幹燥設備處理的物料難以計數(shù),除各(gè)種物料的理(lǐ)化性質及產品的要求不同外,幹燥過程(chéng)物料的熱物理(lǐ)性(xìng)質及加(jiā)熱過程中(zhōng)對幹燥係統(tǒng)設備的材(cái)料要(yào)求更是設(shè)計者著重考慮的問題,本文就幹燥設備(bèi)的用材問題提出一些方法,供設計者參(cān)考。
1前言幹燥設備是應用^廣泛的單元設備之一,可以認為,幹燥設(shè)備的應用已經遍及國民生產的各個部門。對於幹燥(zào)設備,絕不能簡單地認為它(tā)僅是熱物理方法脫水機械。由於(yú)幹燥過程中處理(lǐ)的物料不同,含濕種類不同,產品的各項指標也不同。設備的安裝地點不同,製造時對幹燥設備的選材、設備型式以及製(zhì)造、安裝方法都有不(bú)同的要求。正確處理上(shàng)述問題(tí)是成功設計幹燥設備的重要因素之一。
2幹燥設備的特(tè)點(diǎn)
2.1幹燥設備的種類到目(mù)前為止,已開發成功的幹燥設備(bèi)有幾百種之多,常用於工業化生產的也有百餘種。對(duì)幹燥設備的分類方法也有多種(zhǒng),如果按幹燥過程的傳熱(rè)方(fāng)式可分為對流幹燥器(如氣流幹燥器、噴霧幹燥設備、旋(xuán)轉快速幹燥器、流(liú)化床幹燥器等(děng))、傳(chuán)導(dǎo)傳熱幹燥器(如耙式幹燥器、輥筒幹燥器)、幅射幹燥器(如微波幹燥器、遠紅外幹燥器)等。此外,還有結合幾種傳熱方式(shì)的幹燥設備如槳葉式幹燥機等。
2.2幹燥設備的特點絕(jué)大多數幹燥器都是非標設備,主要是因為每台幹燥器所處理的物料都不相同,很多幹燥條件都隨物料的不同而改變,由此導致幹燥器結構及材料的改變。所以必需明確待幹(gàn)燥物料的具體參數,如物料狀態、所(suǒ)含濕分種類、處理量、幹燥過程中物料特性、如有無腐蝕性、燃燒和爆炸性、是否(fǒu)產生靜電、產品(pǐn)具體要求、物料的熱敏性溫度等,才能(néng)確定幹燥器的各種參(cān)數。為此許多幹燥(zào)器都不能批量生產,在設計過程中必需注意對物(wù)料的針對性和(hé)對工作條件的適應性。
3幹燥設備製造材料的選擇(zé)方法眾所(suǒ)周知,幹燥設備的材質是構成(chéng)幹燥裝置造價的重(chóng)要元素,合理的選擇材料是控製設備(bèi)價格的重要手段。一般情況下,選擇幹燥設備的材料應從以下(xià)幾個(gè)方麵考慮(lǜ):
3.1滿足所(suǒ)處理物料的需要幹燥設備的主要任務(wù)是(shì)對給定的物料進行幹燥。因幹燥器(qì)處理物料種類繁多,複蓋了糧食(shí)、食品、製藥、化工、林產品、紙張、冶金(jīn)等眾多領(lǐng)域,產品(pǐn)更是難以計數。被幹燥的物料要求千(qiān)差萬(wàn)別,如化工試劑(jì)、藥品、電(diàn)子材料、電工陶瓷材料等(děng)幹燥過程中絕不能混入鐵離子,因此在設備選材上要避免選(xuǎn)用碳鋼材(cái)料。另外,物料中的濕(shī)分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等,對不同的(de)金屬材料會(huì)有腐蝕性。特別在(zài)加熱過程中,對材料(liào)的腐蝕會加劇,所以應根據物(wù)料(liào)中所含濕分的特點選擇恰當的材料。
3.2針對幹燥機型式選擇材料前(qián)麵提到(dào),幹燥機有多種型式,每種機型工作原理各(gè)不相(xiàng)同,因此在選擇材料(liào)時也應予以(yǐ)充分(fèn)考慮。如氣流(liú)幹燥器在幹燥氧(yǎng)化(huà)鎂時,因物料在氣流管中速度很高,氧化(huà)鎂物料(liào)堅硬,對幹燥管轉彎壁處磨損嚴重,因此在這(zhè)一區域(yù)就要設(shè)計防磨損結構或選擇耐磨材料。再(zài)如,與碳鋼相(xiàng)比,不鏽鋼(gāng)材料(liào)導熱性能明顯低於前者。所以在以傳導傳(chuán)熱為主的幹燥設備中,如果選擇不鏽鋼(gāng)為主要材料,則設(shè)備的換熱麵積應以(yǐ)不鏽鋼的導熱係數進行計算。工(gōng)程實例(lì)證明,在選擇(zé)蒸汽換熱器時,不鏽鋼材料要比碳鋼材(cái)料(liào)麵積(jī)大出30%。
3.3針(zhēn)對幹燥過程選擇材料物(wù)料不同幹燥(zào)條件也不同,筆者曾設計過一台高溫型(xíng)幹燥(zào)器,在(zài)幹燥無機(jī)鹽的同時還要對其進行(háng)聚合反應。要求幹燥熱空氣溫度在800℃以上,幹燥材料不得不選擇價格不蜚的(de)耐(nài)高溫型不(bú)鏽鋼,但考慮到幹燥室並不都處於高溫區,根據計算,隻在高溫區選用了耐高溫材料,現已運行一年多一(yī)切正常。
3.4針對設備安裝環境選擇材料在很多(duō)情(qíng)況下,盡(jìn)管上述條件都能滿足要求,還要注意(yì)設備安裝環境對材料的(de)要求。如果安裝在化工(gōng)廠的設備,環(huán)境對設備、對控製係統、電器係統有無腐蝕性都要認真(zhēn)考(kǎo)慮,拿出合理的設計方案。
4幹燥設備的防(fáng)腐方法大多(duō)數幹燥設備都是(shì)以焊接件、平板、筒體組成。真對不同用途的幹燥器進行防腐處(chù)理(lǐ),下麵介紹幾種在材料防腐及製造方(fāng)法的一些經驗。
4.1磷化——鈍化工藝在振動流化床幹燥機(jī)的(de)製造中,有百分之七十的零件是碳鋼(gāng)結構。工序間周轉時間較長,因此表麵生成大量的鐵(tiě)鏽,塗漆前需用較多的人工(gōng)來除鏽。磷化——鈍化工藝,是通過電學和電化學反應,通過一次性處理,既可使生滿鐵鏽的鋼鐵工件,表麵呈現出金屬的本來顏色,同時在金屬表麵生成致(zhì)密(mì)的(de)防(fáng)鏽膜層(céng)。可以在潮濕的(de)空氣中放置十幾天,也不(bú)會鏽蝕。它的操(cāo)作方法簡單,能改善作業環境,減輕勞動強度,節省人力物力。對(duì)磷化——鈍(dùn)化處理液中含有(yǒu)乳化劑、鉬酸鹽、可(kě)溶性磷酸鹽和各種酸等,該方(fāng)法不僅用在上述機型(xíng)中,其它類似結構或機(jī)架都可(kě)以采用此(cǐ)法進行防腐處理。
4.2靜電(diàn)粉(fěn)末噴塗在幹燥設(shè)備製造上的應(yīng)用傳統(tǒng)的油漆塗料是液態的,其中含有大量的酯酮及烴類等有機溶劑(jì),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(yī)定的毒性,揮發到(dào)大氣中,嚴重(chóng)地汙染環境。因此,國內外的塗料(liào)^們(men)都在致力於開(kāi)發少用溶液或不用溶液的新型塗料。這種新型塗料之一便是(shì)粉末塗料。
振動流(liú)化床幹燥機的機(jī)上蓋板,多(duō)是用冷軋不鏽鋼板製成的,因而成本很高。為(wéi)什麽用不鏽鋼而不采用普通碳(tàn)鋼(gāng),就因為該設備在工作(zuò)狀態(tài)會接觸到各(gè)種腐蝕物料及氣體,而不鏽鋼抗腐蝕性能非常優越,因而采用不鏽鋼冷軋板製成。
用普通(tōng)碳鋼進行(háng)靜電噴塗聚酯樹脂粉末(mò)塗料,其抗腐蝕能(néng)力完全與不鏽鋼相媲美。由(yóu)於該種粉末塗料具有堅韌、耐(nài)久、裝飾性好的(de)特(tè)點,並具有卓越的室外耐候性和耐(nài)熱性,同時(shí)具有卓越的(de)耐腐蝕和耐粉化性能、卓越(yuè)的光澤和色光性能,所以,靜電粉(fěn)末噴(pēn)塗完全適用於幹燥器殼體的防腐。
4.3奧氏體鎳鉻不鏽鋼焊接的探討幹燥設備中,有許多是板材焊接結構件,大部(bù)分(fèn)板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中常出現腐蝕、斷(duàn)裂等問題。嚴重影響產品壽命及使用(yòng)性能。奧氏體不鏽鋼與普通碳素鋼的區別在於(yú)導熱性差,加熱時(shí)膨脹係數大,電阻值高。由於奧氏體鋼的這些特性,需要采(cǎi)用特殊焊接工(gōng)藝方法來焊接(jiē)。晶間腐蝕(shí)是高合金鋼主要問題(tí)之一。這種鋼本身耐蝕性高(gāo),但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體鋼焊接(jiē)時其腐(fǔ)蝕形式有:整體,局部,晶間腐(fǔ)蝕。國內某廠引進國外的幹(gàn)燥設備,布袋除塵(chén)器的不鏽鋼架因焊接方法不當破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(xìng)成分,鋼(gāng)架很快造成斷裂(liè)。
5結束語幹燥技術發(fā)展到今天,作為一項工程技術,成功與否不僅與幹(gàn)燥理(lǐ)論水平有關,與設備結構、材料選用、加工製造方法的(de)關係也^密切。綜合多(duō)種因素,製定合理的加工製造方案具有重(chóng)要的經濟意義。
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