幹燥(zào)配套(tào)設備的選擇方法
信息來源(yuán): | 發布日期:
2011-08-06
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關鍵詞:幹燥配(pèi)套設備的選擇方法
選擇幹燥設備一定要兼顧配套設備,因為(wéi)幹燥係統是由幹燥設備和附屬設備組成(chéng)。附屬設備選擇是否得當也是關鍵一環。一般情況下,幹燥係統主要由通風設備、加熱設備、主機(幹燥設備)、氣固分離設備、供(gòng)料設備等組成。
能源費用的上(shàng)升以及對汙(wū)染限製的規定,工作(zuò)條件和操作安全性(xìng)等對工(gōng)業幹燥(zào)機的設計和選擇有著直接的關係。有人對這些設計因素影響(特別是懸浮式幹燥機設計,例如(rú)噴霧(wù)、閃蒸和(hé)流化床幹燥機)已(yǐ)經(jīng)給予了充(chōng)分的討論(lùn),在對各種型號幹燥機的選擇(zé)階段也一定要考慮到這些因(yīn)素。有時候,在對不同物料和不同場合都可進行加工的幹(gàn)燥裝置時,人們必(bì)須在設計階段(duàn)就(jiù)把這些因素考慮進去(qù)。
對於氣體來說,由於排除(chú)灰塵,幹燥裝置可以引起汙染(rǎn)。在某些地方(fāng),既使是蒸汽也(yě)是不能允許的。一般的要求是,排除的尾氣中的灰塵濃度低(dī)於20~50mg/Nm3,並(bìng)且得必須設置高效除塵器。重要的是,在一定的條件下,適於對粗糙顆粒的幹燥。另一方麵,顆粒愈大,幹燥時間愈(yù)長。在粉粒物料幹燥中,對(duì)粉塵的聚集(jí)和氣體(tǐ)淨化通常采用旋風分離(lí)器(qì)、袋式過濾器或靜電聚(jù)塵器等。在其它形(xíng)式中,如對漿狀、片等物(wù)料幹燥時,粉塵隻是在物料對流幹燥中發生。為了排除有害氣體汙染,人(rén)們可借助於吸收、吸附或(huò)焚化等手段。
第一節 除塵設備
對於氣體來(lái)說,由於夾帶灰塵,幹燥裝置可以引(yǐn)起汙染。在某些地方,既使是蒸汽也(yě)是不能允許(xǔ)的。
幹式(shì)除塵係(xì)統的選(xuǎn)擇方(fāng)向(xiàng)見下(xià)。
要求 推薦係統(tǒng)
低成本(běn),有效,易清(qīng)洗(xǐ) 旋風分離器
中等(děng)成本,高效,運行費用高 布袋除塵器
處理(lǐ)量大 靜電除塵器
產品回收,粒度小 旋風(fēng)分(fèn)離器+濕式除塵器
一、旋風分離器
旋風分離器廣泛(fàn)應用在對流(liú)幹燥係統中,是從氣體中收集產品的主要設備。旋風分離器(qì)結構簡單,製造方便,隻要設計合理(lǐ),製造恰當,可以獲得很高的分離效率(lǜ)。對含塵量很高(gāo)的氣體,同樣可以直接進行分離,並且壓力損失也比較小,沒有(yǒu)運動部件,所(suǒ)以經久耐用。除了磨削性物料對旋風分離器(qì)的內壁產生磨損(sǔn)或細粉粘附外,沒有其它缺點。
在正常情(qíng)況下,理論上旋風(fēng)分離器能夠捕集5μm以上(shàng)的粉體,分離效率可達90%以上。但是,在實際(jì)生產(chǎn)運行中,往往由於製造不(bú)良,安裝使用不當或操作(zuò)管理不完善等原因,造成分離效(xiào)率下降(jiàng)。一般隻有50%~80%,有時(shí)甚至更低。
旋風分離器也稱作離心力分離器,它是利(lì)用含細粉氣流(liú)作旋轉運動時產生的離心力,把細粉從氣體中分離出來。
嚴格地說,旋風分離器(qì)內氣流的運動情況相當複雜。由於細粉的凝聚與分散,器壁對(duì)細粉的反(fǎn)彈作用以及粒子間的摩(mó)擦作用等原因,分離機理(lǐ)很複(fù)雜,理論上(shàng)的研究(jiū)從未停止過。
含細粉的氣流進入旋風分離器後一麵沿內壁旋轉一麵下降,由於到達(dá)圓錐部後旋轉半徑減小,根據動量守恒定(dìng)律,旋轉速度逐漸增加,氣流中(zhōng)的粒子受到更(gèng)大的離心(xīn)力。由於離心力產(chǎn)生的分離速度要比受重(chóng)力作用的沉降速度大(dà)幾百倍甚至幾千倍,使細粉從旋轉氣(qì)流中分離,沿(yán)著旋風分離器的壁麵下落而被分離。氣(qì)流到達(dá)圓錐部分下端附近就(jiù)開始反轉,在中心部分逐漸旋轉上升,從升氣管排出。
旋風分離器直徑越(yuè)小,入口速度越大,旋轉(zhuǎn)次數越多,則分(fèn)離粒徑越小。對於實際的旋風分離器,由於氣流的擾動與壁麵的(de)摩擦,粒子分(fèn)布不均、粒(lì)子與壁麵的反彈作用以(yǐ)及形狀的影響,分離器臨界粒徑不是那樣準確,在分離出的物料中也會混入一部(bù)分細粒子。
旋風分離器的分離效率是很重要的(de)技術指(zhǐ)標,含細粉氣體中的粒子通常是由大小不均的顆粒組成。在分離技術上常用分散度(dù)來反應粒(lì)度分布情況(kuàng),分散(sàn)度是細粉中各種粒級所占的質量百分數。
實踐證明,分離效率不僅與分離器的結構(gòu)和操作條件有關,而且隨粒度分布而變。同一設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(shàng)又用粒度(dù)分布來確定分離器的分離效率,這就是分級效率。表示了分離器對某一粒級粉體的分離效率。
當(dāng)處(chù)理氣量較大時(shí),采用一台旋風(fēng)分(fèn)離器尺寸過(guò)大,效率有下降趨勢,可采用幾(jǐ)個小直徑的旋風分離器並聯組成一個(gè)旋風分離器組。減小旋風分離器的直徑,將使離心力和粒子沉降速度提高,因而(ér)也提高了除(chú)塵效(xiào)率。
二、布袋除塵器(qì)
布袋除塵器(袋濾器或袋式除塵器(qì))經常作為(wéi)從幹燥尾氣中分離粉狀產品的後一級(jí)氣固分離設備,是截(jié)留尾氣中粉體的後一道防線。布袋除塵器的特點是捕集效率高,可以(yǐ)說,在(zài)眾多的氣固分離設備中(zhōng),它的捕集效率是其(qí)它設備所不及的,特別是捕集(jí)20μm以下的粒子(zǐ)時更加明顯,效(xiào)率達到99%以上。
布袋除(chú)塵(chén)器主要由(yóu)濾(lǜ)袋、袋架和殼(ké)體組成,殼體由(yóu)箱體和淨氣室組成,布袋安裝在箱體與淨氣室中間的隔板上。含(hán)塵氣體進入箱體後,粉體產生慣性、擴散(sàn)、粘附、靜電作(zuò)用附著在濾布表麵(miàn),清潔氣體穿過濾布的孔隙從淨氣室(shì)排出(chū),濾布上的粉塵通過反吹或振擊作用脫(tuō)離濾布而墮入料鬥中。
(一)袋濾器的工作參數(shù)
從(cóng)袋濾器的工作原理出發,工作阻力在(zài)一定範(fàn)圍內隨粉塵在濾布上粘附量的增加而增大,阻力的變化會造成係統通風量的波動,對分離效率有較大影響,工作阻力主要由(yóu)結構阻力、清潔濾布阻力和濾布上附著(zhe)粉(fěn)塵層阻力三部分組成。設備阻(zǔ)力的主(zhǔ)要是(shì)由後兩個阻力所決定。
值得注意的是,幹燥操作尾氣(qì)是高含塵、高濕含量氣體,要特別注意袋濾器的工作溫(wēn)度。一般操作溫度要高於露點溫度10~20℃,否則一但(dàn)結露,粉塵大量粘附濾布、阻力陡然增大,嚴重時會造成係統不能工作。
(二)濾布
前麵曾提到(dào),決定(dìng)捕集效率的重要因素是濾布,從某(mǒu)種意(yì)義上講它起決定作用,正確選擇濾布(bù)是(shì)提高捕集(jí)效率的關鍵,選擇濾(lǜ)布時應滿足下列條件:
①所(suǒ)捕集的粉體能附著在濾(lǜ)布上構成過濾層;
②選擇濾布的間隙應大於顆粒的直徑;
③附著在濾布上的(de)粉體應容易剝落;
④對酸堿等氣(qì)體應(yīng)有一定的化學穩定性;
⑤容易洗滌且(qiě)不易(yì)收縮;
⑥在處理介質的溫度下長期工作不(bú)破損。
(三)布袋(dài)除塵器的結構
目前應用較多的布袋除塵器有兩種型式,一種為電磁脈衝反(fǎn)吹除塵器,另一種為機械回轉反吹除塵器。電(diàn)磁脈衝反吹除塵(chén)器外殼以方形居(jū)多,布袋分成若(ruò)幹排,每排的數量相等。布袋上方有反吹的氣管,反(fǎn)吹時間由電磁閥控製,可(kě)以依次對每排布袋進行反吹,使布袋(dài)外(wài)粘附的粉體及(jí)時從布袋上脫落。機械回轉反吹的外殼呈圓形。為提高分離效率,常設計成蝸殼狀入口,大顆粒在(zài)離心(xīn)力的作用下沿筒壁落入料(liào)鬥,小顆粒彌散於濾室(shì)的空間,從而被濾袋阻留粘附(fù)在濾布外麵。潔(jié)淨氣室內設有回轉臂,引入高壓潔淨空氣周期性向袋內反(fǎn)吹,使粘附在濾布上的粉塵脫落。
兩種除塵器各有優缺點,脈衝式除(chú)塵器可以自動控製反(fǎn)吹周期及反(fǎn)吹時間,但反吹氣量較少,如果(guǒ)濾袋較長時,末端的反吹效(xiào)果不佳。機械回轉反吹氣量較大,反吹效果較好,但對(duì)係統有一定影響,使係統壓力產生波動。由於(yú)引入的(de)是常溫空氣,工作時有使濾袋內空氣結露的(de)傾向,操作時應加以注意。
三、空氣過濾器
有些物料的幹燥,比如食品、藥品以及生物(wù)製品,要求幹燥用的空氣衛生條件很高,對(duì)進入係統的空氣要進行過濾。過濾器一般安(ān)放在係統的前端,通過過濾器後的(de)空氣才能進入加熱係統。
過濾器的材(cái)料一般采用油浸式濾層,濾層用不鏽鋼(gāng)絲形成絨團(也可以采用鋼絲絨、銅絲絨、尼龍纖維、中孔泡沫(mò)塑(sù)料),噴以輕質定子油,或真空泵油,製成每塊50×50cm左右的單體厚約5~12cm的過濾層,也可以采用其它材料(liào)。 根據要求可以用一層或多層疊加在一起作為過濾層,過濾層的兩麵用鋼網夾緊固定後再安裝在過濾器的殼(ké)體上。
四、文丘裏除塵器
文丘裏除(chú)塵器(文氏除塵器)是濕式除塵器的一種。文丘裏除塵器(文(wén)氏除塵器)是將氣體中的塵粒被(bèi)水滴捕集,變氣固分離為氣液分離,以達到除塵目的。文丘裏除塵器按引液方式可分為中心噴液、周邊徑向(xiàng)內噴(pēn)、液膜引入、氣流能量引入等幾種方式。氣體中(zhōng)粉塵的捕集、氣液分離(lí)均由(yóu)一台設備完成,能有令人(rén)滿意的效果。
文氏除(chú)塵器主要有收縮管、喉徑、擴散段、旋流器、導流體、導流片、分離室組成。含塵氣體從下方進入除塵器,在喉徑處速度達到峰值。捕集用水在泵的作用下切向進入旋流室,喉管處有一環縫,與旋流室相(xiàng)通。水在旋流(liú)室旋轉並有一壓力(lì),經環縫進入喉管(guǎn)後(hòu)形(xíng)成旋轉的液膜。
液膜受到高速(sù)氣流衝擊迅速霧化,霧化後霧滴加大了(le)與氣體接觸麵積。由於二者之間存在速度差,使氣體中粉塵被(bèi)霧滴(dī)捕集與氣體分離。氣體夾帶霧滴向上運動,遇導流片後由垂直運動變為旋轉運動,產生的離心力使霧滴被(bèi)甩(shuǎi)向器壁後粘附(fù)在水膜上(shàng)與氣體分離,從而也強(qiáng)化(huà)了捕集作用。上部擴散(sàn)段使氣體速(sù)度下降,起沉降(jiàng)作用,從而(ér)降(jiàng)低了霧(wù)滴的夾帶量,被淨(jìng)化後氣(qì)體從頂部排出。
五、箱式水(shuǐ)膜除塵器
除塵器內設有一至二塊(kuài)孔板,每塊板的上方設有噴頭。含塵氣體從進風口進入(rù)除塵器內,遇折流板突然形(xíng)成180°轉向,氣流產生很大的離心力,粉塵向氣流(liú)的(de)外方移(yí)動,與水(shuǐ)麵接觸後被吸附。形成第一級分離。到(dào)達(dá)孔板(bǎn)下方時,與孔板下來的水滴接觸(chù),又有部分粉(fěn)塵被水滴吸附。噴(pēn)頭噴下的水滴(dī)落到孔板後受到從孔板下通過的上升氣流的作用,在孔板上產生60~80mm的泡(pào)沫層。氣流在通過孔板時,粉塵與水接觸麵積大,也是捕集率^高(gāo)的位置。通過孔板後的氣流必然夾帶部分霧滴,當上升到離心除沫器的導(dǎo)流片間隙時(shí),氣流由直線運動變為螺旋(xuán)運動。強烈的旋轉運動把被夾帶的霧滴甩(shuǎi)到器壁上形成水膜並(bìng)沿器壁流回水箱內,淨化後的氣體從排風口排出。
六、箱式洗滌器(qì)
箱式洗滌器為(wéi)臥(wò)式(shì)填料層(céng)洗滌器,填料層由多層網組成(chéng),厚度視(shì)工藝(yì)條件而定,一般為二至三道這樣的填料層組成。填料層(céng)上方有(yǒu)噴淋管,使網層處於濕潤(rùn)狀(zhuàng)態(tài)。含塵氣體通過填料層時,增大了氣(qì)液接(jiē)觸表(biǎo)麵積,被捕集下來的的粉(fěn)塵同水一道流回水箱,捕集用(yòng)水可以循環使用。為保證填料全部被水衝洗,一般都(dōu)有一個傾(qīng)斜角度。這種(zhǒng)洗滌(dí)器的用水量較少,一般為0.15~0.5L/m3,設備阻力因填料層厚度而異。當入口含塵氣體濃度為10~12g/m3時,捕集粒徑為2μm的粉塵效率(lǜ)可達90%。
第二節 熱源
幹燥離不開熱源,但(dàn)因被幹燥物料比較複雜,對熱(rè)源(yuán)及(jí)換熱設備都有不同的要求,一旦被幹(gàn)燥物料確定(dìng)下來(lái)後,熱源的選擇(zé)就有根據了。幹燥器熱源的種類及換熱設備的形(xíng)式在很大程度上決定(dìng)設備的運轉(zhuǎn)費用及生(shēng)產成本,所以設備的技術經濟(jì)指標不僅(jǐn)取決於幹燥設備本身的合理設(shè)計和正常操作,而且在很大程度上還(hái)與(yǔ)所選擇的熱源及利用方式密切相關(guān)。
一、熱(rè)源的選擇(zé)
幹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(děng)。具體地(dì)說主(zhǔ)要有(yǒu)各種燃燒物(wù)(煤、天然氣、液化石油氣、可燃化學(xué)氣體)與空(kōng)氣的燃燒產物、水(shuǐ)蒸汽、熱水、電能和具有一定熱量(liàng)的尾(wěi)氣、廢液、廢油渣等。如果幹(gàn)燥用的熱空氣需間接換(huàn)熱,換熱介質還有導熱油(道生油等)。熱源選擇應(yīng)考慮的內(nèi)容,主要集中在以下(xià)幾個方麵:
① 滿足產品質量的要(yào)求。加熱溫度,熱源的潔淨程度都對產品質(zhì)量有很大(dà)影響;
② 滿足環保要求。一些燃燒的(de)熱源(yuán)在燃(rán)燒過程中會產生異味(wèi)或煙霧,排(pái)至大氣後(hòu)會產生汙染,這類熱源應慎重使用,如果一定選用也要(yào)進行環保處理;
③ 經濟易得(dé)。所選用(yòng)的熱源應因地置宜,既考慮各種熱源的費用,又(yòu)要考慮容易獲得;
④ 安全可靠。這一點對直(zhí)燃(rán)式熱源更(gèng)為重要,有些被(bèi)幹燥物料易燃、易爆或(huò)易氧化,處理這類物料^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(shī);
⑤ 易於操作。所選用的熱源盡可能方便操作和自動控製,才能保證產品質量穩定。
為了(le)評價幹燥費用,應對許(xǔ)多客觀條(tiáo)件綜(zōng)合分(fèn)析。大多數對海參幹燥設備,常用各種被(bèi)加熱的氣體為幹燥介質(zhì)。熱空氣(qì)適用(yòng)於物料不宜被(bèi)氧化的操作,煙道氣用於高溫操作,物料在含碳(tàn)情況下不影響產(chǎn)品質量,也不(bú)與二氧化碳或(huò)二氧化硫反應。氮氣主要(yào)用於物料易被氧化(huà),物料中的液體在含氧幹燥條件下易燃易(yì)爆(bào)的情況下。在通常,用氮氣(qì)作為幹燥介質裝置是密閉的(de),也就是閉(bì)路循環係統。如果溫度在130℃以上物料不會改變性(xìng)質,則可用過熱蒸汽幹燥。在幹燥懸浮或半懸浮狀(zhuàng)態下的聚合物,如聚乙烯、苯乙烯共聚(jù)物時,幹燥裝置中聚集有大量的(de)靜電荷,在這種場合下,要進行防爆處理,建議用空氣或過熱蒸汽作為幹燥介質(zhì)。
二、熱源的(de)種類
(一)蒸汽
蒸汽是(shì)一種(zhǒng)清潔、安全和廉價的熱源,主要用於間接(jiē)換熱的(de)設備中。經過換熱設備進行傳導傳熱,放出顯熱後成冷凝水排(pái)出。蒸汽壓力高(gāo)時換出的空氣溫度就高(gāo),幹燥工藝條件(jiàn)決(jué)定所需的壓(yā)力(lì)與(yǔ)蒸汽量。如果(guǒ)工廠有0.6~0.8MPa的(de)蒸汽,就可以通過換熱器將幹燥介質(空氣、氮氣或其它氣體)加熱至150~160℃。理論上,離開換熱器幹燥介(jiè)質溫度大約低於蒸汽(qì)溫度5~7℃。
(二)熱水
如果熱水的溫度(dù)達到90~130℃,則可以為認(rèn)為它(tā)有一定(dìng)的利用價值。主要可以用於操(cāo)作溫度較低的某些幹燥物料,如(rú)含(hán)有溶劑的幹燥或作為預熱的輔助性熱(rè)源,通過換熱的形式能使幹燥介質達到50~90℃的溫(wēn)度。
(三)電
電能主要用(yòng)於小型幹燥器或要求(qiú)控製標準很高的場(chǎng)合。電(diàn)能通過電熱管轉換成熱(rè)能,用以加熱幹燥介質。電能是高檔能源,無任何汙染問題(tí),可以單獨作為一種熱源,也可以與其它換熱(rè)設備一起作為二級加熱設備。但使用電(diàn)加(jiā)熱器時(shí)注意熱空氣的出口溫度^好(hǎo)不要超(chāo)過350℃,否則可能會燒壞電熱管(guǎn),電線的結點處也容易熔斷。另外,在停機時一定要使電加熱(rè)器的(de)出口溫度降至100℃以下時才能關掉風機,以免燒壞設備。
(四(sì))煤炭
煤炭是(shì)比較廉價的燃料,煤(méi)燃燒產生(shēng)的煙道氣可以采(cǎi)用(yòng)換熱的方法(fǎ)加熱換熱介質,也可以經過除塵後直接用煙道氣進(jìn)行幹(gàn)燥。但對雜質含量要求嚴格的物料或精細化工(gōng)產品一般不采取煤直(zhí)燃的方法。煤煙(yān)道氣能達到很高的(de)溫度,用在某些建築材料的(de)幹燥上可以達到(dào)降低能源消耗的目的。
(五)燃油
燃油既(jì)可(kě)以直接燃燒產生煙道氣又可以間接換熱,燃油的燃燒要用專用的(de)燒嘴,不同的燃(rán)油要配不同的燒嘴。一般情(qíng)況下,用於低粘度燃油的燒嘴結構(gòu)較簡單(dān),價格也(yě)不(bú)貴。粘度高的燃油燒嘴結構比(bǐ)較複雜,價格較昂貴。
(六)可燃氣體
煤氣、天(tiān)燃氣、液化(huà)氣以及其它(tā)可燃性化學氣體均可以(yǐ)作為幹(gàn)燥(zào)的熱源,這類氣體具有相當高的熱值,它們的主要優點是燃燒的產物可(kě)以直接用做幹燥介質,並可以達到(dào)很高的溫度(通常可(kě)以達到300~800℃)。在氣體燃(rán)燒時,通常也需要特製(zhì)燒嘴對氣體分散,使之燃燒更加完全(quán)。關於燒嘴的形式,在化工和醫(yī)藥工業中多(duō)半采用各種結構的低壓燒嘴。高壓燒嘴雖然(rán)燃燒速度(dù)快、溫度高,但需要(yào)較高的風壓,使用時(shí)噪音較大,而且容易發(fā)生回火。可燃氣體中多數都含有一定量的硫,對於被幹燥物料不允許接觸硫的場合,可以將可燃氣體在燃燒前(qián)脫硫處理。工業生產中,用氧化鐵,氧化(huà)鋅和活性炭等,能將煤氣中含硫量降至1PPm以下。
對於某些含硫量較高的天燃氣,可以(yǐ)先用活性炭脫(tuō)硫,再用氧化鋅處理。這種物理吸附和化學反應吸附相(xiàng)結合的(de)淨化方法,已被工業(yè)實踐證明效(xiào)果良好。
(七)導(dǎo)熱油(yóu)
有(yǒu)機高溫載熱體加燃燒爐換熱是幹燥常用的換熱設(shè)備,這種被稱為導熱油爐的(de)換熱器有其它(tā)工業(yè)爐不能比擬的優點。當生產工(gōng)藝要求在180~250℃時的高溫加熱,若采用(yòng)蒸汽換熱,則飽(bǎo)和蒸汽壓力需要(yào)4
Mpa,工作溫度也僅(jǐn)能達到(dào)250℃。但采(cǎi)用導熱油爐,飽和(hé)蒸(zhēng)汽(qì)壓力在小於0.7MPa時就(jiù)可以達到 280 ℃,所以導熱油爐換熱具有低壓高溫的特點。
以間接方式將熱量從加熱器(qì)傳遞(dì)到幹燥器的傳熱介質(zhì)稱為(wéi)熱載體(tǐ),工業熱載體可分為有機熱載體和無機熱載體兩大類,有機熱載體俗稱導熱油。
早在1931年,美國道生化學(xué)公司研究並創製了載熱體,命名為“道生油”。道生油通常是聯苯和聯苯醚的(de)混合物,如聯苯(běn)26.5%,聯苯醚73.5%的道生油,這種組(zǔ)份的道生油使(shǐ)用溫(wēn)度高,熱穩定(dìng)性也好。但由於它的凝固點較高,250℃以 上必須帶(dài)壓操作(zuò),而且高溫下滲透性強(qiáng),有特殊難聞氣味和毒性,汙染環境(jìng),為此,國(guó)內外都在開發新型高(gāo)溫載(zǎi)熱體以取代道生(shēng)油。目(mù)前國(guó)內生產導熱油的廠家也很多,選擇並不困難,但一般(bān)隻能提供300 ℃以下的導熱(rè)油。
我國載熱體的研究起步較晚,七十年代末才開始研究工作,但進展(zhǎn)較快。某些產(chǎn)品已(yǐ)經趕上國外同類產品水平。國產有機載熱體按生產原料可分為兩大類,一類是以石油產品為原料,這一類稱為(wéi)導熱油,由於石油(yóu)的比熱較(jiào)大,並可選擇適當餾分,資源也比較充足(zú),一般選用環烷基或芳烴混合(hé)基(jī)原料,加抗氧化耐熱添(tiān)加劑(jì)而(ér)製得。另一(yī)類是以有機物為原料而製得。
三、空(kōng)氣換熱器
(一(yī))熱管換熱器
熱管換熱器是一種(zhǒng)利用(yòng)封閉在管內的工作物質反(fǎn)複進行(háng)物理相變或(huò)化學反應來傳遞熱量的一種換熱裝置。熱管技術是一項新技術,自一九六四年(nián)第一(yī)支熱管問世以來,到(dào)現在也僅有三(sān)十多年的曆史。由於它在回收餘熱、預熱空氣等方麵顯示出很多優(yōu)點,熱管技術得到飛速發展(zhǎn),種類和功能也很多。根據熱管的工作原理(lǐ),按工作液的(de)工作方式,可以分為物理(lǐ)熱管和化學(xué)熱管(guǎn)。
物(wù)理熱管是利(lì)用工作液的物理相變(流化、凝結)傳遞熱量。化學熱管是利用工作物質化合(hé)與分解反應傳遞熱量。在噴霧幹燥係統(tǒng)中,利用熱管換器(qì)間接加(jiā)熱(rè)空氣,已經獲得良好的經濟效益。熱管的(de)工作液根據需要可以選擇不同的液體,但(dàn)每種工作液都有它合適的工作溫度範圍。
(二)燃煤熱風爐
以煤為燃料的熱空氣(qì)爐,多數是(shì)以間接(jiē)換熱(rè)的方法加熱空氣。在間接換(huàn)熱過程中,一般(bān)有兩種情況,一種情況是(shì)爐(lú)內設(shè)有通風管,冷空(kōng)氣走(zǒu)管層,煙道氣走殼層。煤(méi)燃燒產生的熱量對管的外壁進行輻射,熱量通過管壁傳向內管,然(rán)後再與內(nèi)管的冷空氣進行加熱。爐的(de)進口為冷空氣,經加熱後從另一口出來的為加熱到一定溫度的高溫(wēn)潔淨空氣。另一種為(wéi)燃煤式導熱油爐,導熱油被(bèi)加熱後(hòu)流向另一(yī)個換熱器,(如翅片換熱器)再與冷空氣進行換熱。間(jiān)接換熱的特(tè)點是得到的熱氣體(tǐ)潔淨度較高,在換熱過程(chéng)中空氣無濕度變化,仍保持冷空氣(qì)的濕含量。
燃煤熱空氣(qì)爐結構比較簡單,加煤方(fāng)式也有多種,根據工藝需要或換熱量的不同采取不同的加熱方式。由於火焰(yàn)與(yǔ)換熱管(guǎn)直接輻(fú)射,燃氣內又有硫等腐蝕性較強的化學物質,對管的材料有(yǒu)一定要求。這種熱空氣爐有高溫爐和低溫爐之(zhī)分,當要求出(chū)口熱空氣溫度在300℃以上時,換熱(rè)管要選用耐高溫、耐腐蝕的材料。另外,管內空氣的運行路徑也應盡可能避免換(huàn)熱管(guǎn)有局部高溫的存在,否則會影(yǐng)響使用壽(shòu)命。
熱空氣爐的煙(yān)道氣通過管壁向管層內(nèi)的冷空氣進(jìn)行傳導傳(chuán)熱和輻射傳熱,冷空氣在爐內運行四個行程,有三個行程與高溫煙氣進行熱(rè)交換,其中有兩個行(háng)程可以(yǐ)與兩側高(gāo)溫氣體同時進行熱交換(huàn),因此換熱效率高,煙氣的排出溫度很低(dī)。
(三)蒸汽換熱器
蒸汽換熱器是間接換熱設備,由多根散熱排管組成(chéng)。在換熱時可以根據需要用一組工作,也可以多組串聯(lián)使用(yòng)。排管用(yòng)紫銅或鋼質材(cái)料,為增加傳熱效果,管外(wài)套繞翅(chì)片,翅片與管子有良好的接觸。用蒸汽做熱介質時,管內通蒸汽(qì),管外翅片間走空氣。由於翅片換熱器的材料及翅(chì)片的纏繞形式不同,已有許多規格,並已經係列化(huà)。換熱器既適用於蒸汽係(xì)統又適用(yòng)於熱水係統,作為加熱空氣用的換熱器(qì),主要用於幹燥(zào)係統及空氣調節係統。如以蒸汽(qì)為熱(rè)媒,蒸(zhēng)汽的工作壓力(lì)為0.03~0.8MPa,主要由順空氣(qì)流向三排交錯排列螺旋翅片(piàn)管組成,翅片管均用φ21×2mm無縫(féng)鋼管繞製上15×0.5mm的皺折(shé)鋼帶(dài)而成,呈螺旋狀。
根據實際經驗,當蒸汽(qì)溫度在130~160℃之間時,幹燥(zào)室每蒸發1kg水,大約需要2.0~2.5m2的換熱麵(miàn)積,蒸汽消(xiāo)耗(hào)量(liàng)約(yuē)為1.8~2.5kg。此時輸出熱空氣的溫度(dù)約(yuē)比加熱器入口蒸汽(qì)溫度低6~10℃。
蒸汽換熱(rè)器的連接方法:
蒸汽換熱(rè)器一般為多組連(lián)在一(yī)起(qǐ),安(ān)放位置(zhì)主要有立式串聯和臥式串(chuàn)聯兩種。立式串聯就(jiù)是換熱器的迎風麵與水平麵平行,空氣垂直水平麵通過換熱器,臥式(shì)串聯是空氣平行水平麵通過換熱器,換熱器組與組之間(jiān)用螺栓連接,為檢修方便(biàn),推薦采用臥式安裝。
按蒸汽進入加熱器的方法,又可分為串(chuàn)聯、並聯、並—串聯三種方法,這幾種方法安裝換熱效果不同(tóng)。
串聯接法就是蒸汽逐一通(tōng)過(guò)換熱器,能充分利用能源,冷凝水排出溫度很低。但需要增(zēng)加換熱麵積,係統升溫(wēn)速度較慢,有時需幾個小時的時間才能達到規定溫度。
並聯是(shì)蒸汽(qì)同時通過每組換(huàn)熱器,又同時排出,使蒸汽換熱器與空氣保持(chí)較大的溫差(chà)。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(cǎi)用並—串聯的連接方法更為合理。蒸汽(qì)先並(bìng)聯通過幾組(zǔ)換熱器,經過換熱器(qì)的低溫蒸汽再串聯通過(guò)後幾組,克服了(le)前兩種接法的缺(quē)點。經過測試,如當采用三組換(huàn)熱器(qì)時,進氣方法(fǎ)為前兩組(zǔ)並聯,再與(yǔ)後一組串(chuàn)聯。
(四(sì))電加熱器
電加熱器是電能轉換成熱(rè)能,向空(kōng)氣(qì)進行輻射傳熱的(de)加熱設備。電加(jiā)熱(rè)器是多根管狀電熱元件組成。管狀電加熱元件是(shì)在金屬管中放入電阻絲,並在空隙部分緊密填充有良好耐熱性、導熱性和絕緣性的結晶氧化鎂粉,再經其它(tā)工藝處(chù)理而成。具有結構簡單、機械強度高、熱(rè)效率高、安全可靠、安裝簡(jiǎn)便、易實現溫(wēn)控自動化的特點。用於加熱相對濕度(dù)不(bú)大於95%、無爆炸、無腐蝕性氣體。工作電壓不應大於(yú)額定值的1.1倍,加熱空氣溫(wēn)度不應(yīng)超過300℃。可以獨立使用(yòng),也可以作為第二級加熱設備,經常與蒸汽換熱器組合(hé)。如果幹燥器熱空(kōng)氣進口溫度要求200℃,一般蒸(zhēng)汽換熱很難(nán)達到要求,這時可以把冷空氣通過蒸汽換熱(rè)器加熱到一溫度後再進入電加熱器繼續升溫,達到所要求的溫度。電加熱操作方便,容易實現自動化,但電是高品位(wèi)能源,運轉(zhuǎn)達費用較高,不適用於附加值低的(de)物料幹燥係統中采用。
上述內容的(de)論述,是為了在選擇幹燥裝置階段(duàn),提供一(yī)些對幹燥(zào)機選擇所要考慮的因素,要選擇一台各方麵都非常理想的幹燥機是不太可能的。但是人們在幹燥機設計或運用過程中通過讀(dú)此(cǐ)篇文章,一(yī)定會使你的設(shè)計,選(xuǎn)擇和使用得到很好的改善。