幹燥設備處理的物料難(nán)以計數,除各種物料的理化性(xìng)質及產品的要求不同外,幹燥過程物料的熱物理性質及加熱(rè)過程中對幹燥係統設備的材料要求更是設計者(zhě)著重(chóng)考慮的問題,本文就幹燥設(shè)備的(de)用材問題提出一(yī)些方法,供設計者參考。
1前言幹燥設備是應用^廣泛的單元設備之一,可以(yǐ)認(rèn)為,幹燥設備的應用已經遍及國民(mín)生產的各個部門。對於幹燥設備,絕不能簡(jiǎn)單地認為它僅是熱物理方法脫水機械。由於幹燥過程中處理的(de)物料不同,含濕種類不同,產(chǎn)品的各(gè)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(yǐ)及製造、安裝方法都有不同的要求。正確處理上述問(wèn)題是成功設計幹(gàn)燥設備的重要因素之一。
2幹燥設備的(de)特點
2.1幹燥設(shè)備的種類到目前為止,已開發成功的幹燥設備有幾百種之多,常用於工業化生產的也有百(bǎi)餘種。對(duì)幹燥設備的分類方法也有多種,如果按幹燥過程的傳熱方式(shì)可分為對流幹燥器(qì)(如氣流幹燥(zào)器、噴霧幹燥(zào)設備、旋轉快速幹燥器(qì)、流化床幹燥器等)、傳導傳熱幹燥器(如耙式幹燥器、輥筒幹燥器(qì))、幅(fú)射幹燥器(如微波幹燥器、遠紅外幹燥器(qì))等。此外,還有(yǒu)結合幾種傳熱方式的幹燥設備如槳葉式幹燥機等。
2.2幹燥設備的特點絕大多數幹(gàn)燥器都是非標設備(bèi),主要是(shì)因為每台幹燥器所處理的物料都不相(xiàng)同,很多幹燥條件都隨物料的(de)不同而改變,由(yóu)此(cǐ)導致幹燥器結構及材料的(de)改(gǎi)變(biàn)。所以必需明確待幹燥(zào)物料的具體(tǐ)參數,如物(wù)料狀態、所(suǒ)含濕分(fèn)種類(lèi)、處理量、幹燥過程中物料特性、如(rú)有無腐蝕性(xìng)、燃燒和爆炸性、是否產生(shēng)靜電、產品具體要求、物料的熱敏性溫度等,才能確定幹燥器的各種參數。為此許多幹燥器都不能批(pī)量生產(chǎn),在設計過程中必需注意對物料的針對性和對工作(zuò)條件的適應性。
3幹燥設備製造(zào)材料的選擇方法(fǎ)眾所周知,幹燥設備的材質是構成幹燥(zào)裝置造價的重(chóng)要元素,合(hé)理(lǐ)的選擇材料(liào)是控(kòng)製設備價格的重要手段。一般情況(kuàng)下,選擇(zé)幹燥設備的材料應從(cóng)以(yǐ)下幾個方麵考慮:
3.1滿足所處理物料的需要(yào)幹燥設備的主要任務是(shì)對給定的物料進行幹燥。因幹(gàn)燥器處理物料(liào)種類繁多,複蓋了(le)糧食、食品、製藥、化工、林產品、紙張、冶金等眾多領(lǐng)域,產品更是難以計數。被幹燥的物料要求千差萬別,如化工試(shì)劑、藥品、電子材料(liào)、電工陶瓷材料等幹燥過程中絕不能混入(rù)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(jì)等,對不同的金屬材料會有腐蝕性。特別在加熱過程中,對材料的腐蝕會加劇,所以應根據物料中所含濕分的特點(diǎn)選擇恰當的材料。
3.2針對幹燥機型式選擇材料前麵提(tí)到,幹(gàn)燥機有多種(zhǒng)型式,每種機(jī)型工作原理各不(bú)相同,因此在選擇材料時(shí)也應予以充分考(kǎo)慮。如氣流幹燥器在幹燥氧化鎂時(shí),因物料在氣流管中速(sù)度很高,氧化鎂物料堅硬,對幹燥管轉彎壁處磨損(sǔn)嚴(yán)重,因此在這一區域就要設計防磨(mó)損結構或選擇耐磨材料。再如,與碳(tàn)鋼相比,不鏽鋼材料導熱性能明顯低於前者。所以在以傳導傳熱為主的幹燥設備中,如果選擇不鏽鋼為主要材料,則設備的換熱麵積應以不鏽鋼的導熱係數進行計算。工(gōng)程實例證明,在選擇蒸汽換熱器時,不鏽鋼材料要比碳鋼材料麵積大出(chū)30%。
3.3針對幹燥過程選擇材料物料不同幹燥條件也不同,筆者曾設計過一台高溫型幹燥器,在(zài)幹燥無機鹽的同時(shí)還要對其進行聚合反應。要求幹燥熱空氣(qì)溫度在800℃以(yǐ)上,幹(gàn)燥材料不得不選擇價格不蜚的耐(nài)高溫(wēn)型不鏽鋼,但考慮到(dào)幹燥室(shì)並不都(dōu)處於高溫區,根據計算,隻在高溫區選用了耐高溫(wēn)材料,現已運行一(yī)年多一切正常。
3.4針對設備安裝環境選擇材料在(zài)很多(duō)情況下,盡管上述條件都能滿足(zú)要求,還要注意設備安裝環境(jìng)對材料的要求。如果安裝在化(huà)工廠的設(shè)備,環境對設備、對控製係統、電器係統有無腐蝕性都要認真考慮,拿出合理的設計方案。
4幹燥設備的(de)防腐方(fāng)法大多數幹燥設備都是以焊接件、平板、筒體組成。真對不同用途的(de)幹(gàn)燥器進行防(fáng)腐處理,下麵介紹幾種在材料防腐(fǔ)及製造方法的一些經(jīng)驗。
4.1磷(lín)化——鈍化工藝在振動流化床幹燥機的(de)製造中,有百分之七十的零件是碳(tàn)鋼結構。工序間周轉時間(jiān)較長,因此表麵生(shēng)成大量的鐵鏽,塗漆前(qián)需用較(jiào)多的人工來除鏽。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(xiù)的鋼鐵工件,表麵呈現(xiàn)出金屬的(de)本來顏色,同時在金屬表麵生成致(zhì)密的防鏽膜層。可以在潮濕的空氣中放(fàng)置(zhì)十幾天,也不會鏽蝕。它的操作方法簡單(dān),能改善作業環境,減輕勞動強度,節(jiē)省人力物力。對磷化——鈍化處理液中含有乳化劑、鉬(mù)酸鹽、可溶性磷酸鹽和各(gè)種(zhǒng)酸等,該方法不僅用在上述機型中,其它類似結構或(huò)機架都可(kě)以采用此法進行防腐(fǔ)處理。
4.2靜電粉末噴塗在幹(gàn)燥設(shè)備製造上的應用傳統的油漆塗料是液態的,其中含有(yǒu)大量的酯(zhǐ)酮及烴類等有(yǒu)機溶劑,給生產、儲運、施(shī)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(dào)大氣中,嚴重地汙染環境。因此,國內外的塗料^們都在致力(lì)於開發少(shǎo)用溶(róng)液(yè)或不(bú)用溶液(yè)的新(xīn)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(jī)的機(jī)上蓋板,多(duō)是用冷(lěng)軋不鏽鋼板製成的,因而成本很高(gāo)。為什麽用不鏽鋼而不采用普通碳鋼,就因為該設備在工作狀態會(huì)接(jiē)觸到各種腐(fǔ)蝕物料及氣體,而不(bú)鏽鋼抗腐蝕性能非常優越,因而采(cǎi)用不鏽鋼冷軋板製成。
用(yòng)普通碳鋼進行(háng)靜電噴塗聚酯樹(shù)脂(zhī)粉末塗料,其抗(kàng)腐蝕能力完全與不鏽鋼相媲美。由於該種粉末(mò)塗料具有堅韌、耐久、裝飾性好(hǎo)的特點,並(bìng)具有卓越的室外耐候性和耐(nài)熱性,同時具有卓越的耐腐蝕(shí)和耐粉化性能(néng)、卓越的光澤和色光性能,所以,靜電粉末噴塗完全適用於幹燥器殼體的防(fáng)腐。
4.3奧氏體鎳鉻不鏽鋼焊接的(de)探討幹(gàn)燥設備中,有許(xǔ)多是(shì)板材焊接結構件,大部分(fèn)板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中(zhōng)常出現腐蝕、斷裂等問題。嚴重影響產品壽命及使用性能。奧氏體不鏽鋼與普通碳(tàn)素鋼的區別在於導熱性差,加熱(rè)時膨脹係數大,電阻值高。由於奧氏(shì)體(tǐ)鋼的(de)這(zhè)些特性,需要(yào)采用特(tè)殊焊接工(gōng)藝方法來焊接。晶間腐蝕(shí)是高合金鋼主要問題之一。這(zhè)種鋼本身耐蝕性(xìng)高,但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體(tǐ)鋼(gāng)焊接時其(qí)腐蝕(shí)形式(shì)有:整體,局部,晶間腐蝕。國內某(mǒu)廠引進國外的幹燥設備,布袋除塵器(qì)的不鏽鋼架因焊(hàn)接方法不當破壞了材料的組織結構造成晶間(jiān)腐蝕(shí),幹燥過程中物料中含有酸性成(chéng)分,鋼架很快造成斷裂。
5結束(shù)語幹燥技術發展到(dào)今天,作為一項工程技(jì)術,成功與否不僅(jǐn)與幹燥理論水(shuǐ)平有關,與(yǔ)設備結構、材料選用、加工製造方法的關係也^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。
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