1、概述(shù)
雙錐真(zhēn)空幹燥機(以下簡稱雙錐)已是有(yǒu)很長曆史的(de)真(zhēn)空間(jiān)接加熱動(dòng)態幹燥機,屬於能式幹燥設(shè)備。它的特點是真空錐體由驅動機推動作360º旋轉,促進錐體中(zhōng)物料翻混並和錐體加熱麵接觸加熱,不斷翻混物料對加熱麵起自潔作用,真空操作有利於降低蒸(zhēng)發壓力和(hé)蒸發溫度,提高加熱介質和加熱物料之間的溫度差,也十分(fèn)有利於許多熱敏性物料的低溫幹燥。雙錐的結構形狀很有利於幹燥物料的幹淨利落快速卸(xiè)料,這是現(xiàn)有任何其它型式幹燥機不能比擬的操作優點。
雙錐適用於各種無(wú)粘壁鬆散性物料的幹燥,因在錐體內(nèi)真空抽氣管上設尾(wěi)氣過濾器,故極大地(dì)降低尾氣夾帶產(chǎn)品粉塵的損失,幹燥收得率極高。它可以一次性進料和密閉卸(xiè)料,避(bì)免操作性汙染,避免卸料時粉(fěn)塵飛揚而汙染環境。雙錐動(dòng)態幹(gàn)燥效率比各種盤式幹燥(zào)高很多。
但雙錐屬夾套加熱型幹燥機,如將雙錐體看作球體,則在放大雙錐幹(gàn)燥機是,它的加熱麵積F(m)與球體直徑D(mm)的平方成(chéng)正比擴大,而球體的容積V(m)則與球體直徑D(mm)的三次方成正比擴大。所以雙錐從小直徑擴大到大直(zhí)徑時,它的加熱麵積遠遠比不上它的容積擴大。致使雙(shuāng)錐加熱麵積F(rfl)和雙錐容積V(m)的比例,隨著(zhe)直徑(jìng)D(iTm)的擴(kuò)大而比例失調(diào),造成小規(guī)格雙錐的(de)F/V值遠(yuǎn)大於大規格雙錐(zhuī)的F/、,值。如5m雙錐的F/V值比0.3m雙錐的F/V值小一半(bàn)左右。約3.6m/m,當雙錐容積擴大至10m時,它的F/V值(zhí)下降到2.5m/m。
雙錐真(zhēn)空幹燥機設備顧(gù)名思義作加熱幹燥使用的,其主要功能(néng)應體現在加熱幹燥效率或熱交換麵積的大小。相對(duì)而言它的容積是次要的。但目前幾乎所有的(de)雙錐幹燥機產品樣本,均(jun1)以容積(jī)大小標識雙錐的規格,這(zhè)在一定程度上是雙錐生產廠有意無意在誤(wù)導用(yòng)戶。因為許多用戶不(bú)會意(yì)識到雙錐放大時存在F/V的規律性變(biàn)化。誤以為大小容(róng)積雙錐(zhuī)都有相似的幹燥效率。往往買回一(yī)台大型化雙錐,在投(tóu)產後發現它的幹燥效率,遠低於在幹(gàn)燥製造廠中用(yòng)小規格雙錐試驗實踐產生的幹燥效率。因為幹燥效率成倍下降無法滿足希望的產量,不得(dé)不再購買(mǎi)一台大型化雙錐。不僅多化了投(tóu)資(zī)增加廠房用地,並延誤了生產計劃。
許多熱敏性產品幹燥溫度低於100ºC,現很多熱敏性產品幹燥仍在采用<100~的熱水作熱源,為此(cǐ)必需配備(bèi)熱水槽、熱水泵和熱水管道等輔助(zhù)設施。熱(rè)水顯熱加熱必然(rán)存在進(jìn)出口溫度(dù)差,與蒸汽潛熱加熱比較自然(rán)降低了溫差,這對熱敏性很高的低溫度加熱(rè)十分(fèn)不利。熱水加(jiā)熱傳熱係(xì)數遠低於飽和水蒸汽加熱,夾套熱水加(jiā)熱結構也較蒸汽加熱複雜,不僅增(zēng)加了設(shè)備投資,而且不利(lì)於(yú)管理。
由於幹燥物料在雙錐體中不斷翻混旋轉,一些晶體(tǐ)微細含水量較多的產品,如核黃素、乙醯螺(luó)旋黴素等產品很易在翻混中形成大小不等的球團。一旦產生球(qiú)團就很難達到完全徹底的幹燥了。原則上雙錐不適用在幹燥中存在結球團的物料。
雙錐是一台馱著加熱鍋爐(加熱夾套)不斷旋轉著的動態幹燥機。大型(xíng)化(大直徑)傳統雙錐的錐體內膽(dǎn)和夾套(tào)外壁的壁厚都很厚,重量很重。錐體內膽一般(bān)都是不鏽鋼材質,而夾套外壁為碳鋼。大型雙錐(2~10m)的直徑在1.600~2.600mm,錐內膽壁(bì)厚在8~14mm,夾套外壁的壁厚更厚。眾所周知(zhī),不鏽鋼的熱阻比碳鋼大5倍,很厚的不鏽鋼內膽很不利於錐(zhuī)體的(de)傳熱,降低了雙錐的加熱幹燥效率,驅動很重的(de)內膽自然要增加驅動電動機的功率。雙錐的外夾套更厚更重,更增加了(le)驅動電動機的能耗。雙錐一年運(yùn)轉時間在幾千小(xiǎo)時,所以如何正確對待長時間運轉的雙錐提高效率和節能降耗,在全世界都在積極動(dòng)員研究節能的新時(shí)代,對(duì)以往(wǎng)一直被忽視的設備結構和設備材料,很值得99国产精一区二区(men)深入研究討論。
以下按無GMP要求的雙錐進(jìn)行(háng)討(tǎo)論.。
2、雙(shuāng)錐的放大
隨著精細化工產品的發展,越來越需(xū)要高效率大型化的雙錐。一台傳統大型雙錐,它的龐(páng)大身軀外形和它含有的加(jiā)熱麵積極大相稱,一台5m雙錐的加熱麵積僅18m,F/V值為3.6m/m,而一台10m雙錐的F/V值(zhí)進一步下(xià)降至2.5m/m,用外強中幹來形(xíng)容雙錐一點也不為過。
雙錐真空幹燥機的放大自然是指熱交換(huàn)麵(miàn)積的放大。所幸錐體內有龐大的空間可以利用,如何利用好此空(kōng)間是關鍵。考慮到設備的清洗,熱交換元件的表麵愈簡單愈好。選用薄形空(kōng)c,Di~熱板,既符合表麵光潔易洗又符合緊湊雙重要求。以10m雙錐為例,可以在碩大的錐體空間順物料流動的方向設(shè)薄形內加(jiā)熱板,在留有供清洗和必要的維修空間,如(rú)內加熱板之間保留100~160mm間距(jù),一般增加(jiā)內加熱板麵積可比原有的錐體加熱麵積多1.5~3倍,使雙錐的F,V值(zhí)都能提高到0.2m。小型雙錐相似的9.0m/m值。特別是內加熱板材厚(hòu)度不到(dào)錐體(tǐ)厚度三(sān)分之(zhī)一,換來加熱麵積成倍增長而熱阻大幅(fú)度減小,使放大後的雙(shuāng)錐幹燥效率超過傳統雙錐(zhuī)的2~3倍以上(shàng)。設內加熱板後10m雙錐體內結構如圖1。
由圖1說明,10m錐(zhuī)體的直徑2.600,在6..mm寬的維修通道(dào)兩側設(shè)由#1~≠}7內加熱板各7塊,共14塊,內(nèi)加熱板總麵(miàn)積F=56m,內加熱板厚40mm,內加熱板總(zǒng)體積V=2.2m,兩內加熱板中心(xīn)距d=200mm,兩(liǎng)內加(jiā)熱板之間的實際間隙為160mm,已知錐體夾套加(jiā)熱(rè)麵積(jī)F=29.6m,所以10m雙錐加熱總麵積F=85.6m,已知錐體的(de)容積(jī)V=12.1m,扣除內加熱板後的錐體(tǐ)實際(jì)容積V=9.9m,由此知新雙錐的F/V值達8.6m/m,十分接(jiē)近小型(xíng)0.2in雙錐的(de)9.01TI/m。101TI雙錐不加內加熱板時的F/V值為2.5IT1/m,故增加內加熱板(bǎn)後的101TI。雙錐比不加的F/V值足足(zú)提高了3倍以上(如圖2所示),如果按F/V值的提高來論,一台新雙錐的幹燥效率的幹燥效率就可抵3台(tái)的傳統雙錐,單每小時驅動電機就可節省60kw/h左右的電耗(hào)。
3、大型(xíng)雙錐增加內加熱板對節省不鏽鋼的比較
仍以10m(實際操作容積)為例。10m雙錐的外(wài)形尺寸為2600×3600(總高)由上(shàng)述說(shuō)明雙(shuāng)錐體加熱夾套麵積F=39.6in,內加熱板總麵積F=561TI,如果雙錐體的壁厚為14mill,而內(nèi)加熱板的壁厚為3mm,則每平方米內加熱板需要的不鏽鋼量僅(jǐn)為24kg,即雙錐體每平(píng)方(fāng)米(mǐ)加熱麵積消耗的不鏽鋼材量比同(tóng)樣加熱(rè)麵積的內加熱板多(duō)4.6倍。僅從(cóng)現有大型傳統雙錐擁有的加熱麵積(jī)~IE4,而消耗(hào)的不鏽鋼(gāng)材量很多這種特殊的情況考慮,錐體內空洞無物,既有條件增加內加熱板,也十(shí)分需要內加熱板,以抵消錐體壁厚帶來的負麵影響(xiǎng)。
4、內加熱板的結構加(jiā)強
常規空心薄形內加熱板必需作(zuò)塞(sāi)焊加(jiā)強措施,因內加(jiā)熱板壁厚僅2~3mm,空心加熱板的雙麵都需要打孔,薄板上很(hěn)難嚴格按焊接規範加工坡口,特別是有藥(yào)品GMP要求(qiú)的加熱(rè)板在焊接後(hòu)必需再磨平(píng)拋光,故(gù)在許許多多的塞焊點中(zhōng)存在微細的(de)薄弱環(huán)節,就會在日後的生產操作中突發因局部破裂引起整個(gè)加熱板的爆破。傳(chuán)統薄板塞焊加強(qiáng)結構很(hěn)易留下這種(zhǒng)隱患。
99国产精一区二区深刻吸取教訓,在新的雙錐內加熱板加強結(jié)構上采用鉸接式無損焊接加強技術(shù),內加熱板雙麵母板上不再打孔,從而(ér)避(bì)免打孔塞操(cāo)作所帶來的弊病,消除了雙錐(zhuī)放大(dà)時必不可少的內加熱板(bǎn)加工的實際難題。
5、雙錐的低溫(wēn)(100℃)熱源問題
雙錐幹燥熱敏性產品時,傳統雙錐都采(cǎi)用熱水加熱方法。熱水加熱不僅需要熱水槽、熱水泵和管道一整套累贅,因熱水顯熱給熱,進出口必定(dìng)存在溫度差,熱水出(chū)口處溫度低自然加熱幹燥效果(guǒ)大大低於熱水進口處,故熱水加熱的溫度差十分不(bú)利於幹燥。
大型化後的雙錐如果仍采用熱水加熱(rè),因幹燥設備負荷大幅度提高而需要的熱負荷也大(dà)幅度增加,熱水加(jiā)熱係統的一套累贅也如(rú)法炮製,既增加了很多設(shè)備投資,同樣也給幹燥設備效率帶來很多不利。但如(rú)果采用飽和水蒸(zhēng)汽作熱源,咻嚴(yán)格控製好雙錐加熱夾(jiá)套內(nèi)的溫度或壓力(lì),保證溫度或壓力符合加熱溫(wēn)度要求的飽和水蒸汽物(wù)理參數(shù),保證能及時地將夾套內的蒸汽凝水抽出。就能用0.2MPa的飽和水蒸汽直(zhí)接作雙(shuāng)錐的(de)低溫加熱的熱源。當然大型(xíng)化雙錐夾套內空間較大,剛開車時夾套內(特別是內加熱板(bǎn)內)存有很多(duō)的惰性氣體必須排出幹(gàn)淨,否則(zé)會嚴重影響正常工作操作,的方法是抽真空,然後再加入飽和水蒸汽。
6、研究減薄大型化(huà)雙錐的設備壁厚問題
當今世界都在考慮節能減排,上(shàng)至飛機下(xià)至火車汽(qì)車,都在結構上想方設法減輕減薄(báo)。聯想到雙錐(zhuī)背負著一個大鍋爐(加熱夾套(tào)),似乎也有必(bì)要從節能減排,節省不鏽鋼和(hé)提高加熱幹燥效率等多方麵進行研究,在幹燥技術領域一定(dìng)也能做出99国产精一区二区的貢獻。
7、結束語
隨著(zhe)化工(gōng)T和精細化工生產大(dà)型化,需要很多大型化雙錐真空幹燥機,由(yóu)於雙錐結構大型化沒跟上時代步伐,給(gěi)生產帶(dài)來許多問題。99国产精一区二区的工業生產的產值和能耗的比例遠遠高於日本等發達,忽視眾多設備的效率(lǜ)、特別是存在(zài)不以設備的性價比,而以設備的重(chóng)量來論(lùn)價的誤區(qū),雙錐真空幹燥設備可能是這方麵的典型。