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雙錐真空幹(gàn)燥設備的特性(xìng)與不足之處

2024-03-25 127

1、概述
  雙錐真空幹燥機(jī)(以下簡稱(chēng)雙錐)已是有很長曆史的真空間接加熱動態幹燥機,屬於能式幹燥(zào)設備。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發壓力和蒸(zhēng)發溫度,提高加(jiā)熱(rè)介(jiè)質和加熱物料之間的溫度(dù)差(chà),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(wù)料的幹淨利落快速卸料,這是現有任何其它型式幹燥機不能比擬的操(cāo)作優點。
  雙錐適用於各種無粘(zhān)壁鬆散性物(wù)料(liào)的幹燥,因(yīn)在錐體內真空抽氣管(guǎn)上(shàng)設尾氣(qì)過濾器,故極(jí)大地降低尾氣夾帶產(chǎn)品粉塵的損失,幹燥收得率極高。它可以一次(cì)性進料和密閉(bì)卸料,避免操作性汙染,避免卸料時粉(fěn)塵飛揚而汙(wū)染(rǎn)環境。雙錐動態幹燥效率比各種(zhǒng)盤式幹燥(zào)高很多。
  但雙錐(zhuī)屬夾(jiá)套加熱型幹燥機,如(rú)將雙錐體看作球體,則在放大雙錐(zhuī)幹燥機是,它(tā)的加熱麵積F(m)與球體直徑D(mm)的平方成正比擴大,而球(qiú)體的容積V(m)則與球體(tǐ)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徑時,它的加熱麵積遠遠(yuǎn)比(bǐ)不上(shàng)它的(de)容積擴大。致使雙錐加熱麵積F(rfl)和雙錐容積V(m)的比例,隨著直徑D(iTm)的擴大而(ér)比例失調,造成小(xiǎo)規(guī)格雙錐的F/V值遠大於大規(guī)格雙錐的F/、,值。如(rú)5m雙錐的F/V值(zhí)比0.3m雙錐的F/V值小一半左(zuǒ)右。約3.6m/m,當雙錐容(róng)積擴大至10m時(shí),它的F/V值下降到2.5m/m。
  雙錐真空幹燥機設備顧名思義作加熱幹燥使用的,其主要功能應體現在加熱幹燥(zào)效(xiào)率或熱交換麵積的大小。相(xiàng)對而言它的容積是次要的。但目前幾乎所有的雙錐(zhuī)幹燥機產品樣本,均以容積大小標識(shí)雙錐的規格,這在一定程度上是(shì)雙錐生產廠有意無意在(zài)誤導(dǎo)用戶。因為許多用戶不會意識到雙錐放大時存在F/V的規律性變化。誤以為大小(xiǎo)容積(jī)雙錐都有相似的幹燥效率。往往買回(huí)一台(tái)大(dà)型化雙錐,在(zài)投產後發現它的幹(gàn)燥效(xiào)率(lǜ),遠低於在幹燥製造廠中用小規格雙錐試驗實踐產生的(de)幹燥效率。因(yīn)為幹燥效率成倍下降無法滿足希望(wàng)的產量,不得不再購買一台大型化雙錐。不僅多(duō)化了投資增加廠(chǎng)房用地,並延誤了生(shēng)產計劃。
  許多熱(rè)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,為此必需配備(bèi)熱水槽、熱水泵和熱水管道等輔助設施。熱水(shuǐ)顯熱加熱必然存在進出口溫(wēn)度差,與蒸汽潛熱加熱比較自然降低(dī)了溫差,這對熱敏性很高的低溫度加熱十分不利(lì)。熱水加熱傳熱係數遠低於飽和水蒸汽加熱,夾套熱水加熱結(jié)構也較蒸汽加熱複雜,不僅增加了設備投資,而且不(bú)利於管理。
  由於幹燥物料在雙錐體中不(bú)斷翻混旋轉,一些晶(jīng)體(tǐ)微細含水量較多的產品(pǐn),如核黃素、乙(yǐ)醯螺旋黴(méi)素等產品(pǐn)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(dào)完全(quán)徹底的幹燥了。原則上雙(shuāng)錐(zhuī)不適用在幹燥中存在結球(qiú)團的物料。
  雙錐(zhuī)是一台馱著(zhe)加(jiā)熱鍋爐(加熱夾套)不斷旋轉著的動態(tài)幹燥機。大型(xíng)化(大直徑)傳統雙錐的錐體內膽和夾(jiá)套外壁的壁厚都很(hěn)厚,重量很重。錐體(tǐ)內膽一般都(dōu)是(shì)不(bú)鏽鋼材質,而夾(jiá)套外壁為碳鋼。大型雙錐(2~10m)的直徑在1.600~2.600mm,錐內膽壁厚在8~14mm,夾套(tào)外壁的壁厚更厚。眾所周知,不鏽鋼的熱阻比碳鋼(gāng)大5倍,很厚的不鏽鋼內膽很不利於錐體的傳熱(rè),降低了雙錐的加熱幹燥效率(lǜ),驅(qū)動很(hěn)重的內膽自然要增加驅動電動機的(de)功率。雙錐的外夾套更厚更重,更增(zēng)加了驅動電動機的能耗。雙錐(zhuī)一年運轉時間在幾千小時,所以如何正確對(duì)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員研究節能的新時代,對以往一直被忽(hū)視的設備結構和設備材(cái)料,很值得99国产精一区二区深入研究討論。
以下按無GMP要求的雙錐進行討論.。
2、雙錐的放大(dà)
  隨著精細化(huà)工產品的發(fā)展,越來越需要高效率大型化的雙錐(zhuī)。一台傳統大型雙(shuāng)錐(zhuī),它的龐大身軀外形和它含有的加熱麵積極(jí)大相稱,一台5m雙(shuāng)錐的加熱麵積僅18m,F/V值為3.6m/m,而一台10m雙錐的F/V值進一步(bù)下降至2.5m/m,用(yòng)外強中幹來形容雙錐一點也不為過。
  雙錐真空幹燥機的放大自然是指(zhǐ)熱交換麵積(jī)的放大。所幸錐體內有龐大的空間可以利用,如何利用(yòng)好此空間是關鍵(jiàn)。考慮到設備的清洗,熱交換元件(jiàn)的表麵愈簡單愈好。選(xuǎn)用薄形空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(shuāng)錐(zhuī)為例,可以在(zài)碩大的錐體空(kōng)間順物料流(liú)動(dòng)的方向設薄形內加熱板,在(zài)留有供清洗和必要的維修(xiū)空間,如內加熱板之間(jiān)保留100~160mm間(jiān)距(jù),一般增加內加熱板麵積可比原有的錐體(tǐ)加熱麵積多1.5~3倍,使雙錐的F,V值都能提(tí)高(gāo)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)錐體厚度三分之一,換來加熱麵積成倍增長而熱阻大幅度減小,使放大後的雙錐(zhuī)幹燥效率超過(guò)傳統雙錐(zhuī)的2~3倍以上。設內加熱板後10m雙錐體內結構如圖1。
  由圖1說(shuō)明,10m錐體的直徑2.600,在6..mm寬的維修通道兩側設由#1~≠}7內(nèi)加熱板各7塊(kuài),共14塊,內加熱板總麵積F=56m,內加熱板厚40mm,內加熱板總體積V=2.2m,兩內(nèi)加熱板(bǎn)中心距d=200mm,兩內加熱板之間的實際間隙為(wéi)160mm,已知錐體(tǐ)夾套加熱麵積F=29.6m,所以10m雙錐(zhuī)加熱總麵積F=85.6m,已知錐體的容積V=12.1m,扣除內加熱板後的錐體實際容積V=9.9m,由此知新雙錐的F/V值達8.6m/m,十分接近小型0.2in雙錐的(de)9.01TI/m。101TI雙錐不(bú)加(jiā)內加熱板時的F/V值為2.5IT1/m,故增加內加熱(rè)板後的101TI。雙錐比不加的F/V值足足提高了3倍以上(如圖2所示),如果按F/V值的提(tí)高來論(lùn),一台新雙錐的(de)幹(gàn)燥效率的幹燥效率就可抵3台的傳統雙錐,單每小時驅動電機就可節省60kw/h左(zuǒ)右的電耗。
3、大型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雙錐的外形尺寸為2600×3600(總高)由上述說明雙錐體加熱夾套麵積F=39.6in,內加熱板總麵積F=561TI,如果雙錐體的壁厚為14mill,而內加熱板的壁厚為3mm,則每平方米(mǐ)內加熱板需要的不鏽鋼量僅為(wéi)24kg,即雙錐體(tǐ)每平方米加熱(rè)麵積消耗的不鏽鋼材量比同(tóng)樣加熱麵積(jī)的(de)內加熱(rè)板多4.6倍。僅從現有大型傳統雙錐擁有的加熱麵(miàn)積~IE4,而消耗的不鏽鋼材量很多(duō)這種特殊的情況考慮,錐體內空洞無物,既有條(tiáo)件增加內加熱板,也十分需要內加熱板,以抵消錐體壁厚(hòu)帶來的負麵影響。
4、內加熱(rè)板(bǎn)的結構加強
  常規空心薄形內加熱板(bǎn)必需作塞焊加強措(cuò)施,因內(nèi)加(jiā)熱板壁厚僅2~3mm,空心加熱板的雙麵都需要打孔(kǒng),薄板上很難嚴格按焊接規(guī)範(fàn)加工坡口,特別(bié)是有藥品GMP要求的加熱板在焊接後(hòu)必需再磨平拋光(guāng),故(gù)在許許多多的塞焊點中存在(zài)微細的薄弱環節,就會(huì)在日(rì)後的(de)生產操作中突(tū)發因局部破裂引起整個加熱板的爆破(pò)。傳統(tǒng)薄板塞焊加強結構很易留下(xià)這種隱患。
  99国产精一区二区深刻吸取(qǔ)教訓,在新的雙(shuāng)錐內加熱板加(jiā)強(qiáng)結構上(shàng)采用鉸接(jiē)式無損焊接加強技術,內(nèi)加熱板(bǎn)雙麵母板上不再打孔(kǒng),從而避免打孔塞操作所帶來的弊病,消除了雙錐放大時必不(bú)可少的內加熱板加工的實際難(nán)題。
5、雙錐的低溫(100℃)熱源問題
  雙錐幹燥(zào)熱敏性產品時,傳統雙錐都采用熱水加熱方法。熱水加熱不僅需要(yào)熱水槽、熱(rè)水泵和(hé)管道一整套累贅,因熱水顯熱給(gěi)熱(rè),進出口必定存在(zài)溫度差,熱水出口(kǒu)處溫度低自然加熱幹燥效果大大低於(yú)熱水進口處,故熱水加熱的溫(wēn)度差十分不利於幹燥(zào)。
  大型化後的雙錐如果仍采用熱水加熱,因(yīn)幹燥設備負荷大(dà)幅度提高而需(xū)要的熱負荷也大(dà)幅度增加,熱水加熱係統的一套累贅也(yě)如法(fǎ)炮製,既增加了很多設備投資,同樣也給(gěi)幹燥設備效率帶來很多不利。但如果采(cǎi)用飽和水蒸汽作熱源,咻嚴格控製好雙錐加熱夾套內的溫度或壓力,保(bǎo)證溫度或壓力符合加熱溫度(dù)要求的飽和水蒸汽物理參數,保(bǎo)證能(néng)及時地將夾套內的蒸汽凝水抽出。就能用0.2MPa的飽和水蒸汽直接作雙錐的低溫加熱的熱源。當然(rán)大型化雙(shuāng)錐(zhuī)夾(jiá)套內(nèi)空間較大,剛開車時夾套內(特別是內加(jiā)熱板(bǎn)內)存有很多的惰性氣(qì)體必須排出幹淨,否則會嚴重影響正常工作操(cāo)作,的方法是抽真空,然後再加入飽和水蒸汽。
6、研究減薄大型化雙錐的設備壁厚問題
  當今(jīn)世(shì)界都在考慮節能減排,上至飛機下至火車汽車,都在結構上想方設法(fǎ)減輕(qīng)減薄。聯想到雙錐背負著一個大鍋(guō)爐(加熱夾套),似乎也(yě)有必要從節能減(jiǎn)排,節(jiē)省(shěng)不鏽鋼和提高加熱幹燥效率等多方麵進行研究,在幹燥技術領(lǐng)域一(yī)定也能做出99国产精一区二区的貢獻(xiàn)。
7、結束(shù)語
  隨著化工T和精(jīng)細化工生(shēng)產大型化,需要很多大型化(huà)雙錐真空幹燥機,由於雙錐結構大型化沒跟上時代步伐,給生產帶來許多問題。99国产精一区二区的工業生(shēng)產的產值和(hé)能耗(hào)的(de)比例遠遠高於日本等發達(dá),忽視眾多設備的效率、特(tè)別是存在不以設備的性價(jià)比,而以設備的重量來論(lùn)價的誤區(qū),雙錐真空幹燥設備可能是這(zhè)方麵的典型。

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