幹燥設備(bèi)處理的(de)物料難以計數,除各(gè)種物料的理(lǐ)化(huà)性質及產品的要求不同外,幹(gàn)燥過(guò)程物(wù)料的熱物理性質及(jí)加熱過程中對幹燥係(xì)統設備的材料要求更是設計者著重考慮的(de)問題,本文就幹燥設備的用材問題提出一些方法,供設計者參考。
1前言幹燥設備(bèi)是應用廣泛的單元(yuán)設備(bèi)之一,可以認(rèn)為,幹燥設備的(de)應用已經遍及國民生產的各個部門。對於幹燥設備,絕不能簡單地(dì)認為它(tā)僅是熱物理方法脫水機械(xiè)。由於(yú)幹燥過程(chéng)中處理(lǐ)的物料不同(tóng),含濕(shī)種類不同,產品的各項指標也不同。設備的安裝地點不同,製造時對幹(gàn)燥設備的選材、設備型式以及製造、安裝方法都(dōu)有不同的(de)要求。正確處理上述問題是成功設計幹燥設備的重要(yào)因素之(zhī)一。
2幹(gàn)燥設備的特點
2.1幹燥設備的種類(lèi)到目前為止,已開發成功的幹燥設備有(yǒu)幾百種之多,常用於工業化生產的也有百餘種。結幹燥設備(bèi)的分類方法也(yě)有多種,如果按幹燥過程的傳熱方式分(fèn)為對流幹燥器(如氣流幹燥器、噴霧幹燥(zào)器、旋(xuán)轉快速幹燥器、流化床幹燥器等)、傳導(dǎo)傳熱幹燥(zào)器(如耙式幹燥器、輥筒(tǒng)幹燥器)、幅射幹(gàn)燥器(qì)(如微波幹燥器、遠紅外(wài)幹燥器)等。此外,還有結(jié)合幾種傳熱方式的幹燥設(shè)備如槳葉式幹燥機等。
2.2幹燥設備的(de)特點絕大多數幹燥器都是非標設(shè)備,主要是因為每台幹燥器所處理的物料都不相同,很(hěn)多幹燥條件(jiàn)都(dōu)隨(suí)物(wù)料的不(bú)同而改變,由此導致幹燥器結構及材料的改變。所(suǒ)以必需明確待(dài)幹燥物料的具體參數,如物料狀態、所含濕分種類、處理量(liàng)、幹燥過(guò)程(chéng)中物料特性、如有無腐蝕性(xìng)、燃燒(shāo)和爆(bào)炸性、是否產生靜電、產品具體要(yào)求、物料的熱敏性溫度等,才能(néng)確定幹燥器的(de)各(gè)種參數。為(wéi)此許多幹燥器都不能批量生產,在設計過程中(zhōng)必需注意對物料的針對性和對工作(zuò)條件(jiàn)的適應性。
3幹燥設備製造材料的選擇方法(fǎ)眾所(suǒ)周知,幹燥設備的材質是構成幹燥裝置造(zào)價(jià)的重要元素,合理的選擇(zé)材料是(shì)控(kòng)製設備價(jià)格的重要手(shǒu)段。一般情(qíng)況下,選擇幹燥(zào)設備的(de)材料應從以下幾(jǐ)個方麵考慮。
3.1滿足所處理物料的需要幹燥設備的主要任務是對給定的(de)物料進行幹燥。因幹燥器處理物料種類繁多,複蓋了糧食、食品(pǐn)、製藥、化工、林產品、紙張、冶金(jīn)等眾多領域,產品更是難以計數(shù)。被幹燥的物料要求千差萬(wàn)別,如化工(gōng)試劑、藥品、電子材(cái)料、電工陶瓷材料等幹燥過程中絕不能(néng)混入鐵離子,因此在設備選材上要避免選用碳鋼材料。另外,物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等,對不同的金屬材料會(huì)有腐蝕性。特別在加熱過程(chéng)中,對材(cái)料的(de)腐蝕(shí)會加劇(jù),所以應根據物料(liào)中所含(hán)濕分的特點選擇恰當的材料。
3.2針對幹燥機型式選擇前麵提到,幹燥機有多種型式,每種機型(xíng)工作(zuò)原理各不(bú)相同,因此在選擇材料時也應(yīng)予以充(chōng)分考慮。如氣流幹(gàn)燥器在幹燥氧化鎂時,因物(wù)料在氣流管中速(sù)度很高,氧化鎂物料堅硬(yìng),對幹燥(zào)管轉彎壁(bì)處磨(mó)損嚴重,因此在這一區域就要設計防(fáng)磨損(sǔn)結構或選擇耐磨材料。再如(rú),與碳鋼相比,不鏽鋼材料導熱(rè)性能明顯低於前者。所以在以傳導傳熱為主的幹燥(zào)設(shè)備中,如果選擇不鏽鋼為主要材料,則設備的換熱麵積(jī)應以(yǐ)不鏽鋼的導熱係數進行計算。工程實例證明,在選擇蒸汽換熱器時,不鏽鋼材料要(yào)比碳鋼材料麵積大出30%。
3.3針對幹燥過程選(xuǎn)擇材料物(wù)料不同於幹燥條件也不同(tóng),筆(bǐ)者曾設計過一台高溫型幹燥器,在幹燥無機鹽的同時還要對其進(jìn)行聚全反應。要求幹燥熱(rè)空(kōng)氣溫度在800℃以上,幹燥材料不得不(bú)選(xuǎn)擇價格不蜚的耐高(gāo)溫型不鏽鋼,但考慮到幹燥室並不都處於高溫區,根據計算,隻(zhī)在高溫區(qū)選用了耐高(gāo)溫材料,現已(yǐ)運(yùn)行一年多一切(qiē)正常。
3.4針對設備安(ān)裝環境選擇材料在很(hěn)多情(qíng)況下,盡管上述條件都能滿足要求,還要注意設備安裝(zhuāng)環境對材料的要求。如果安裝在化工廠(chǎng)的設備,環(huán)境對設備、對控製係統、電器係統(tǒng)有無腐蝕性都要認真(zhēn)考慮,拿出合理的設計方案。
4幹(gàn)燥設備的防腐方法大多數幹燥設備都是以焊接件、平板(bǎn)、筒體組成。針對不同用途的幹燥器進行防腐處理,下麵介(jiè)紹幾種在材料防腐及製(zhì)造方法的一(yī)些經驗。
4.1磷(lín)化——鈍化工藝在振(zhèn)動流化床(chuáng)幹燥機的製造(zào)中,有百(bǎi)分之七(qī)十的零件是碳鋼結構。工序間周轉時間較長,因此表(biǎo)麵生成大量的鐵鏽,塗(tú)漆前需用較多的人工來除鏽。磷化——鈍化工藝,是通過電(diàn)學和電化學反應(yīng),通過一次(cì)性(xìng)處(chù)理(lǐ),既可使生滿鐵鏽的鋼(gāng)鐵(tiě)工件,表(biǎo)麵呈現出金屬的本來顏(yán)色,同時在(zài)金(jīn)屬表麵生成致密的防鏽膜層。可以在潮(cháo)濕的空氣中放置(zhì)十幾天,也不會鏽蝕。它的操作方法簡單,能改善作業環境,減輕勞動強度,節省人力物(wù)力。對磷化——鈍(dùn)化處理液中(zhōng)含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸(suān)等,該方法不僅用在上述(shù)機型中,其它類似結構或機架都可(kě)以(yǐ)采用此法進行防腐(fǔ)處(chù)理。
4.2靜電粉末噴塗在幹燥設備(bèi)製造上的(de)應用傳統的油漆塗料(liào)是液態的,其中含有大量的酯酮(tóng)及烴類等(děng)有機溶(róng)劑,給生產、儲運、施工帶來一係列麻煩,易燃易爆且很不安全。因有一定的毒性,揮發到大氣中(zhōng),嚴重地汙染環境。因此,國內外的塗料專家們都在致力於(yú)開發少用溶液或不(bú)用溶液的新型塗料。這種新型塗料之一便是粉末塗料。
振動流化床幹燥機的機上蓋板,多是用冷軋不鏽鋼製成的,因而成本很(hěn)高。為什麽用不鏽鋼而不采用普通碳鋼,就因為該設備在工作(zuò)狀(zhuàng)態會接觸(chù)到各種腐蝕物料及氣體,而不鏽(xiù)鋼抗腐蝕能力(lì)完全與不鏽鋼相媲(pì)美。由於該種粉末塗料具有堅韌、耐久、裝飾性好的特點,並具有(yǒu)的室(shì)外耐(nài)候性和耐熱性,同時具有的耐腐蝕和耐粉化性能、的光澤和色光性能,所以,靜電粉末噴(pēn)塗適用於(yú)幹燥器殼體的防(fáng)腐。
4.3奧氏體鎳鉻(gè)不鏽鋼焊接的探(tàn)討幹燥設備中(zhōng),有許多是板材(cái)焊接結構件,大(dà)部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊(hàn)接過程中(zhōng)常出現腐蝕、斷裂等問題。嚴重(chóng)影響產品壽命及使用性能。奧氏體不鏽鋼與普通碳素鋼的區別在於導(dǎo)熱性(xìng)差,加熱時膨(péng)脹係數大,電阻值高。由於奧氏體鋼的這些特性,需(xū)要采用特(tè)殊焊接(jiē)工藝方法來焊接。晶間腐蝕是高合金(jīn)鋼主要問題之一。這種鋼本身耐蝕性高,但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體鋼(gāng)焊接時其腐蝕形式(shì)有:整體,局部,晶間腐蝕。國內某廠引(yǐn)進(jìn)國外的(de)幹燥設備,布袋除塵器的不(bú)鏽鋼架因焊接(jiē)方(fāng)法不當破(pò)壞了材料的組織結構造成晶間腐蝕,幹燥過程中物料中含有酸性成分,鋼架很快造成斷裂。
5結束語幹燥技術發展到今天,作為一項工程技術,成功與否不(bú)僅與幹燥理(lǐ)論水平有關,與設備結構、材料選用、加工製造方法的關係也十分密切。綜合多種因素,製定合理的加工製造方案具有重要的經濟意義。