干燥(zao)設備(bei)處理(li)(li)的物(wu)料難(nan)以計數,除各種物(wu)料的理(li)(li)化性質及(ji)產品的要求不同外,干燥(zao)過(guo)程物(wu)料的熱(re)物(wu)理(li)(li)性質及(ji)加熱(re)過(guo)程中對干燥(zao)系(xi)統設備(bei)的材(cai)料要求更是設計者著(zhu)重考(kao)慮的問題(ti),本文就干燥(zao)設備(bei)的用材(cai)問題(ti)提出(chu)一些方法,供設計者參考(kao)。
1前(qian)言干(gan)燥設(she)(she)備(bei)是(shi)應(ying)用^廣泛的(de)單(dan)元設(she)(she)備(bei)之一(yi),可以(yi)認(ren)為,干(gan)燥設(she)(she)備(bei)的(de)應(ying)用已經(jing)遍及(ji)國民(min)生產(chan)的(de)各(ge)個(ge)部門。對(dui)于干(gan)燥設(she)(she)備(bei),絕(jue)不(bu)(bu)能簡單(dan)地(di)認(ren)為它僅是(shi)熱物理(li)方(fang)法脫(tuo)水機(ji)械。由于干(gan)燥過程中處理(li)的(de)物料不(bu)(bu)同(tong),含(han)濕(shi)種類(lei)不(bu)(bu)同(tong),產(chan)品(pin)的(de)各(ge)項指標(biao)也不(bu)(bu)同(tong)。設(she)(she)備(bei)的(de)安裝地(di)點不(bu)(bu)同(tong),制造(zao)時(shi)對(dui)干(gan)燥設(she)(she)備(bei)的(de)選(xuan)材、設(she)(she)備(bei)型式以(yi)及(ji)制造(zao)、安裝方(fang)法都(dou)有(you)不(bu)(bu)同(tong)的(de)要求。正(zheng)確處理(li)上述問(wen)題(ti)是(shi)成功設(she)(she)計(ji)干(gan)燥設(she)(she)備(bei)的(de)重要因素之一(yi)。
2干燥設(she)備的特點
2.1干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)種類(lei)到目前為止,已開(kai)發(fa)成功的(de)(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設(she)(she)備(bei)有(you)幾百種之多,常用于(yu)工(gong)業化生產(chan)的(de)(de)也有(you)百余(yu)種。對干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設(she)(she)備(bei)的(de)(de)分類(lei)方法也有(you)多種,如(ru)果按干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)過程的(de)(de)傳(chuan)熱方式可分為對流干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(如(ru)氣流干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、噴霧干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設(she)(she)備(bei)、旋轉快速干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、流化床干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)等(deng))、傳(chuan)導(dao)傳(chuan)熱干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(如(ru)耙式干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、輥(gun)筒干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))、幅射干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)(如(ru)微波干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi)、遠紅外干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)器(qi)(qi)(qi)(qi)(qi))等(deng)。此外,還有(you)結合(he)幾種傳(chuan)熱方式的(de)(de)干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)設(she)(she)備(bei)如(ru)槳葉式干(gan)(gan)(gan)燥(zao)(zao)(zao)(zao)機等(deng)。
2.2干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)設備的(de)(de)特(te)點絕(jue)大(da)多數干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)器(qi)都(dou)是非標設備,主要是因為每臺干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)器(qi)所處(chu)理的(de)(de)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)都(dou)不(bu)相同,很多干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)條件(jian)都(dou)隨物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)不(bu)同而改變(bian),由此導致干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)器(qi)結構及材料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)改變(bian)。所以必需明(ming)確待(dai)干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)具體(ti)參數,如(ru)物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)狀態、所含濕分種類、處(chu)理量、干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)過程(cheng)中物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)特(te)性、如(ru)有無腐(fu)蝕性、燃燒和爆炸性、是否產(chan)生靜電(dian)、產(chan)品具體(ti)要求、物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)熱敏(min)性溫度等,才能確定干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)器(qi)的(de)(de)各種參數。為此許多干(gan)(gan)(gan)(gan)燥(zao)器(qi)都(dou)不(bu)能批量生產(chan),在設計過程(cheng)中必需注意對物(wu)(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)針對性和對工作條件(jian)的(de)(de)適(shi)應(ying)性。
3干(gan)(gan)燥設備制(zhi)造材(cai)料(liao)的(de)選(xuan)擇(ze)方法眾所周知(zhi),干(gan)(gan)燥設備的(de)材(cai)質是(shi)構成(cheng)干(gan)(gan)燥裝置造價的(de)重要元素,合(he)理的(de)選(xuan)擇(ze)材(cai)料(liao)是(shi)控制(zhi)設備價格(ge)的(de)重要手段。一般情況下(xia),選(xuan)擇(ze)干(gan)(gan)燥設備的(de)材(cai)料(liao)應從以下(xia)幾個方面考慮:
3.1滿(man)足所(suo)處(chu)理物料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)需(xu)要(yao)干(gan)燥(zao)設(she)(she)備的(de)(de)主(zhu)要(yao)任務是(shi)對給(gei)定的(de)(de)物料(liao)(liao)(liao)進行干(gan)燥(zao)。因(yin)干(gan)燥(zao)器處(chu)理物料(liao)(liao)(liao)種類繁多,復蓋了糧食(shi)、食(shi)品、制藥(yao)、化工、林產(chan)品、紙(zhi)張、冶(ye)金等眾多領(ling)域,產(chan)品更是(shi)難以(yi)計數。被干(gan)燥(zao)的(de)(de)物料(liao)(liao)(liao)要(yao)求千差(cha)萬別,如(ru)化工試劑(ji)、藥(yao)品、電(dian)子材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)、電(dian)工陶瓷材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)等干(gan)燥(zao)過程中(zhong)絕不能混(hun)入鐵離子,因(yin)此在設(she)(she)備選(xuan)材(cai)(cai)上要(yao)避免(mian)選(xuan)用(yong)碳鋼材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。另外,物料(liao)(liao)(liao)中(zhong)的(de)(de)濕分如(ru)果(guo)含(han)有(you)酸(suan)、堿(jian)、鹽、有(you)機溶劑(ji)等,對不同(tong)的(de)(de)金屬材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)會(hui)有(you)腐蝕性。特(te)別在加(jia)(jia)熱(re)過程中(zhong),對材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)腐蝕會(hui)加(jia)(jia)劇,所(suo)以(yi)應根據物料(liao)(liao)(liao)中(zhong)所(suo)含(han)濕分的(de)(de)特(te)點選(xuan)擇恰當的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)(liao)(liao)。
3.2針對(dui)(dui)干(gan)燥機型式(shi)選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)材(cai)(cai)料(liao)(liao)前面(mian)提到(dao),干(gan)燥機有多種(zhong)型式(shi),每種(zhong)機型工作(zuo)原理各不相同,因(yin)此(ci)在選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)材(cai)(cai)料(liao)(liao)時(shi)(shi)也(ye)應予以充分考慮。如(ru)氣流(liu)干(gan)燥器(qi)在干(gan)燥氧化鎂時(shi)(shi),因(yin)物料(liao)(liao)在氣流(liu)管(guan)中速度很高,氧化鎂物料(liao)(liao)堅(jian)硬,對(dui)(dui)干(gan)燥管(guan)轉彎壁(bi)處(chu)磨(mo)(mo)損嚴重(zhong),因(yin)此(ci)在這(zhe)一區域就要設(she)計防磨(mo)(mo)損結構或選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)耐磨(mo)(mo)材(cai)(cai)料(liao)(liao)。再如(ru),與碳(tan)鋼(gang)(gang)相比,不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)導熱性(xing)能明顯低于前者。所以在以傳導傳熱為主的(de)干(gan)燥設(she)備中,如(ru)果選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)不銹(xiu)鋼(gang)(gang)為主要材(cai)(cai)料(liao)(liao),則設(she)備的(de)換(huan)熱面(mian)積(ji)應以不銹(xiu)鋼(gang)(gang)的(de)導熱系數進行計算。工程實例證明,在選(xuan)(xuan)(xuan)擇(ze)蒸汽換(huan)熱器(qi)時(shi)(shi),不銹(xiu)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)要比碳(tan)鋼(gang)(gang)材(cai)(cai)料(liao)(liao)面(mian)積(ji)大出30%。
3.3針對干(gan)燥過程選擇材料(liao)物料(liao)不(bu)(bu)(bu)同(tong)干(gan)燥條(tiao)件也(ye)不(bu)(bu)(bu)同(tong),筆者曾(ceng)設計過一臺高(gao)(gao)溫型(xing)干(gan)燥器,在干(gan)燥無機鹽(yan)的同(tong)時還要(yao)對其進(jin)行聚合反(fan)應。要(yao)求干(gan)燥熱(re)空氣溫度在800℃以上,干(gan)燥材料(liao)不(bu)(bu)(bu)得不(bu)(bu)(bu)選擇價格不(bu)(bu)(bu)蜚的耐高(gao)(gao)溫型(xing)不(bu)(bu)(bu)銹鋼,但考慮到干(gan)燥室并不(bu)(bu)(bu)都處于(yu)高(gao)(gao)溫區,根據計算,只在高(gao)(gao)溫區選用了(le)耐高(gao)(gao)溫材料(liao),現(xian)已運行一年多(duo)一切(qie)正常。
3.4針對設(she)(she)備(bei)安裝(zhuang)環境(jing)選(xuan)擇材料(liao)在很多(duo)情況下,盡(jin)管上述條件(jian)都能滿足要求(qiu),還要注意設(she)(she)備(bei)安裝(zhuang)環境(jing)對材料(liao)的(de)要求(qiu)。如果安裝(zhuang)在化工廠的(de)設(she)(she)備(bei),環境(jing)對設(she)(she)備(bei)、對控制系統(tong)、電器系統(tong)有無腐蝕(shi)性都要認真(zhen)考慮,拿(na)出合理的(de)設(she)(she)計方案。
4干(gan)燥(zao)設備的防(fang)腐方(fang)法(fa)(fa)大多數(shu)干(gan)燥(zao)設備都是以焊接件、平板、筒(tong)體組(zu)成。真對不同用途(tu)的干(gan)燥(zao)器進行防(fang)腐處理,下面介紹(shao)幾種在材料防(fang)腐及制(zhi)造方(fang)法(fa)(fa)的一些經驗。
4.1磷(lin)化(hua)(hua)——鈍(dun)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)在(zai)(zai)振(zhen)動(dong)流化(hua)(hua)床干燥(zao)機的(de)(de)制造(zao)中,有百分之(zhi)七十的(de)(de)零件是(shi)碳(tan)鋼結(jie)構。工(gong)(gong)(gong)序間周轉時間較長,因此表面生成(cheng)大量的(de)(de)鐵銹(xiu)(xiu),涂漆前需用(yong)(yong)較多的(de)(de)人工(gong)(gong)(gong)來(lai)除銹(xiu)(xiu)。磷(lin)化(hua)(hua)——鈍(dun)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)藝(yi),是(shi)通(tong)過(guo)電學(xue)和電化(hua)(hua)學(xue)反應,通(tong)過(guo)一次性(xing)處理(li),既(ji)可(ke)使生滿鐵銹(xiu)(xiu)的(de)(de)鋼鐵工(gong)(gong)(gong)件,表面呈現(xian)出金(jin)屬(shu)的(de)(de)本來(lai)顏色,同時在(zai)(zai)金(jin)屬(shu)表面生成(cheng)致密的(de)(de)防銹(xiu)(xiu)膜(mo)層。可(ke)以在(zai)(zai)潮濕的(de)(de)空氣(qi)中放置十幾天(tian),也不會銹(xiu)(xiu)蝕。它的(de)(de)操作方法簡單,能改(gai)善作業(ye)環境,減輕(qing)勞動(dong)強(qiang)度(du),節省人力(li)物力(li)。對磷(lin)化(hua)(hua)——鈍(dun)化(hua)(hua)處理(li)液中含(han)有乳(ru)化(hua)(hua)劑(ji)、鉬(mu)酸鹽、可(ke)溶(rong)性(xing)磷(lin)酸鹽和各(ge)種(zhong)酸等(deng),該方法不僅用(yong)(yong)在(zai)(zai)上述機型中,其(qi)它類似結(jie)構或機架都可(ke)以采(cai)用(yong)(yong)此法進行防腐(fu)處理(li)。
4.2靜(jing)電粉末噴涂(tu)(tu)在干燥設備制造(zao)上的(de)應用(yong)(yong)傳統的(de)油漆(qi)涂(tu)(tu)料是液(ye)態的(de),其中含(han)有大(da)(da)量(liang)的(de)酯(zhi)酮及(ji)烴類(lei)等有機溶劑,給(gei)生產、儲運、施(shi)工帶來一(yi)系(xi)列麻煩,易燃易爆且(qie)很不安全。因有一(yi)定(ding)的(de)毒(du)性,揮(hui)發到大(da)(da)氣中,嚴重地污染環(huan)境(jing)。因此,國(guo)內外的(de)涂(tu)(tu)料^們都在致(zhi)力于開(kai)發少用(yong)(yong)溶液(ye)或不用(yong)(yong)溶液(ye)的(de)新(xin)型(xing)涂(tu)(tu)料。這種(zhong)新(xin)型(xing)涂(tu)(tu)料之一(yi)便是粉末涂(tu)(tu)料。
振(zhen)動流化床干燥機(ji)的(de)機(ji)上(shang)蓋板,多是用冷軋(ya)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)板制(zhi)成(cheng)的(de),因而成(cheng)本很高(gao)。為什么用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)而不(bu)采(cai)用普通(tong)碳鋼(gang),就(jiu)因為該設備在(zai)工作狀(zhuang)態會接觸到各(ge)種腐(fu)蝕(shi)物料(liao)及氣體(ti),而不(bu)銹(xiu)鋼(gang)抗腐(fu)蝕(shi)性能非常優越,因而采(cai)用不(bu)銹(xiu)鋼(gang)冷軋(ya)板制(zhi)成(cheng)。
用普通碳鋼(gang)進行靜電噴(pen)涂聚(ju)酯樹脂粉末(mo)涂料,其抗(kang)腐蝕(shi)能力完全(quan)與不銹(xiu)鋼(gang)相媲美。由于該(gai)種粉末(mo)涂料具(ju)有堅韌、耐久、裝飾性(xing)好(hao)的(de)特(te)點,并具(ju)有卓(zhuo)越(yue)的(de)室外耐候性(xing)和(he)耐熱(re)性(xing),同時具(ju)有卓(zhuo)越(yue)的(de)耐腐蝕(shi)和(he)耐粉化(hua)性(xing)能、卓(zhuo)越(yue)的(de)光澤和(he)色光性(xing)能,所以(yi),靜電粉末(mo)噴(pen)涂完全(quan)適用于干燥器(qi)殼(ke)體的(de)防腐。
4.3奧氏(shi)體(ti)鎳鉻不(bu)(bu)銹鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)的(de)探(tan)討干燥設備(bei)中,有許多是板材(cai)(cai)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)結(jie)(jie)構(gou)件,大(da)部分(fen)板材(cai)(cai)為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中常出現腐(fu)蝕(shi)(shi)、斷(duan)裂等問題。嚴重影響產品壽命及使用性能。奧氏(shi)體(ti)不(bu)(bu)銹鋼(gang)與普通碳素(su)鋼(gang)的(de)區(qu)別在于(yu)導熱性差,加熱時膨脹系數大(da),電阻值高(gao)。由于(yu)奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)的(de)這些特(te)性,需要(yao)采用特(te)殊(shu)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)工藝方法(fa)來焊(han)(han)(han)(han)接(jie)。晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)是高(gao)合金鋼(gang)主要(yao)問題之一。這種鋼(gang)本身耐蝕(shi)(shi)性高(gao),但焊(han)(han)(han)(han)接(jie)過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中降(jiang)低(di)了耐蝕(shi)(shi)性。奧氏(shi)體(ti)鋼(gang)焊(han)(han)(han)(han)接(jie)時其腐(fu)蝕(shi)(shi)形式有:整體(ti),局部,晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi)。國內某廠引進國外的(de)干燥設備(bei),布(bu)袋除塵器的(de)不(bu)(bu)銹鋼(gang)架(jia)因焊(han)(han)(han)(han)接(jie)方法(fa)不(bu)(bu)當(dang)破壞(huai)了材(cai)(cai)料的(de)組(zu)織結(jie)(jie)構(gou)造成晶(jing)間腐(fu)蝕(shi)(shi),干燥過(guo)(guo)程(cheng)(cheng)中物料中含有酸性成分(fen),鋼(gang)架(jia)很快造成斷(duan)裂。
5結(jie)束(shu)語干(gan)燥技術發展(zhan)到今天,作為一項工程技術,成功(gong)與(yu)否不僅與(yu)干(gan)燥理(li)論(lun)水平有關,與(yu)設備結(jie)構、材料選用(yong)、加工制造方法(fa)的關系也^密切。綜合(he)多種(zhong)因素,制定合(he)理(li)的加工制造方案(an)具有重要的經濟(ji)意(yi)義(yi)。