本發(fā)明涉及微藻高能效處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻干燥系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
化石燃料的逐漸衰竭及其導(dǎo)致的溫室效應(yīng)等問題促進了可再生能源的快速發(fā)展。生物能源展現(xiàn)了可持續(xù)性、環(huán)境友好性以及很好地適應(yīng)性，此外，生物能源還可以降低co2的排放，是一種很好的化石燃料替代品。
生物能源按其原料不同大致可分為三代。第一代生物能源其原料包括糖、谷物以及油料作物種子等，但是由于其對耕地的占用，利用以可食用生物質(zhì)為原料的生物能源是不切實際的；第二代生物能源原料是非食用性纖維素生物質(zhì)，包括農(nóng)林廢棄物以及非食用性生物質(zhì)，但是對第二代生物能源的利用還存在一系列的技術(shù)問題；第三代生物能源原料則以微藻為主。一些微藻在適宜的環(huán)境條件下，每單位質(zhì)量的干藻最高可以生產(chǎn)50～70％的油脂。然而，在工業(yè)化生產(chǎn)之前，必須解決技術(shù)和經(jīng)濟問題。微藻復(fù)雜的生產(chǎn)路線(包括培養(yǎng)、收獲、干燥、油脂萃取和酯基轉(zhuǎn)移)導(dǎo)致了生物柴油的高生產(chǎn)費用。
干燥和油脂萃取是油脂萃取一系列生產(chǎn)路線中耗能最大的部分，占用了大約90％的能量。傳統(tǒng)工藝中僅僅利用干燥后的干藻通過與濕藻交換能量來降低預(yù)加熱過程的能量需求，沒有充分利用熱能。
因此，有必要研究高能效的微藻干燥和油脂萃取過程。盡管微藻干燥中的熱循環(huán)技術(shù)以及用有機溶劑進行油脂萃取等技術(shù)一直在不斷發(fā)展，對于微藻干燥和油脂萃取的綜合能量評估仍舊缺乏。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，本發(fā)明提供了一種蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻干燥系統(tǒng)。
為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻干燥系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器，所述蒸發(fā)器的入口管路上連接有串聯(lián)的兩段換熱器以及入口泵，所述蒸發(fā)器頂部出口管路連接至分離器的入口，所述蒸發(fā)器底部出口管路與所述分離器底部出口管路一起連接至混合器入口，所述分離器頂部出口管路連接至壓縮機的入口，所述壓縮機的出口管路連通至所述兩段換熱器中第二段換熱器內(nèi)進行熱交換后串聯(lián)一冷卻器，所述混合器的出口管路連通至所述兩段換熱器中第一段換熱器內(nèi)熱交換。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于：
1、相對傳統(tǒng)的微藻干燥系統(tǒng)而言，該系統(tǒng)對干燥器頂端的氣體進行了蒸汽再壓縮，進入第二段換熱器和濕藻交換熱量，同時還利用干燥后的干藻同濕藻進行能量的交換。在微藻干燥過程進行蒸汽再壓縮，提高了能效并且同濕藻交換能量，同時還實現(xiàn)了濕藻和干藻能量的互換。
2、本發(fā)明微藻干燥階段，設(shè)置蒸汽再壓縮步驟，使用了冷凝熱，提高了回收熱能級，濕藻通過和干藻以及壓縮蒸汽進行能量交換，提高能效利用，避免了預(yù)熱器的加入，直接進入蒸發(fā)器。
3、本發(fā)明采用壓縮機，通過對蒸汽加壓，提高蒸汽熱量的利用效果，降低固體生物質(zhì)的水分，實現(xiàn)熱回收。
4、本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡單，易于實現(xiàn)，整過程很好地降低了能效和操作費用，避免了加熱器的引入，相對傳統(tǒng)工藝節(jié)約了41.7％的能量，整個過程大大降低操作費用，并實現(xiàn)對微藻干燥過程能效利用的綜合分析，為綜合能量評估提供可靠的信息。
附圖說明
圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖。
附圖標(biāo)記：1—入口泵，2—第一段換熱器，3—第二換熱器-，4—蒸發(fā)器，5—分離器，6—混合器，7—壓縮機，8—冷卻器，9-出口泵。
具體實施方式
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案進行進一步描述。
如圖1所示，蒸汽再壓縮和熱量交換集成的微藻干燥系統(tǒng)，包括蒸發(fā)器4，所述蒸發(fā)器4的入口管路上連接有串聯(lián)的兩段換熱器2、3以及入口泵1，所述蒸發(fā)器4頂部出口管路連接分離器5的入口，所述蒸發(fā)器4底部出口管路與所述分離器5底部出口管路一起連接至混合器6入口，所述分離器5頂部出口管路連接至壓縮機7的入口，所述壓縮機7的出口管路連通至所述兩段換熱器中第二段換熱器3內(nèi)熱交換后串聯(lián)冷卻器8，冷凝后排出壓縮水，所述混合器6出口管路連通至所述兩段換熱器中第一段換熱器2進行熱交換后獲得干藻，經(jīng)出口泵9經(jīng)管路連接至下一個工序。
本發(fā)明實現(xiàn)過程如下：
濕藻通過入口泵1進入微藻干燥系統(tǒng)，首先在第一段換熱器2中濕藻與干藻交換獲取能量，與現(xiàn)有技術(shù)相比如圖1所示，本發(fā)明在第二段換熱器3中濕藻再與分離器4中分離出的高壓高溫氣相交換獲取熱量，經(jīng)過這兩步熱量的交換，進入蒸發(fā)器4。蒸發(fā)器4底部出料干藻回到第一段換熱器2和濕藻交換熱量后通過出口泵9運送到下一階段，蒸發(fā)器4頂部出口蒸汽通過分離器5分離后的底部出料干燥與蒸發(fā)器4的底部出料干藻在混合器6內(nèi)混合輸送至第一段換熱器2內(nèi)給濕藻供給熱能；分離器5分離后的頂部氣相進入壓縮機7，提高可用能效后在第二段換熱器3中對濕藻加熱，殘余的水蒸氣經(jīng)過冷卻器8排出壓縮水。
本發(fā)明不局限于上述的具體實施方式，本領(lǐng)域的相關(guān)人員在不脫離本發(fā)明系統(tǒng)形式的情況下，做出的運行及控制模式變更均屬于本發(fā)明的保護之內(nèi)。