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化工技术经济节能与效益食品级柠檬酸生产过程中的干燥和空气净化刘怡宏（美国皇家空调设备工程有限公司，北京100004）空气分31段输入，输a入第'段的空气参数为（温度lishkigHlife工程设计ifs>eserved.柠檬酸为一种有机化合物，白色结晶粉末、无色晶体或颗粒，极易溶于水。广泛用于食品、医药、化工及建筑、能源等工业上。其产品生产级别又可分为食品级和工业级。国内**个年产量为4万t的食品级柠檬酸生产厂利用原有的发酵工艺，引进国外的精炼工艺，主要生产无水柠檬酸AA），同时根据市场的需求，也可生产一水柠檬酸柠檬酸在常温常压下极易吸湿潮解，具有很强的腐蚀性。本文重点介绍食品级柠檬酸生产过程中产品干燥和空气净化的特殊要求及设计特点。
1干燥系统工艺用干燥系统所处理的空气都将直接进入到工艺系统流程中，而且是在出成品阶段与产品直接接触，故系统设计时不仅要保证工艺所需的各项指标，其设备构造及材料选用也要有特殊考虑。
1.1加热干燥系统加热干燥系统用于将导入的室外新风加热，过滤并输送至流化床干燥器中，将从上游的离心机中制备的柠檬酸结晶体加热干燥成粉末。由于柠檬酸结晶体的干燥要在特定的温湿度条件下完成，温度低或湿度大都不能干燥柠檬酸结晶体，而过高的温度或湿度过小都会引起板结，在柠檬酸晶体外部形成一层硬夹，将其包裹住，内部水分无法散出，也不能达到干燥的目的。
为实现食品级柠檬酸结晶体的干燥，设计中采取了如下的干燥工艺：1）送入流化床的热干燥50+，相对湿度40%；后2段的干燥空气均为80+，40，。其温度逐渐递增，而相对湿度保持不变。柠檬酸结晶体顺序通过，被逐渐加热，其中的水份也逐步蒸发出来。2）为保证产品质量，进入流化床的空气设计考虑3级过滤，即初、中效过滤器和高效过滤器。并对构成此系统的设备及材料采用洁净的防污染设计，如离心风机，不选用常用的箱形结构，而是采用管道与风机涡轮入口直接相连，避免风机的电机及传动机构对空气的二次污染。系统中所有的材料包括蒸汽加热用盘管及翅片、管道系统、加湿器喷管、过滤器框架等选用不易腐蚀、剥落的不锈钢材料304L/304）等。
1.2冷却干燥输送系统冷却干燥输送系统的作用是将上述在流化床内加热干燥的柠檬酸粉末冷却，并输送到储存罐中。
冷却介质选择空气，其参数要求为温度10+、绝对湿度5g/kg.该冷却干燥设计分为2部分：一是制备合格的冷却介质，二是对柠檬酸粉末进行冷却干燥输送。制备冷却空气介质的设计抛弃了采取降低冷冻水供/回水温度的办法，而是采用了转轮式除湿机。如所示。室外的新风通过初、中效过滤器，进入到预冷器中，将高温高湿的空气中大部分水份通过冷冻去湿的方法除去，然后再通过转轮除湿机，将已在较低温度下的空气内水份再次去除到绝对湿度5g/kg.通过转轮除湿机后，空气的温度会被再次加热到40（左右，再通过冷冻盘管的冷却降至20（，在这个过程中，空气的绝对湿度不变。冷却干燥输送系统中合格的冷却空气介质气流被分成两部分，一部分通过高效过滤器，直接被输送到柠檬酸储存及筛分的各个阶段，以保证适宜的温、湿度环境，避免柠檬酸变与加热干燥系统一样，构成本系统的设备及材料采用洁净的防污染设计，包括冷冻盘管及翅片、管道系统、过滤器框架、转轮的框架等选用不易腐蚀、剥落的不锈钢材料"04L/304）等。
2空气净化系统包装是产品生产的*后一道工序，对空气净化系统有一定的要求。
空气净化设计在成品的包装阶段，为保证产品等级，在设计中，增加了送风口处的高效过滤器，有效控制进入室内的空气品质；在施工时，严格纯化水反渗透设备按照洁净厂房的施工规范要求，保证人员、机具、物流整洁，及时整理、清洁操作面，避免产生尘埃的施工工序在洁净室内进行等一系列措反渗透设备施。
温、湿度控制设计在保证包装过程空气净化的同时，设计对包装过程的温、湿度进行控制，把温度和湿度分别控制在20±1）（、<50.，这里采用了将冷冻水的质；另一部分被输送到另一个冷却盘管，在恒定的湿度条件下再次降温、过滤，降到10（。随后，10（的又冷又干的空气再次被分成2部分，一部分被输送到流化床的第4段，急速冷却流化床内加热干燥的柠檬酸粉末；另一部分作为气体输送系统的载体，将从流化床内加热干燥的柠檬酸粉末，输送到柠檬酸主料仓内。
供/回水温度降至2/8（的办法，获取较大的去湿能力。
2.3设备构造设备构造方面也做了较大的改动，由于普通的空调箱生产厂家没有生产不锈钢盘管的能力，因此，本项目中空调箱完全采用与工业冷却相似的方法，将空调箱的送风机拆分出来，采用不锈钢单进离心风机，进风管道与风机涡轮入口直接相连，混合箱及过滤箱单独制作，将几部分相连，保温采用橡塑海绵直接贴附于设备表面而成。
3设计效果系统经过3个月的运行调试及生产，各项技术指标均达到了设计要求：产量及产品质量达到了设计要求；加热干燥系统和冷却干燥输送系统设计合理，运行正常、控制稳定；系统设备构造改造达到了预期目的，运转正常。
化工技术经济上接第41页）表2经济指标万元项目经济指标年均总成本年均经营成本年均利润总额年均销售税金投资利润率/%投资利税率/%资本金利润率/%c装置总投资投资回收期税前）/a投资回收期税后）/a财务内部收益率税前）/%c财务内部收益率税后）/%c财务净现值税前、/12%）财务净现值税后、i/12%c）自有资金财务内部收益率/%自有资金财务净现值表3盈亏平衡变化因素变动幅度/%结果盈亏平衡销售价格4800元/t为100%）盈亏平衡（2）从经济分析可以看出，装置投资回收期短，投资利润率达到105%，税后财务内部收益率为81%，远远高于同行业的基准收益率，税后投资回收期仅为2.5年；从表3可知，本项目有很强的市场竞争力和抗风险能力，从财务角度看同样可行，具有推广价值。
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