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0519-88812792 選擇干燥設(shè)備一定要兼顧配套設(shè)備,因?yàn)楦稍锵到y(tǒng)是由干燥設(shè)備和附屬設(shè)備組成。附屬設(shè)備選擇是否得當(dāng)也是關(guān)鍵一環(huán)。一般情況下,干燥系統(tǒng)主要由通風(fēng)設(shè)備、加熱設(shè)備、主機(jī)(干燥設(shè)備)、氣固分離設(shè)備、供料設(shè)備等組成。
能源費(fèi)用的上升以及對(duì)污染限制的規(guī)定,工作條件和操作安全性等對(duì)工業(yè)干燥機(jī)的設(shè)計(jì)和選擇有著直接的關(guān)系。有人對(duì)這些設(shè)計(jì)因素影響(特別是懸浮式干燥機(jī)設(shè)計(jì),例如噴霧、閃蒸和流化床干燥機(jī))已經(jīng)給予了充分的討論,在對(duì)各種型號(hào)干燥機(jī)的選擇階段也一定要考慮到這些因素。有時(shí)候,在對(duì)不同物料和不同場(chǎng)合都可進(jìn)行加工的干燥裝置時(shí),人們必須在設(shè)計(jì)階段就把這些因素考慮進(jìn)去。
對(duì)于氣體來說,由于排除灰塵,干燥裝置可以引起污染。在某些地方,既使是蒸汽也是不能允許的。一般的要求是,排除的尾氣中的灰塵濃度低于 20~50mg/Nm3,并且得必須設(shè)置高效除塵器。重要的是,在一定的條件下,適于對(duì)粗糙顆粒的干燥。另一方面,顆粒愈大,干燥時(shí)間愈長(zhǎng)。在粉粒物料干燥中,對(duì)粉塵的聚集和氣體凈化通常采用旋風(fēng)分離器、袋式過濾器或靜電聚塵器等。在其它形式中,如對(duì)漿狀、片等物料干燥時(shí),粉塵只是在物料對(duì)流干燥中發(fā)生。為了排除有害氣體污染,人們可借助于吸收、吸附或焚化等手段。
第一節(jié) 除塵設(shè)備
對(duì)于氣體來說,由于夾帶灰塵,干燥裝置可以引起污染。在某些地方,既使是蒸汽也是不能允許的。
干式除塵系統(tǒng)的選擇方向見下。
要求 推薦系統(tǒng)
低成本,有效,易清洗 旋風(fēng)分離器
中等成本,高效,運(yùn)行費(fèi)用高 布袋除塵器
處理量大 靜電除塵器
產(chǎn)品回收,粒度小 旋風(fēng)分離器+濕式除塵器
一、旋風(fēng)分離器
旋風(fēng)分離器廣泛應(yīng)用在對(duì)流干燥系統(tǒng)中,是從氣體中收集產(chǎn)品的主要設(shè)備。旋風(fēng)分離器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造方便,只要設(shè)計(jì)合理,制造恰當(dāng),可以獲得很高的分離效率。對(duì)含塵量很高的氣體,同樣可以直接進(jìn)行分離,并且壓力損失也比較小,沒有運(yùn)動(dòng)部件,所以經(jīng)久耐用。除了磨削性物料對(duì)旋風(fēng)分離器的內(nèi)壁產(chǎn)生磨損或細(xì)粉粘附外,沒有其它缺點(diǎn)。
在正常情況下,理論上旋風(fēng)分離器能夠捕集5μm以上的粉體,分離效率可達(dá)90%以上。但是,在實(shí)際生產(chǎn)運(yùn)行中,往往由于制造不良,安裝使用不當(dāng)或操作管理不完善等原因,造成分離效率下降。一般只有50%~80%,有時(shí)甚至更低。
旋風(fēng)分離器也稱作離心力分離器,它是利用含細(xì)粉氣流作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的離心力,把細(xì)粉從氣體中分離出來。
嚴(yán)格地說,旋風(fēng)分離器內(nèi)氣流的運(yùn)動(dòng)情況相當(dāng)復(fù)雜。由于細(xì)粉的凝聚與分散,器壁對(duì)細(xì)粉的反彈作用以及粒子間的摩擦作用等原因,分離機(jī)理很復(fù)雜,理論上的研究從未停止過。
含細(xì)粉的氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器后一面沿內(nèi)壁旋轉(zhuǎn)一面下降,由于到達(dá)圓錐部后旋轉(zhuǎn)半徑減小,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,旋轉(zhuǎn)速度逐漸增加,氣流中的粒子受到更大的離心力。由于離心力產(chǎn)生的分離速度要比受重力作用的沉降速度大幾百倍甚至幾千倍,使細(xì)粉從旋轉(zhuǎn)氣流中分離,沿著旋風(fēng)分離器的壁面下落而被分離。氣流到達(dá)圓錐部分下端附近就開始反轉(zhuǎn),在中心部分逐漸旋轉(zhuǎn)上升,最后從升氣管排出。
旋風(fēng)分離器直徑越小,入口速度越大,旋轉(zhuǎn)次數(shù)越多,則分離粒徑越小。對(duì)于實(shí)際的旋風(fēng)分離器,由于氣流的擾動(dòng)與壁面的摩擦,粒子分布不均、粒子與壁面的反彈作用以及形狀的影響,分離器臨界粒徑不是那樣準(zhǔn)確,在分離出的物料中也會(huì)混入一部分細(xì)粒子。
旋風(fēng)分離器的分離效率是很重要的技術(shù)指標(biāo),含細(xì)粉氣體中的粒子通常是由大小不均的顆粒組成。在分離技術(shù)上常用分散度來反應(yīng)粒度分布情況,分散度是細(xì)粉中各種粒級(jí)所占的質(zhì)量百分?jǐn)?shù)。
實(shí)踐證明,分離效率不僅與分離器的結(jié)構(gòu)和操作條件有關(guān),而且隨粒度分布而變。同一設(shè)備在相同的操作條件下,粒度分布不同,全效率也不同。因此,在分離技術(shù)上又用粒度分布來確定分離器的分離效率,這就是分級(jí)效率。表示了分離器對(duì)某一粒級(jí)粉體的分離效率。
當(dāng)處理氣量較大時(shí),采用一臺(tái)旋風(fēng)分離器尺寸過大,效率有下降趨勢(shì),可采用幾個(gè)小直徑的旋風(fēng)分離器并聯(lián)組成一個(gè)旋風(fēng)分離器組。減小旋風(fēng)分離器的直徑,將使離心力和粒子沉降速度提高,因而也提高了除塵效率。
二、布袋除塵器
布袋除塵器(袋濾器或袋式除塵器)經(jīng)常作為從干燥尾氣中分離粉狀產(chǎn)品的最后一級(jí)氣固分離設(shè)備,是截留尾氣中粉體的最后一道防線。布袋除塵器的特點(diǎn)是捕集效率高,可以說,在眾多的氣固分離設(shè)備中,它的捕集效率是其它設(shè)備所不及的,特別是捕集20μm以下的粒子時(shí)更加明顯,效率達(dá)到99%以上。
布袋除塵器主要由濾袋、袋架和殼體組成,殼體由箱體和凈氣室組成,布袋安裝在箱體與凈氣室中間的隔板上。含塵氣體進(jìn)入箱體后,粉體產(chǎn)生慣性、擴(kuò)散、粘附、靜電作用附著在濾布表面,清潔氣體穿過濾布的孔隙從凈氣室排出,濾布上的粉塵通過反吹或振擊作用脫離濾布而墮入料斗中。
(一)袋濾器的工作參數(shù)
從袋濾器的工作原理出發(fā),工作阻力在一定范圍內(nèi)隨粉塵在濾布上粘附量的增加而增大,阻力的變化會(huì)造成系統(tǒng)通風(fēng)量的波動(dòng),對(duì)分離效率有較大影響,工作阻力主要由結(jié)構(gòu)阻力、清潔濾布阻力和濾布上附著粉塵層阻力三部分組成。設(shè)備阻力的主要是由后兩個(gè)阻力所決定。
值得注意的是,干燥操作尾氣是高含塵、高濕含量氣體,要特別注意袋濾器的工作溫度。一般操作溫度要高于露點(diǎn)溫度10~20℃,否則一但結(jié)露,粉塵大量粘附濾布、阻力陡然增大,嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成系統(tǒng)不能工作。
(二)濾布
前面曾提到,決定捕集效率的重要因素是濾布,從某種意義上講它起決定作用,正確選擇濾布是提高捕集效率的關(guān)鍵,選擇濾布時(shí)應(yīng)滿足下列條件:
①所捕集的粉體能附著在濾布上構(gòu)成過濾層;
②選擇濾布的間隙應(yīng)大于顆粒的直徑;
③附著在濾布上的粉體應(yīng)容易剝落;
④對(duì)酸堿等氣體應(yīng)有一定的化學(xué)穩(wěn)定性;
⑤容易洗滌且不易收縮;
⑥在處理介質(zhì)的溫度下長(zhǎng)期工作不破損。
(三)布袋除塵器的結(jié)構(gòu)
目前應(yīng)用最多的布袋除塵器有兩種型式,一種為電磁脈沖反吹除塵器,另一種為機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹除塵器。電磁脈沖反吹除塵器外殼以方形居多,布袋分成若干排,每排的數(shù)量相等。布袋上方有反吹的氣管,反吹時(shí)間由電磁閥控制,可以依次對(duì)每排布袋進(jìn)行反吹,使布袋外粘附的粉體及時(shí)從布袋上脫落。機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹的外殼呈圓形。為提高分離效率,常設(shè)計(jì)成蝸殼狀入口,大顆粒在離心力的作用下沿筒壁落入料斗,小顆粒彌散于濾室的空間,從而被濾袋阻留粘附在濾布外面。潔凈氣室內(nèi)設(shè)有回轉(zhuǎn)臂,引入高壓潔凈空氣周期性向袋內(nèi)反吹,使粘附在濾布上的粉塵脫落。
兩種除塵器各有優(yōu)缺點(diǎn),脈沖式除塵器可以自動(dòng)控制反吹周期及反吹時(shí)間,但反吹氣量較少,如果濾袋較長(zhǎng)時(shí),末端的反吹效果不佳。機(jī)械回轉(zhuǎn)反吹氣量較大,反吹效果較好,但對(duì)系統(tǒng)有一定影響,使系統(tǒng)壓力產(chǎn)生波動(dòng)。由于引入的是常溫空氣,工作時(shí)有使濾袋內(nèi)空氣結(jié)露的傾向,操作時(shí)應(yīng)加以注意。
三、空氣過濾器
有些物料的干燥,比如食品、藥品以及生物制品,要求干燥用的空氣衛(wèi)生條件很高,對(duì)進(jìn)入系統(tǒng)的空氣要進(jìn)行過濾。過濾器一般安放在系統(tǒng)的最前端,通過過濾器后的空氣才能進(jìn)入加熱系統(tǒng)。
過濾器的材料一般采用油浸式濾層,濾層用不銹鋼絲形成絨團(tuán)(也可以采用鋼絲絨、銅絲絨、尼龍纖維、中孔泡沫塑料),噴以輕質(zhì)定子油,或真空泵油,制成每塊50×50cm左右的單體厚約5~12cm的過濾層,也可以采用其它材料。根據(jù)要求可以用一層或多層疊加在一起作為過濾層,過濾層的兩面用鋼網(wǎng)夾緊固定后再安裝在過濾器的殼體上。
四、文丘里除塵器
文丘里除塵器(文氏除塵器)是濕式除塵器的一種。文丘里除塵器(文氏除塵器)是將氣體中的塵粒被水滴捕集,變氣固分離為氣液分離,以達(dá)到除塵目的。文丘里除塵器按引液方式可分為中心噴液、周邊徑向內(nèi)噴、液膜引入、氣流能量引入等幾種方式。氣體中粉塵的捕集、氣液分離均由一臺(tái)設(shè)備完成,能有令人滿意的效果。
文氏除塵器主要有收縮管、喉徑、擴(kuò)散段、旋流器、導(dǎo)流體、導(dǎo)流片、分離室組成。含塵氣體從下方進(jìn)入除塵器,在喉徑處速度達(dá)到最大值。捕集用水在泵的作用下切向進(jìn)入旋流室,喉管處有一環(huán)縫,與旋流室相通。水在旋流室旋轉(zhuǎn)并有一壓力,經(jīng)環(huán)縫進(jìn)入喉管后形成旋轉(zhuǎn)的液膜。
液膜受到高速氣流沖擊迅速霧化,霧化后霧滴加大了與氣體接觸面積。由于二者之間存在速度差,使氣體中粉塵被霧滴捕集與氣體分離。氣體夾帶霧滴向上運(yùn)動(dòng),遇導(dǎo)流片后由垂直運(yùn)動(dòng)變?yōu)樾D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的離心力使霧滴被甩向器壁后粘附在水膜上與氣體分離,從而也強(qiáng)化了捕集作用。上部擴(kuò)散段使氣體速度下降,起沉降作用,從而降低了霧滴的夾帶量,被凈化后氣體從頂部排出。
五、箱式水膜除塵器
除塵器內(nèi)設(shè)有一至二塊孔板,每塊板的上方設(shè)有噴頭。含塵氣體從進(jìn)風(fēng)口進(jìn)入除塵器內(nèi),遇折流板突然形成180°轉(zhuǎn)向,氣流產(chǎn)生很大的離心力,粉塵向氣流的外方移動(dòng),與水面接觸后被吸附。形成第一級(jí)分離。到達(dá)孔板下方時(shí),與孔板下來的水滴接觸,又有部分粉塵被水滴吸附。噴頭噴下的水滴落到孔板后受到從孔板下通過的上升氣流的作用,在孔板上產(chǎn)生 60~80mm的泡沫層。氣流在通過孔板時(shí),粉塵與水接觸面積最大,也是捕集率最高的位置。通過孔板后的氣流必然夾帶部分霧滴,當(dāng)上升到離心除沫器的導(dǎo)流片間隙時(shí),氣流由直線運(yùn)動(dòng)變?yōu)槁菪\(yùn)動(dòng)。強(qiáng)烈的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)把被夾帶的霧滴甩到器壁上形成水膜并沿器壁流回水箱內(nèi),凈化后的氣體從排風(fēng)口排出。
六、箱式洗滌器
箱式洗滌器為臥式填料層洗滌器,填料層由多層網(wǎng)組成,厚度視工藝條件而定,一般為二至三道這樣的填料層組成。填料層上方有噴淋管,使網(wǎng)層處于濕潤(rùn)狀態(tài)。含塵氣體通過填料層時(shí),增大了氣液接觸表面積,被捕集下來的的粉塵同水一道流回水箱,捕集用水可以循環(huán)使用。為保證填料全部被水沖洗,一般都有一個(gè)傾斜角度。這種洗滌器的用水量較少,一般為0.15~0.5L/m3,設(shè)備阻力因填料層厚度而異。當(dāng)入口含塵氣體濃度為10~12g/m3時(shí),捕集粒徑為2μm的粉塵效率可達(dá)90%。
第二節(jié) 熱源
干燥離不開熱源,但因被干燥物料比較復(fù)雜,對(duì)熱源及換熱設(shè)備都有不同的要求,一旦被干燥物料確定下來后,熱源的選擇就有根據(jù)了。干燥器熱源的種類及換熱設(shè)備的形式在很大程度上決定設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用及生產(chǎn)成本,所以設(shè)備的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不僅取決于干燥設(shè)備本身的合理設(shè)計(jì)和正常操作,而且在很大程度上還與所選擇的熱源及利用方式密切相關(guān)。
一、熱源的選擇
干燥的熱源常用的燃料主要有固體燃料、液體燃料、氣體燃料、熱載體及電能等。具體地說主要有各種燃燒物(煤、天然氣、液化石油氣、可燃化學(xué)氣體)與空氣的燃燒產(chǎn)物、水蒸汽、熱水、電能和具有一定熱量的尾氣、廢液、廢油渣等。如果干燥用的熱空氣需間接換熱,換熱介質(zhì)還有導(dǎo)熱油(道生油等)。熱源選擇應(yīng)考慮的內(nèi)容,主要集中在以下幾個(gè)方面:
① 滿足產(chǎn)品質(zhì)量的要求。加熱溫度,熱源的潔凈程度都對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有很大影響;
② 滿足環(huán)保要求。一些燃燒的熱源在燃燒過程中會(huì)產(chǎn)生異味或煙霧,排至大氣后會(huì)產(chǎn)生污染,這類熱源應(yīng)慎重使用,如果一定選用也要進(jìn)行環(huán)保處理;
③ 經(jīng)濟(jì)易得。所選用的熱源應(yīng)因地置宜,既考慮各種熱源的費(fèi)用,又要考慮容易獲得;
④ 安全可靠。這一點(diǎn)對(duì)直燃式熱源更為重要,有些被干燥物料易燃、易爆或易氧化,處理這類物料最好選用間接換熱的熱源,選用直燃式要有特殊的阻燃或防爆措施;
⑤ 易于操作。所選用的熱源盡可能方便操作和自動(dòng)控制,才能保證產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。
為了評(píng)價(jià)干燥費(fèi)用,應(yīng)對(duì)許多客觀條件綜合分析。大多數(shù)對(duì)海參干燥設(shè)備,常用各種被加熱的氣體為干燥介質(zhì)。熱空氣適用于物料不宜被氧化的操作,煙道氣用于高溫操作,物料在含碳情況下不影響產(chǎn)品質(zhì)量,也不與二氧化碳或二氧化硫反應(yīng)。氮?dú)庵饕糜谖锪弦妆谎趸?,物料中的液體在含氧干燥條件下易燃易爆的情況下。在通常,用氮?dú)庾鳛楦稍锝橘|(zhì)裝置是密閉的,也就是閉路循環(huán)系統(tǒng)。如果溫度在130℃以上物料不會(huì)改變性質(zhì),則可用過熱蒸汽干燥。在干燥懸浮或半懸浮狀態(tài)下的聚合物,如聚乙烯、苯乙烯共聚物時(shí),干燥裝置中聚集有大量的靜電荷,在這種場(chǎng)合下,要進(jìn)行防爆處理,最好用空氣或過熱蒸汽作為干燥介質(zhì)。
二、熱源的種類
(一)蒸汽
蒸汽是一種清潔、安全和廉價(jià)的熱源,主要用于間接換熱的設(shè)備中。經(jīng)過換熱設(shè)備進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱,放出顯熱后成冷凝水排出。蒸汽壓力高時(shí)換出的空氣溫度就高,干燥工藝條件決定所需的壓力與蒸汽量。如果工廠有0.6~0.8MPa的蒸汽,就可以通過換熱器將干燥介質(zhì)(空氣、氮?dú)饣蚱渌鼩怏w)加熱至150~160℃。理論上,離開換熱器干燥介質(zhì)溫度大約低于蒸汽溫度5~7℃。
(二)熱水
如果熱水的溫度達(dá)到90~130℃,則可以為認(rèn)為它有一定的利用價(jià)值。主要可以用于操作溫度較低的某些干燥物料,如含有溶劑的干燥或作為預(yù)熱的輔助性熱源,通過換熱的形式能使干燥介質(zhì)達(dá)到50~90℃的溫度。
(三)電
電能主要用于小型干燥器或要求控制標(biāo)準(zhǔn)很高的場(chǎng)合。電能通過電熱管轉(zhuǎn)換成熱能,用以加熱干燥介質(zhì)。電能是高檔能源,無任何污染問題,可以單獨(dú)作為一種熱源,也可以與其它換熱設(shè)備一起作為二級(jí)加熱設(shè)備。但使用電加熱器時(shí)注意熱空氣的出口溫度最好不要超過350℃,否則可能會(huì)燒壞電熱管,電線的結(jié)點(diǎn)處也容易熔斷。另外,在停機(jī)時(shí)一定要使電加熱器的出口溫度降至100℃以下時(shí)才能關(guān)掉風(fēng)機(jī),以免燒壞設(shè)備。
(四)煤炭
煤炭是比較廉價(jià)的燃料,煤燃燒產(chǎn)生的煙道氣可以采用換熱的方法加熱換熱介質(zhì),也可以經(jīng)過除塵后直接用煙道氣進(jìn)行干燥。但對(duì)雜質(zhì)含量要求嚴(yán)格的物料或精細(xì)化工產(chǎn)品一般不采取煤直燃的方法。煤煙道氣能達(dá)到很高的溫度,用在某些建筑材料的干燥上可以達(dá)到降低能源消耗的目的。
(五)燃油
燃油既可以直接燃燒產(chǎn)生煙道氣又可以間接換熱,燃油的燃燒要用專用的燒嘴,不同的燃油要配不同的燒嘴。一般情況下,用于低粘度燃油的燒嘴結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,價(jià)格也不貴。粘度高的燃油燒嘴結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,價(jià)格較昂貴。
(六)可燃?xì)怏w
煤氣、天燃?xì)?、液化氣以及其它可燃性化學(xué)氣體均可以作為干燥的熱源,這類氣體具有相當(dāng)高的熱值,它們的主要優(yōu)點(diǎn)是燃燒的產(chǎn)物可以直接用做干燥介質(zhì),并可以達(dá)到很高的溫度(通??梢赃_(dá)到300~800℃)。在氣體燃燒時(shí),通常也需要特制燒嘴對(duì)氣體分散,使之燃燒更加完全。關(guān)于燒嘴的形式,在化工和醫(yī)藥工業(yè)中多半采用各種結(jié)構(gòu)的低壓燒嘴。高壓燒嘴雖然燃燒速度快、溫度高,但需要較高的風(fēng)壓,使用時(shí)噪音較大,而且容易發(fā)生回火??扇?xì)怏w中多數(shù)都含有一定量的硫,對(duì)于被干燥物料不允許接觸硫的場(chǎng)合,可以將可燃?xì)怏w在燃燒前脫硫處理。工業(yè)生產(chǎn)中,用氧化鐵,氧化鋅和活性炭等,能將煤氣中含硫量降至1PPm以下。
對(duì)于某些含硫量較高的天燃?xì)?,可以先用活性炭脫硫,再用氧化鋅處理。這種物理吸附和化學(xué)反應(yīng)吸附相結(jié)合的凈化方法,已被工業(yè)實(shí)踐證明效果良好。
(七)導(dǎo)熱油
有機(jī)高溫載熱體加燃燒爐換熱是干燥常用的換熱設(shè)備,這種被稱為導(dǎo)熱油爐的換熱器有其它工業(yè)爐不能比擬的優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)生產(chǎn)工藝要求在180~250℃時(shí)的高溫加熱,若采用蒸汽換熱,則飽和蒸汽壓力需要4 Mpa,工作溫度也僅能達(dá)到250℃。但采用導(dǎo)熱油爐,飽和蒸汽壓力在小于 0.7MPa時(shí)就可以達(dá)到 280 ℃,所以導(dǎo)熱油爐換熱具有低壓高溫的特點(diǎn)。
以間接方式將熱量從加熱器傳遞到干燥器的傳熱介質(zhì)稱為熱載體,工業(yè)熱載體可分為有機(jī)熱載體和無機(jī)熱載體兩大類,有機(jī)熱載體俗稱導(dǎo)熱油。
早在1931年,美國(guó)道生化學(xué)公司研究并創(chuàng)制了載熱體,命名為“道生油”。道生油通常是聯(lián)苯和聯(lián)苯醚的混合物,如聯(lián)苯26.5%,聯(lián)苯醚73.5%的道生油,這種組份的道生油使用溫度高,熱穩(wěn)定性也好。但由于它的凝固點(diǎn)較高,250℃以 上必須帶壓操作,而且高溫下滲透性強(qiáng),有特殊難聞氣味和毒性,污染環(huán)境,為此,國(guó)內(nèi)外都在開發(fā)新型高溫載熱體以取代道生油。目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)導(dǎo)熱油的廠家也很多,選擇并不困難,但一般只能提供300 ℃以下的導(dǎo)熱油。
我國(guó)載熱體的研究起步較晚,七十年代末才開始研究工作,但進(jìn)展較快。某些產(chǎn)品已經(jīng)趕上國(guó)外同類產(chǎn)品水平。國(guó)產(chǎn)有機(jī)載熱體按生產(chǎn)原料可分為兩大類,一類是以石油產(chǎn)品為原料,這一類稱為導(dǎo)熱油,由于石油的比熱較大,并可選擇適當(dāng)餾分,資源也比較充足,一般選用環(huán)烷基或芳烴混合基原料,加抗氧化耐熱添加劑而制得。另一類是以有機(jī)物為原料而制得。
三、空氣換熱器
(一)熱管換熱器
熱管換熱器是一種利用封閉在管內(nèi)的工作物質(zhì)反復(fù)進(jìn)行物理相變或化學(xué)反應(yīng)來傳遞熱量的一種換熱裝置。熱管技術(shù)是一項(xiàng)新技術(shù),自一九六四年第一支熱管問世以來,到現(xiàn)在也僅有三十多年的歷史。由于它在回收余熱、預(yù)熱空氣等方面顯示出很多優(yōu)點(diǎn),熱管技術(shù)得到飛速發(fā)展,種類和功能也很多。根據(jù)熱管的工作原理,按工作液的工作方式,可以分為物理熱管和化學(xué)熱管。
物理熱管是利用工作液的物理相變(流化、凝結(jié))傳遞熱量?;瘜W(xué)熱管是利用工作物質(zhì)化合與分解反應(yīng)傳遞熱量。在噴霧干燥系統(tǒng)中,利用熱管換器間接加熱空氣,已經(jīng)獲得良好的經(jīng)濟(jì)效益。熱管的工作液根據(jù)需要可以選擇不同的液體,但每種工作液都有它合適的工作溫度范圍。
(二)燃煤熱風(fēng)爐
以煤為燃料的熱空氣爐,多數(shù)是以間接換熱的方法加熱空氣。在間接換熱過程中,一般有兩種情況,一種情況是爐內(nèi)設(shè)有通風(fēng)管,冷空氣走管層,煙道氣走殼層。煤燃燒產(chǎn)生的熱量對(duì)管的外壁進(jìn)行輻射,熱量通過管壁傳向內(nèi)管,然后再與內(nèi)管的冷空氣進(jìn)行加熱。爐的進(jìn)口為冷空氣,經(jīng)加熱后從另一口出來的為加熱到一定溫度的高溫潔凈空氣。另一種為燃煤式導(dǎo)熱油爐,導(dǎo)熱油被加熱后流向另一個(gè)換熱器,(如翅片換熱器)再與冷空氣進(jìn)行換熱。間接換熱的特點(diǎn)是得到的熱氣體潔凈度較高,在換熱過程中空氣無濕度變化,仍保持冷空氣的濕含量。
燃煤熱空氣爐結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,加煤方式也有多種,根據(jù)工藝需要或換熱量的不同采取不同的加熱方式。由于火焰與換熱管直接輻射,燃?xì)鈨?nèi)又有硫等腐蝕性較強(qiáng)的化學(xué)物質(zhì),對(duì)管的材料有一定要求。這種熱空氣爐有高溫爐和低溫爐之分,當(dāng)要求出口熱空氣溫度在300℃以上時(shí),換熱管要選用耐高溫、耐腐蝕的材料。另外,管內(nèi)空氣的運(yùn)行路徑也應(yīng)盡可能避免換熱管有局部高溫的存在,否則會(huì)影響使用壽命。
熱空氣爐的煙道氣通過管壁向管層內(nèi)的冷空氣進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱和輻射傳熱,冷空氣在爐內(nèi)運(yùn)行四個(gè)行程,有三個(gè)行程與高溫?zé)煔膺M(jìn)行熱交換,其中有兩個(gè)行程可以與兩側(cè)高溫氣體同時(shí)進(jìn)行熱交換,因此換熱效率高,煙氣的排出溫度很低。
(三)蒸汽換熱器
蒸汽換熱器是間接換熱設(shè)備,由多根散熱排管組成。在換熱時(shí)可以根據(jù)需要用一組工作,也可以多組串聯(lián)使用。排管用紫銅或鋼質(zhì)材料,為增加傳熱效果,管外套繞翅片,翅片與管子有良好的接觸。用蒸汽做熱介質(zhì)時(shí),管內(nèi)通蒸汽,管外翅片間走空氣。由于翅片換熱器的材料及翅片的纏繞形式不同,已有許多規(guī)格,并已經(jīng)系列化。換熱器既適用于蒸汽系統(tǒng)又適用于熱水系統(tǒng),作為加熱空氣用的換熱器,主要用于干燥系統(tǒng)及空氣調(diào)節(jié)系統(tǒng)。如以蒸汽為熱媒,蒸汽的工作壓力為0.03~0.8MPa,主要由順空氣流向三排交錯(cuò)排列螺旋翅片管組成,翅片管均用 φ21×2mm無縫鋼管繞制上15×0.5mm的皺折鋼帶而成,呈螺旋狀。
根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),當(dāng)蒸汽溫度在130~160℃之間時(shí),干燥室每蒸發(fā)1kg水,大約需要2.0~2.5m2的換熱面積,蒸汽消耗量約為1.8~2.5kg。此時(shí)輸出熱空氣的溫度約比加熱器入口蒸汽溫度低6~10℃。
蒸汽換熱器的連接方法:
蒸汽換熱器一般為多組連在一起,安放位置主要有立式串聯(lián)和臥式串聯(lián)兩種。立式串聯(lián)就是換熱器的迎風(fēng)面與水平面平行,空氣垂直水平面通過換熱器,臥式串聯(lián)是空氣平行水平面通過換熱器,換熱器組與組之間用螺栓連接,為檢修方便,推薦采用臥式安裝。
按蒸汽進(jìn)入加熱器的方法,又可分為串聯(lián)、并聯(lián)、并—串聯(lián)三種方法,這幾種方法安裝換熱效果不同。
串聯(lián)接法就是蒸汽逐一通過換熱器,能充分利用能源,冷凝水排出溫度很低。但需要增加換熱面積,系統(tǒng)升溫速度較慢,有時(shí)需幾個(gè)小時(shí)的時(shí)間才能達(dá)到規(guī)定溫度。
并聯(lián)是蒸汽同時(shí)通過每組換熱器,又同時(shí)排出,使蒸汽換熱器與空氣保持較大的溫差。傳熱速率高,升溫速度快,但冷凝水的排出溫度高,能量利用率較低。
綜合上述兩種方法,采用并—串聯(lián)的連接方法更為合理。蒸汽先并聯(lián)通過幾組換熱器,經(jīng)過換熱器的低溫蒸汽再串聯(lián)通過后幾組,克服了前兩種接法的缺點(diǎn)。經(jīng)過測(cè)試,如當(dāng)采用三組換熱器時(shí),進(jìn)氣方法為前兩組并聯(lián),再與后一組串聯(lián)。
(四)電加熱器
電加熱器是電能轉(zhuǎn)換成熱能,向空氣進(jìn)行輻射傳熱的加熱設(shè)備。電加熱器是多根管狀電熱元件組成。管狀電加熱元件是在金屬管中放入電阻絲,并在空隙部分緊密填充有良好耐熱性、導(dǎo)熱性和絕緣性的結(jié)晶氧化鎂粉,再經(jīng)其它工藝處理而成。具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、機(jī)械強(qiáng)度高、熱效率高、安全可靠、安裝簡(jiǎn)便、易實(shí)現(xiàn)溫控自動(dòng)化的特點(diǎn)。用于加熱相對(duì)濕度不大于95%、無爆炸、無腐蝕性氣體。工作電壓不應(yīng)大于額定值的1.1倍,加熱空氣溫度不應(yīng)超過 300℃??梢元?dú)立使用,也可以作為第二級(jí)加熱設(shè)備,經(jīng)常與蒸汽換熱器組合。如果干燥器熱空氣進(jìn)口溫度要求200℃,一般蒸汽換熱很難達(dá)到要求,這時(shí)可以把冷空氣通過蒸汽換熱器加熱到一溫度后再進(jìn)入電加熱器繼續(xù)升溫,達(dá)到所要求的溫度。電加熱操作方便,容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,但電是高品位能源,運(yùn)轉(zhuǎn)達(dá)費(fèi)用較高,不適用于附加值低的物料干燥系統(tǒng)中采用。
上述內(nèi)容的論述,是為了在選擇干燥裝置階段,提供一些對(duì)干燥機(jī)選擇所要考慮的因素,要選擇一臺(tái)各方面都非常理想的干燥機(jī)是不太可能的。但是人們?cè)诟稍餀C(jī)設(shè)計(jì)或運(yùn)用過程中通過讀此篇文章,一定會(huì)使你的設(shè)計(jì),選擇和使用得到很好的改善。