本發(fā)明涉及一種聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)及方法，屬于節(jié)能領(lǐng)域。

技術(shù)背景

木糖醇是從白樺樹、玉米芯、甘蔗等植物原料中提取出來的一種天然甜味劑，

木糖醇不致齲且有防齲齒的作用，代謝不受胰島素調(diào)節(jié)，可作為糖尿病患者的

熱能源。

當(dāng)前木糖醇濃縮工藝特點：多以鍋爐生產(chǎn)的蒸汽降壓后作為熱源，晶體干燥采用的多是開式系統(tǒng)，先對空氣除濕凈化、然后利用蒸汽加熱，且廢熱不回收。

但在木糖醇濃縮及晶體烘干的過程中需要消耗大量的熱能，這增加了木糖醇的生產(chǎn)成本，因此如何降低木糖醇濃縮結(jié)晶及晶體干燥過程的耗能，是未來木糖醇生產(chǎn)的趨勢，也是實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的需要。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)充分利用廢熱源，將木糖醇溶液的濃縮與晶體的烘干耦合在同一個系統(tǒng)之中，其節(jié)能效果明顯。

一種聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)，其特征在于包括：閥門、回?zé)崞?、蒸發(fā)器、氣液分離器、過熱器、真空泵、膨脹機(jī)、冷凝器、增壓水泵、溶液泵、晶漿分離器、干燥箱、凝水分離器、風(fēng)機(jī)、換熱器；回?zé)崞靼醾?cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；蒸發(fā)器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；過熱器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；冷凝器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；換熱器包括熱側(cè)入口、熱側(cè)出口、冷側(cè)入口和冷側(cè)出口；氣液分離器包括入口、氣相出口、抽氣孔和液相出口；晶漿分離器包括入口、液相出口和固相出口；凝水分離器包括入口、氣相出口和液相出口；干燥箱包括入口和出口；干燥箱的出口與過熱器的熱側(cè)入口相連，過熱器的熱側(cè)出口與蒸發(fā)器的熱側(cè)入口相連，蒸發(fā)器的熱側(cè)出口與凝水分離器的入口相連；凝水分離器的氣相出口通過風(fēng)機(jī)與換熱器的冷側(cè)入口相連，換熱器的冷側(cè)出口與干燥箱入口相連；廢熱源與換熱器的熱側(cè)入口相連，換熱器的熱側(cè)出口與環(huán)境相連；凝水分離器液相出口與環(huán)境相連；回?zé)崞骼鋫?cè)出口與蒸發(fā)器的冷側(cè)入口相連，蒸發(fā)器的冷側(cè)出口與氣液分離器的入口相連；氣液分離器的液相出口與回?zé)崞鞯臒醾?cè)入口相連，回?zé)崞鞯臒醾?cè)出口通過溶液泵與晶漿分離器的入口相連；晶漿分離器的液相出口與稀木糖醇溶液混合并與回?zé)崞鞯睦鋫?cè)入口相連；晶漿分離器的固相出口與干燥箱的入口相連；氣液分離器的氣相出口與過熱器的冷側(cè)入口相連，過熱器的冷側(cè)出口通過膨脹機(jī)與冷凝器的熱側(cè)入口相連，冷凝器的熱側(cè)出口通過增壓泵與環(huán)境相連；氣液分離器的抽氣孔通過真空泵與環(huán)境相連。

根據(jù)本發(fā)明所述的一種聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)的工作方法，其特征在于包括以下過程：將稀木糖醇溶液通入回?zé)崞鞯睦鋫?cè)預(yù)熱，回?zé)崞骼鋫?cè)出口的稀木糖醇溶液進(jìn)入蒸發(fā)器進(jìn)一步加熱并蒸發(fā)生成了部分蒸汽與晶漿溶液的混合物，然后通入氣液分離器分離；氣液分離器液相出口的晶漿溶液進(jìn)入回?zé)崞鞯臒醾?cè)對冷側(cè)的稀木糖醇溶液預(yù)熱，放熱降溫后的晶漿溶液從回?zé)崞鞯臒醾?cè)出口通入溶液泵增壓后進(jìn)入晶漿分離器，晶漿分離器液相出口的濃溶液與稀木糖醇溶液混合后進(jìn)行下一個循環(huán)；晶漿分離器固相出口的濕晶體進(jìn)入干燥箱進(jìn)行干燥；氣液分離器氣相出口的蒸汽進(jìn)入過熱器的冷側(cè)吸熱，升溫后的蒸汽從過熱器的冷側(cè)出口通入膨脹機(jī)進(jìn)行做功，膨脹機(jī)出口的乏汽進(jìn)入冷凝器的熱側(cè)被冷側(cè)的冷卻水吸熱并生成凝結(jié)水，然后通過增壓水泵排到環(huán)境中；與氣液分離器抽氣孔相連的真空泵為保持氣液分離器一定的真空度，會抽出部分的廢蒸汽到環(huán)境中；濕晶體通入干燥箱中，干燥箱中的干熱空氣加熱濕晶體，使?jié)窬w溫度升高并蒸發(fā)出水蒸汽，干熱空氣與濕晶體蒸發(fā)出來的水蒸汽混合后變?yōu)闈窨諝?，濕空氣進(jìn)入過熱器的熱側(cè)向冷側(cè)的蒸汽釋放潛熱和顯熱進(jìn)行降溫，過熱器熱側(cè)出口的較低溫濕空氣進(jìn)入蒸發(fā)器的熱側(cè)進(jìn)一步降溫，接著通入凝水分離器；凝水分離器氣相出口的低溫空氣被風(fēng)機(jī)增壓后通入換熱器的冷側(cè)被熱側(cè)的廢熱源加熱，換熱器冷側(cè)出口的熱空氣進(jìn)入干燥箱進(jìn)行下一個循環(huán)。

該系統(tǒng)對低品位廢熱源的能量進(jìn)行梯級回收利用，首先利用低品位廢熱源對木糖醇濕晶體進(jìn)行干燥，得到干燥的晶體；然后對干燥箱出口的濕空氣潛熱和顯熱進(jìn)行回收，并用于對稀木糖醇溶液的蒸發(fā)濃縮結(jié)晶；最后利用蒸發(fā)所得的蒸汽通過膨脹機(jī)對外做功發(fā)電。由于該系統(tǒng)對低品位廢熱能進(jìn)行了三級回收利用，因此能量利用效率高，而且對木糖醇濃縮及晶體烘干過程的廢熱能進(jìn)行了梯級利用。

附圖說明

圖1 聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)的；

圖中標(biāo)號名稱：1、稀木糖醇溶液，2、閥門，3、回?zé)崞鳎?、蒸發(fā)器，5、氣液分離器，6、蒸汽，7、晶體溶液，8、過熱器，9、真空泵，10、廢蒸汽，11、膨脹機(jī)，12、冷凝器，13、增壓水泵，14、凝結(jié)水，15、冷卻水，16、溶液泵，17、濃溶液，18、晶漿分離器，19、濕晶體，20、干燥箱，21、凝水分離器，22、冷凝水，23、低溫空氣，24、風(fēng)機(jī)，25、換熱器，26、廢熱源，27、濕空氣，28、干熱空氣。

具體實施方法

下面參照附圖1說明該聯(lián)產(chǎn)電的木糖醇濃縮及晶體烘干系統(tǒng)的運行過程。

在系統(tǒng)啟動之前，關(guān)閉閥門2，啟動真空泵9將系統(tǒng)回路中抽至一定的真空度，然后打開閥門2。

將稀木糖醇溶液1通入回?zé)崞?的冷側(cè)預(yù)熱，回?zé)崞?冷側(cè)出口的稀木糖醇溶液1進(jìn)入蒸發(fā)器4進(jìn)一步加熱并蒸發(fā)生成了部分蒸汽6與晶漿溶液7的混合物，然后通入氣液分離器5分離；

氣液分離器5液相出口的晶漿溶液7進(jìn)入回?zé)崞?的熱側(cè)對冷側(cè)的稀木糖醇溶液1預(yù)熱，放熱降溫后的晶漿溶液7從回?zé)崞?的熱側(cè)出口通入溶液泵16增壓后進(jìn)入晶漿分離器18，晶漿分離器18液相出口的濃溶液17與稀木糖醇溶液1混合后進(jìn)行下一個循環(huán)；晶漿分離器18固相出口的濕晶體19進(jìn)入干燥箱進(jìn)行干燥；

氣液分離器5氣相出口的蒸汽6進(jìn)入過熱器8的冷側(cè)吸熱，升溫后的蒸汽6從過熱器8的冷側(cè)出口通入膨脹機(jī)11進(jìn)行做功，膨脹機(jī)11出口的乏汽進(jìn)入冷凝器12的熱側(cè)被冷側(cè)的冷卻水15吸熱并生成凝結(jié)水14，然后通過增壓水泵13排到環(huán)境中；

與氣液分離器5抽氣孔相連的真空泵9為保持氣液分離器5一定的真空度，會抽出部分的廢蒸汽10到環(huán)境中；

濕晶體19通入干燥箱20中，干燥箱20中的干熱空氣28加熱濕晶體19，使?jié)窬w19溫度升高并蒸發(fā)出水蒸汽，熱空氣與濕晶體19蒸發(fā)出來的水蒸汽混合后變?yōu)闈窨諝?7，濕空氣27進(jìn)入過熱器8的熱側(cè)向冷側(cè)的蒸汽6釋放潛熱和顯熱進(jìn)行降溫，過熱器8熱側(cè)出口的較低溫濕空氣進(jìn)入蒸發(fā)器4的熱側(cè)進(jìn)一步降溫，接著通入凝水分離器21；

凝水分離器21氣相出口的低溫空氣23被風(fēng)機(jī)24增壓后通入換熱器25的冷側(cè)被熱側(cè)的廢熱源26加熱，換熱器25冷側(cè)出口的熱空氣23進(jìn)入干燥箱20進(jìn)行下一個循環(huán)。