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干燥设备选型技巧总结

2015-09-28 | 浏览量: 478 常州市安力干燥设备有限公司
文章标签:干燥设备选型

  同其他工业技巧一样,干燥技巧在利用过程中也得到长足的进步。目前已开发出的干燥机的种类已达400多种,而且有约200多种干燥机已利用于工业化生产,其中涌现了许多新型干燥机,它们有的是对普通干燥机进行结构上的改良,有的借鉴吸收了其他干燥机的优点,有的完整是一种新想法。

  干燥又是工业耗能相当大的一个单元操作,据材料记载,发达国家工业耗能的14%被用于干燥,有些行业的干燥耗能甚至占到生产总耗能的35%,而且这个数字在不断地增大。同时,运用矿物燃料作为热源进行干燥操作产生大批的二氧化碳等气体。干燥设备的尾气(这些气体中夹带一些粉尘)对大气环境有不良的影响,这对于日益引起全球关注的“环境掩护”是一个极大的寻衅。

北京pk10开奖直播  几乎所有的工业都离不开干燥操作,虽然正确地懂得干燥及干燥设备的工作机理有助于成功地完成干燥过程,但是仍然需要我们不断地投人人力和物力去进一步进行干燥技巧的研究和开发,以使其在生产高质量产品的同时,有效地利用能源,减少对环境的不利影响,并且更易于实现过程操作和把持。

北京pk10开奖直播  一、干燥技木的特点

  干燥技巧有很宽的利用领域,面对众多的产业、理化性质各不雷同的物料、产品德量及其他方面千差万别的恳求,干燥技巧是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技巧。通常,在干燥技巧的开发及利用中需要具备三个方面的知识和技巧。第一是需要懂得被干燥物料的理化性质和产品的利用特点;第二是要熟悉传递工程的原理,即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理;第三要有履行的手段,即能够进行干燥流程、重要设备、电气仪表把持等方面的工程设计。显然,这三方面的知识和技巧不属于一个学科领域。而在实践中,这三方面的知识和技巧又缺一不可。所以干燥技巧是一门跨行业、跨学科的技巧。

  现代干燥技巧虽已有一百多年的发展史,但至今还属于实验科学的领域。大部分干燥技巧目前还缺乏能够精准领导实践的科学理论和设计方法。实际利用中,依附经验和小规模实验的数据来领导工业设计还是重要的方法,造成这一局面的原因有以下几方面:

  原因之一是干燥技巧所依托的一些基础学科,(重要是附属于传递工程领域的学科)本身就具有实验科学的特点。例如,空气动力学的研究发展还要靠“风洞”实验来推动,就阐明它还没有脱离实验科学的领域,而这些基础学科自身的发展程度直接影响和决定了干燥技巧的发展程度。

北京pk10开奖直播  原因之二是很多干燥过程是多种学科技巧交汇进行的过程,牵涉面广、变更因素多、机理复杂。例如在喷雾干燥技巧领域里,被雾化的液滴在干燥塔内的运行轨迹是工程设计的要害。液滴的轨迹与自身的体积、质量、初始速度和方向及周围其他液滴和热空气的流向、流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的进行,无时无刻不在产生着变更、而且初始状态时,无论是液滴的大小还是热空气的散布都不可能是均匀的。显然,对于如此复杂、多变的过程只凭借理论打算来进行工程设计是不可靠的。

  原因之三是被干燥物料的种类是多种多样的,其理化性质也是各不雷同。不同的物料即使在雷同的干燥条件下,其传质、传热的速率也可能有较大的差别。如果不加以差别看待,就有可能造成不尽人意的成果。例如某些中草药的干燥,虽然同属一种药材,只因为药材产地或收获期存在差别就须转变干燥条件,否则产品德量就会受到影响。

北京pk10开奖直播  以上三方面的原因决定了干燥技巧的开发与利用要以实验为基础。但干燥搜术的这些特点往往被人有意或无意地疏忽。制作厂商由于实验装置缺乏或机型不全(这在我国是一个广泛存在的现象)经常回避应做的干燥实验,而用户由于不懂得干燥技巧的特点,也经常放弃进行必要实验的恳求。其结局是装置利用效果不佳,甚至于造成方案设计失败。在我国,这样的事例屡见不鲜,曾有过一套价值2000万元国民币的工业干燥装置因达不到利用恳求而被闲置的教训。因此,建设工业干燥装置尤其是较大的装置之前,必定要进行充分的、有说服力的实验,并以实验成果作为工业装置设计的根据。这是干燥技巧利用的明显特点。

  此外,干燥设备种类繁多、各具用处也是干燥技巧的一个特点。每一种技巧都有自己合适利用的领域。在工程实践中,要根据具体情况选择实用的干燥技巧种类。这对投资费用、操作成本、产品德量、环保恳求等方都会产生重大的影响。例如某一企业,在白炭黑滤饼干燥上曾经分辨选用过箱式干燥、喷雾干燥、旋转气流快速干燥三种型式。^终成果证明这三种技巧各有所长。箱式干燥生产白炭黑虽然生产效率低、人员劳动强度大,但产品德量好。与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度值较高。旋转气流快速干燥设备紧凑、投资少、生产效率高,但所生成的橡胶制品的强度指标却是三者间^差的。喷雾干燥生产白炭黑,产品各项指标在三者间居中,但具有产品流动性好、粉尘污染小,深受用户及操作者欢迎的特点。在20世纪90年代,为白炭黑生产中采用哪种干燥方法更为先进的问题,曾在我国干燥界引发过争辩。其实,三种设备各有特点,选用哪种机型要看用户自身的条件和产品恳求。不存在哪种技巧更为先进的结论。类似的例子有很多,都表明了干燥设备种类繁多、各具用处的特点。所以在利用中要仔细比较、郑重选择技巧方案,而通过干燥实验来考核技巧方案也是必不可少的步骤。

  二、工业干燥装置的发展现状

  干燥在许多生产中是一个^重要的单元操作,因为干燥在这里不仅是简略的固液分辨过程,更重要的常常是生产过程的^后一道工序,产品的质量、剂型在很大程度上取决于干燥技巧和设备的综合运用情况。从经济角度考虑,干燥器价格昂贵,工程投资较大。另一方面,干燥又是高耗能过程,热效率在15%一80%这样大的领域内波动,而设备的运转费用与干燥器的设计选型有非常密切的关系,所以企业的决策者对此历来都比较器重。被干燥物料的品种有许多,它们的理化性质又有很大差别。甚至同一品种不同的生产工艺、同一品种不同的产品恳求,导致干燥条件可能都有差别,所以就决定了干燥工程的复杂性。由此可见,干燥过程较其他的单元操作具有更高的技巧性。

  我国干燥设备在解放前基础是空白,只有烘房、烘箱和滚筒干燥机,干燥技巧落后、生产设备原始。到1957年才涌现了真空耙式干燥机,1964年以后干燥技巧有了较快的发展。纵观我国干燥技巧及设备的发展史,在几十年间经历由简到繁、由低级到高级的发展阶段,现在常用于生产的干燥设备有十余类三十多个系列,加上组合干燥设备约有五十几种,再加上专用干燥设备就更难于统计,合理地选用这些干燥设备也不是一件易事,选型的前提是懂得这些设备的基础工作原理、结构特点以及实用物料领域,这样在选型时才避免走弯路。

  近些年来,由于干燥技巧的发展,给筛选设备带来了更多的复杂因素。即使是干燥设备的设计、制作或利用者也常常弄不清如何去选择合适的设备。由于干燥设备的倾销者在市场上只是对他们倾销的干燥机种类感兴趣,而对其他种类则并不介绍,这样,用户就只得借助于有关的现代干燥技巧参考材料决定对设备的^后选择。毫无疑问,用户很需要由倾销者供给的实验室,实验领域及技巧经济方面的材料。因此,就必须熟悉大多数干燥设备,才有可能选出合理的设备。应当强调的是,在特定的生产运行状态中,很有可能有很多较实用的干燥机,但也必须知道,在特定的工作状态中,没有一个严格的规矩规定出极^的^佳干燥设备,每一种产品都有自己奇特的生产方法。影响^佳干燥装置选择的因素很多,如选择间歇干燥还是持续干燥、矿物燃料的耗费、电耗、处所环境法或噪音污染限制等。产品产量对干燥机的选择更是一个重要因素。

  三、干燥设备利用概况

北京pk10开奖直播  前面提到,干燥设备是在许多工业生产中大批利用。多年来已有多种机型用于工业化生产中,如气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器、滚筒干燥机、耙式干燥器、冷冻干燥机、红外线干燥及组合式干燥等达几十种之多。为什么干燥设备类型很多呢?这重要是由于干燥物料型态、性质各不雷同,处理的物料有各种不同的具体恳求所致。

  随着我国各行业的生产技巧的飞跃发展,国内干燥技巧和设备也得到了迅速发展。在散粒状物料的干燥方面,近几年来流态化技巧获得了更加广泛的利用和新的发展。流态化干燥充分改良了气固相接触条件(蒸发表面积增大),物料的激烈搅动,大大减少了气膜阻力,给传热介质创造了极为有利的条件。除了国内在干燥技巧中利用较早的气流干燥获得较迅速发展外,近年来流化干燥设备发展得^快。重要表现在利用流态化技巧联合各种被干燥物料特点和恳求创制了很多新型高效的流态化干燥器,分述如下。

  直管气流干燥器是国内利用较早的流化干燥设备,经数年来的生产实践认为气流干燥对散粒状物料,特别是热敏性物料的干燥,还是比较理想的干燥设备。它无论生产量,占地面积等方面均比烘箱干燥优越,因此目前在制药、塑料、食品、化肥等工业中利用的更加广泛。但气流干燥还存在热利用率较低、设备高、气固两相相对速度较低等弊病。近年来创制了脉冲气流干燥器、旋风气流干燥器、粉碎气流干燥器等新型气流设备,克服了直管气流干燥的弊病。粉碎气流除降低高度外,还扩大了气流干燥器的利用领域,使易氧化的物料能用空气作为干燥介质,既降低了干燥动力耗费,又进步了产品的产量和质量,此外还采用了多级气流干燥流程和组合气流干燥流程,在气流干燥器的利用上,许多工程采用了二级串联方法,在有些物料的干燥上更加合理,也进步了热效率。直管气流干燥在生产操作方面已很成熟。脉冲气流、旋风气流干燥已工业化多年,操作已较成熟,但理论设计方面还很缺乏。在今后的实践发展中还需进一步完善。

  大部分热敏性较强和易氧化的物料,均采用气流干燥。一般能将初湿为10%一25%的物料干燥至1%-0.05%,被干燥的物料粒度一般在60-100目,产量一般在100 - 200kg/h。目前国内在制药、食品、塑料等工业中广泛利用。随着我国生产技巧的飞速发展,气流干燥在今后的工业生产中必定利用得更加广泛。

北京pk10开奖直播  流化干燥是^近年发展起来的又一干燥技巧。经过生产实践证明它有很多优越性,能实现小设备大生产,由于热容系数较大和停留时间可任意调节,故对含表面水和需经过降速干燥阶段的物料均实用,特别实用于散粒物料的干燥。^近发展起来并已工业化的有下列几种型式:单层圆筒型、多层圆管型、振动流化床、卧式多室流化床干燥器、搅拌流化床以及内藏热管流化床等,其中以后者发展得较迅速。目前已在制药、化肥、食品、塑料、石油化工等工业中广泛利用。经过几年的实践,国内流化干燥无论在操作、设备结构等方面均已发展到较成熟阶段。从利用情况看,卧式多室流化干燥器由于结构简略、操作方便而牢固、物料适应性广,既能获得含水均匀的产品,动力耗费又少,是流态化干燥散粒状物料较理想的设备,今后值得推广与发展。内藏热管是流化床对流传热和传导传热相联合的产物,具有较高的热效率,干燥效果也效好,是近年来很受推荐的新机型。

  国内锥形流化床按操作分有三种型式:一种是浓相溢流出料,近年来国内较多在流化造粒方面利用;另一种即喷动床干燥,是由床顶出料,产品在旋风分辨器内收集或间歇操作床底出料。这种结构比流化床结构简略,设备小,产量大,干燥强度高、床层等温性强、不产生局部过热。过去仅实用于大颗粒物料(聚氯乙烯),近年来已发展至能利用于细粒物料的干燥。目前在塑料、谷物、制药等部门利用。但因动力耗费较大,利用受到必定限制。

  在溶液状或浆状物料的干燥方面也获得了较新的发展,除利用得较多的喷雾干燥有了新的发展外,近年来已成功地采用了锥形流化床进行喷雾造粒生产并已逐步在发展和完善中。喷雾流化造粒干燥器首先在化肥上采用,目前已在医药、食品等工业中采用。喷雾干燥在国内利用已有二十几年,在设计和操作等方面都已较成熟。近年来喷雾干燥有以下几方面的进展:

  (1)干燥室除向大型化发展外,喷头雾化器性能方面有关单位也作较多的实验研究工作,并取得了明显效果;

  (2)除热敏性溶液更加广泛采用喷雾干燥外,近年浆液也成功地采用了喷雾干燥;

  (3)喷雾干燥设备与其他干燥技巧联合以达到干燥或干燥造粒同时进行的目的,这也是我国干燥技巧程度进一步发展的体现;

北京pk10开奖直播  (4)目前正在进行低温喷雾干燥的实验,它是将含湿量极低而温度不高的空气作载体,空气经过预先脱水干燥,在干燥过程中产品温度不超过35’C,因此实用于热敏性物料的干燥,如医药、食品脱水等。

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