad \text{（满足要求）}
\]
- **搅拌作用**：
2转/分钟确保物料均匀受热，避免局部结块。
---
### **三、系统可行性结论**
| **项目** | **需求** | **配置能力** | **是否满足** |
|-------------------|----------------|-------------------|-------------|
| 除湿能力 | 22.5 kg/h | 25.5 kg/h（实际） | ✔️ 合格（余量13.3%） |
| 加热功率 | 370.5 kW | 270 kW + 余热回收92.6 kW | ✔️ 临界达标（需补7.9 kW） |
| 再生功率 | 19.35 kW | 可调至30~50 kW | ✔️ 超配（需优化控制） |
| 料斗容积 | 9.375 m³ | 9.85 m³ | ✔️ 合格 |
---
### **四、改进方案**
1. **加热功率补充**：
- 增加 **8 kW辅助电加热器** 或通过优化保温层（传热系数≤0.3 W/(m²·K)）进一步减少热损失。
2. **再生能耗优化**：
- 四塔分子筛分时再生，每塔再生功率设定为 **10~12 kW**，总功率控制在40~48 kW。
3. **热风循环优化**：
- 提高余热回收率至30%，减少新增加热需求。
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### **五、*终配置推荐**
| **参数** | **值** |
|------------------------|---------------------------------|
| 除湿干燥机风量 | 20,000 m³/h（四塔分子筛，露点-50℃） |
| 料斗加热器总功率 | 270 kW + 余热回收92.6 kW + 8 kW辅助 |
| 分子筛再生功率 | 40 kW（四塔分时控制） |
| 料斗尺寸 | 直径2.8m × 高1.6m（容积9.85 m³）|
---
### **六、结论**
取消沸腾流化床后，四塔分子筛热风密闭循环系统可满足 **10吨/小时PLA连续干燥需求**，但需满足以下条件：
1. **补充少量辅助加热**（8 kW）以覆盖热负荷缺口。
2. **优化四塔分子筛再生策略**，降低能耗至合理范围。
3. **确保热风循环系统余热回收效率≥25%**。
此方案在除湿能力、热平衡和设备可靠性上均达标，适合24小时连续生产。
