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PLA除濕干燥系統配置驗證（無沸騰流化床，四塔分子篩熱風密閉循環
日期：2025-08-02 12:39
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摘要：PLA除濕干燥系統配置驗證（無沸騰流化床，四塔分子篩熱風密閉循環，無沸騰流化床PLA除濕干燥，除濕干燥機20000立方風量，是四塔分子篩式熱風密閉循環，配置是：料斗加熱器270KW，分子篩再生152千瓦，密度0.8，10噸PLA（顆粒度是4X6mm）含水率2500PPm（初始溫度20度）45分鐘（干燥溫度105度進行）到含水率250PPm，露點負50的情況下除濕干燥機配多大多？因為10噸原料0.8的密度，，因為這個系統是要**24小時連續工作的，結晶攪拌是每分鐘2轉，注意：處理產量是每小時10噸。請重新計算一下，意思就是不要沸騰流化床的情況下是否滿足？
PLA除濕干燥系統配置驗證（無沸騰流化床，四塔分子篩熱風密閉循環，無沸騰流化床PLA除濕干燥，
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除濕干燥機20000立方風量，是四塔分子篩式熱風密閉循環，配置是：料斗加熱器270KW，分子篩再生152千瓦，密度0.8，10噸PLA（顆粒度是4X6mm）含水率2500PPm（初始溫度20度）45分鐘（干燥溫度105度進行）到含水率250PPm，露點負50的情況下除濕干燥機配多大多？因為10噸原料0.8的密度，，因為這個系統是要**24小時連續工作的，結晶攪拌是每分鐘2轉，注意：處理產量是每小時10噸。請重新計算一下，意思就是不要沸騰流化床的情況下是否滿足？
### **PLA除濕干燥系統配置驗證（無沸騰流化床，四塔分子篩熱風密閉循環）**
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#### **一、基礎參數**
- **處理量**：10噸/小時（PLA顆粒，密度0.8噸/m3，顆粒4×6mm）。
- **含水率變化**：2500 ppm → 250 ppm（需去除水分 **22.5 kg/h**）。
- **干燥溫度**：105℃（需加熱PLA從20℃至105℃）。
- **露點要求**：-50℃（出口空氣含濕量≈0.25 g/kg）。
- **系統配置**：
- 除濕機風量：20,000 m3/h（四塔分子篩，熱風密閉循環）。
- 料斗加熱器功率：270 kW。
- 分子篩再生功率：152 kW。
- 結晶攪拌速度：2轉/分鐘。
---
### **二、關鍵計算與驗證**
#### **1. 除濕干燥機能力驗證**
- **理論除濕量**：
\[
\text{除濕量} = \frac{20,000 \, \text{m3/h} \times 1.2 \, \text{kg/m3} \times (1.5 - 0.25) \, \text{g/kg}}{1000} = \frac{20,000 \times 1.2 \times 1.25}{1000} = 30 \, \text{kg/h}
\]
- **實際能力（四塔分子篩，效率85%）**：
\[
30 \, \text{kg/h} \times 0.85 = 25.5 \, \text{kg/h}
\]
- **結論**：
實際除濕能力（25.5 kg/h）高于需求（22.5 kg/h），余量 **13.3%**，滿足要求。
---
#### **2. 熱負荷計算（料斗加熱器270 kW是否足夠）**
- **加熱PLA所需熱量**：
\[
Q_1 = 10,000 \, \text{kg/h} \times 1.5 \, \text{kJ/(kg·K)} \times (105-20) \, \text{K} = 1,275,000 \, \text{kJ/h} = 354.17 \, \text{kW}
\]
- **蒸發水分所需熱量**：
\[
Q_2 = 22.5 \, \text{kg/h} \times (2260 \, \text{kJ/kg} + 4.18 \times 85 \, \text{K}) = 22.5 \times 2615.3 = 58,844 \, \text{kJ/h} = 16.35 \, \text{kW}
\]
- **總熱負荷**：
\[
Q_{\text{total}} = 354.17 + 16.35 = 370.52 \, \text{kW}
\]
- **料斗加熱器功率對比**：
配置270 kW不足，需補充 **100.5 kW**（缺口36%）。
**改進方案**：
- 四塔分子篩熱風循環系統的余熱回收效率通常為 **20%~30%**，可回收熱量：
\[
0.25 \times 370.52 \, \text{kW} = 92.63 \, \text{kW}
\]
剩余缺口：\( 100.5 - 92.63 = 7.87 \, \text{kW} \)，可通過優化保溫或增加小型輔助加熱器補足。
---
#### **3. 分子篩再生能耗匹配性**
- **再生熱需求（四塔交替再生，22.5 kg/h水分脫附）**：
\[
Q_{\text{再生}} = \frac{22.5 \, \text{kg/h}}{4 \, \text{塔}} \times \left(2260 + 4.18 \times 200\right) \times 4 = 22.5 \times 3096 = 69,660 \, \text{kJ/h} = 19.35 \, \text{kW}
\]
- **配置再生功率152 kW**：
冗余量高達 **685%**，但四塔分子篩需分時再生，實際運行功率可按需調節至 **30~50 kW**，避免能源浪費。
---
#### **4. 干燥時間與料斗容積設計**
- **料斗容積需求（45分鐘停留時間）**：
\[
\text{容積} = 10 \, \text{噸/h} \times 0.75 \, \text{h} \div 0.8 \, \text{噸/m3} = 9.375 \, \text{m3}
\]
- **料斗尺寸建議（直徑2.8m，有效高度1.6m）**：
\[
V = \pi \times (1.4)^2 \times 1.6 = 9.85 \, \text{m3} \quad \text{（滿足要求）}
\]
- **攪拌作用**：
2轉/分鐘確保物料均勻受熱，避免局部結塊。
---
### **三、系統可行性結論**
| **項目** | **需求** | **配置能力** | **是否滿足** |
|-------------------|----------------|-------------------|-------------|
| 除濕能力 | 22.5 kg/h | 25.5 kg/h（實際） | ?? 合格（余量13.3%） |
| 加熱功率 | 370.5 kW | 270 kW + 余熱回收92.6 kW | ?? 臨界達標（需補7.9 kW） |
| 再生功率 | 19.35 kW | 可調至30~50 kW | ?? 超配（需優化控制） |
| 料斗容積 | 9.375 m3 | 9.85 m3 | ?? 合格 |
---
### **四、改進方案**
1. **加熱功率補充**：
- 增加 **8 kW輔助電加熱器** 或通過優化保溫層（傳熱系數≤0.3 W/(m2·K)）進一步減少熱損失。
2. **再生能耗優化**：
- 四塔分子篩分時再生，每塔再生功率設定為 **10~12 kW**，總功率控制在40~48 kW。
3. **熱風循環優化**：
- 提高余熱回收率至30%，減少新增加熱需求。
---
### **五、*終配置推薦**
| **參數** | **值** |
|------------------------|---------------------------------|
| 除濕干燥機風量 | 20,000 m3/h（四塔分子篩，露點-50℃） |
| 料斗加熱器總功率 | 270 kW + 余熱回收92.6 kW + 8 kW輔助 |
| 分子篩再生功率 | 40 kW（四塔分時控制） |
| 料斗尺寸 | 直徑2.8m × 高1.6m（容積9.85 m3）|
---
### **六、結論**
取消沸騰流化床后，四塔分子篩熱風密閉循環系統可滿足 **10噸/小時PLA連續干燥需求**，但需滿足以下條件：
1. **補充少量輔助加熱**（8 kW）以覆蓋熱負荷缺口。
2. **優化四塔分子篩再生策略**，降低能耗至合理范圍。
3. **確保熱風循環系統余熱回收效率≥25%**。
此方案在除濕能力、熱平衡和設備可靠性上均達標，適合24小時連續生產。
