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幹燥設備的技術現狀與未來發展趨勢


經過幹燥界工程技術人員的共同努力,近年來我國的幹燥設備有了長足的進步。幹燥機的結構,性能都有明顯的改善,質量也在不斷提高,有些機型已遠銷國外。文中對近年來我國幹燥設備的技術進步進行闡述,同時也指出存在的問題。對我國今後一個時期内各行業生産技術的發展進行分析,對幹燥設備如何滿足生産需求提出意見,展望幹燥設備的未來趨勢,為技術及設備開發提供參考。

幹燥設備的技術現狀

近年來,随着我國工農業生産的迅速發展,對幹燥設備的需求量越來越大,幹燥設備的總體水平也不斷提高。常規幹燥設備基本可以滿足生産的需要,并有部分機型出口到國外,這些可喜的成就就是廣大工程技術人員長期努力的結果,幹燥設備的進步表現在以下幾個方面:

(1)幹燥設備的加工質量

從幹燥設備的制造過程看,幹燥設備的加工質量受技術水平及應用行業的制約。幹燥設備的應用行業很多,對設備質量要求最高的是制藥行業。由于制藥行業的特殊性,對所用幹燥設備的材質、結構及加工質量都有具體要求,因此要求制造行業提供的設備加工質量較高。其次是食品行業,食品行業對幹燥設備及幹燥系統有嚴格的衛生指标要求,因此設備結構及鋼材的處理标準較高。質量要求相對不高的是化學工業生産中的部分設備。在所有行業中化學工業不論是設備的用量還是型式都最多最複雜,應該說化學行業的幹燥設備有特殊要求的比較嚴格,但與上述兩個行業相比略低一些。

從最近幾年幹燥設備總的質量看,多數設備鋼闆都經過抛光處理,焊縫采用氩弧焊(不鏽鋼),焊縫也經過處理,有些工廠對直焊縫和環焊縫采用自動或半自動焊接,使設備質量得到保證。在走訪的工廠中常州大名藥化設備有限公司和常州奇樂機械設備有限公司加工質量較好。

(2)幹燥機的結構

随着我國幹燥設備的引進及國際間的技術交流,國外幹燥設備機型都在不斷影響着我國,最近幾年我國的新機型及新結構主要表現在以下幾種:

① 内藏熱管式流化床幹燥機:這種幹燥機是改變了以往流化床熱量全部由熱風帶入的方法,通過内部傳熱管,使部分熱量來自管内熱介質的傳導傳熱,因此大大提高了熱效率。據資料介紹,傳統流化床熱效率為39.7%,而内藏熱管為72.5%。在完成相同産量的情況下,床層面積由72.5㎡減小到14.42㎡。瑞士的蘇爾壽公司和日本奈良機械制造所都有這種設備,熱介質一般為蒸汽,導熱油等。

② 管束幹燥機:管束幹燥機的外殼及傳動方式與轉筒幹燥機極為相似,但在其内部同心排列1~5層管束。管束穿過幹燥機的全長,内通水蒸汽或其他熱介質,傳導與對流傳熱并用。熱效率高,總傳熱效率可達80%~90%,特别适用于幹燥溫度在150℃以下的物料。

③ 閃蒸幹燥機:作為1989年引進我國的幹燥設備,它具有處理粘稠狀濾餅物料的能力,可以直接得到粉體物料。适用一些粘度低的礦物濾餅和化工中間體等物料的幹燥。

④ 槳葉式幹燥機:1990年,槳葉式幹燥機首先由北京染料廠引入我國,用于靛藍染料的幹燥。槳葉式幹燥機以傳統傳熱為主要型式,最大的優點是傳熱效率高,并連續生産。

⑤ 盤式幹燥機:20世紀80年代初期,由上海市化工裝備所開始開發此項技術,但由于種種原因,設備沒有大量推廣使用。近幾年國内多家幹燥企業開始開發此項技術,到目前基本成熟,而且對這類機型的理論研究也有一定進展。

⑥ 振動流化床幹燥機:此機型增加了控制物料運行速度的結構,熱風的分布更加合理,而且可有效防止漏料。與普通振動流化床相比,面積蒸發強度大幅度提高。

⑦ 槽型攪拌幹燥機:開發較早的是日本栗本鐵工所,在槽型幹燥機内,将原來攪拌物料的結構以通入蒸汽的管件組成,起到即可攪拌物料,又可傳導熱量的目的。

⑧ 穿流回轉幹燥機:是在一個長方體的箱内,安裝有多孔的回轉筒體,筒體内在周向設有多塊抄闆,抄闆也帶有小孔,處理有一定形狀的物料,加料方法與回轉圓筒幹燥機相近,熱風從圓筒的底部穿過筒體和料層。載濕後經上部排出幹燥機,此幹燥機既有回轉圓筒幹燥機的特征又有流化床的特征。

⑨ 旋轉氣流幹燥機:較早應用的是德國赫斯特公司,用于PVC的幹燥。其基本原理是幹燥機主機由帶夾套的筒體組成,熱氣流載着物料在幹燥機内做螺旋式上升運動,熱氣流與物料進行傳熱傳質,同時又受夾套傳導傳熱及輻射傳熱,因此熱效率比對流傳熱氣流幹燥機高。

設備規模

作為生産中的單元設備,幹燥機以滿足生産要求為最高目的。随着各行業生産規模的擴大,也推動了幹燥設備的規模不斷擴大。目前我國生産的閃蒸幹燥機設備直徑可以達到1.6m(超出此規模的應用實例不多),而且運轉良好。槳葉幹燥機的傳熱面積可以達到160㎡,可以通過各種載熱介質,盤式幹燥機最大傳熱面積已達到180㎡。機械離心噴霧幹燥機的處理量可以達到45t/h,機電一體的離心霧化器也達到處理量5t/h的規模,較好地解決了霧化器的機械問題,離心噴霧幹燥機直徑已達到8米,總高50多米,處理能力達到4t/h。回轉圓筒幹燥機直徑可以達到2.5米,長達30多米。帶式幹燥機面積也達到140多平方米。

裝備水平

幹燥設備的裝備水平主要指幹燥系統的控制水平,附屬設備的配備,操作的方便程度和安全等級等。縱觀我國幹燥設備的裝備水平,有了長足的進步。特别是大型的幹燥系統更是如此。主要表現在以下幾個方面:

① 控制系統的配備。自動、半自動控制系統廣泛地應用,使勞動強度降低,産品質量穩定。

② 計算機技術的應用。大型系統中多數采用計算機技術進行系統參數的采集、處理和控制,使系統操作條件達到最優。

③ 人性化設計。在設備設計的同時,考慮操作者的習慣,維修時的方便程度。

④ 安全化設計。系統中有安全報警、險情排除功能,特别是易燃易爆物料的幹燥都要考慮到這一點。

⑤ 附屬設備。系統中的附屬設備也趨于合理,加熱、加料、氣固分離、産品的包裝設備與主機的配套關系達到最優化。



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