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干燥设备的技术现状及未来的发展趋势

发布时间:2009/12/14 9:46:54

经过干燥界工程技术人员的共同努力,近年来我国的干燥设备有了长足的进步。干燥机的结构、性能都有明显改善,质量也在不断提高,有些机型已远销国外。文中对近年来我国干燥设备的技术进步进行阐述,同时也指出存在的问题。对我国今后一个时期内各行业生产技术的发展进行分析,对干燥设备如何满足生产需要提出意见,展望干燥设备的未来趋势,为技术及设备开发提供参考。
  关键词:干燥设备;技术现状;未来趋势
  1 干燥设备的技术现状
  近年来,随着我国工农业生产的迅速发展,对干燥设备的需求量越来越大,干燥设备的总体水平也不断提高。常规干燥设备基本可以满足生产的需要,并有部分机型出口到国外,这些可喜的成就是广大工程技术人员长期努力的结果,干燥设备的进步表现在以下几个方面:
  1.1 干燥设备的加工质量
  从干燥设备的制造过程看,干燥设备的加工质量受技术水平及应用行业的制约。干燥设备的应用行业很多,对设备质量要求最高的是制药行业。由于制药行业的特殊性,对所用干燥设备的材质、结构及加工质量都有具体要求,因此要求制造行业提供的设备加工质量较高。其次是食品行业,食品行业对干燥设备及干燥系统有严格的卫生指标要求,因此设备结构及钢材的处理标准较高。质量要求相对不高的是化学工业生产中的部分设备。在所有行业中化学工业不论是设备的用量还是型式都最多最复杂,应该说化工行业的干燥设备有特殊要求的也比较严格,但与上述两个行业相比略低一些。
  从最年几年干燥设备总的质量看,多数设备钢板都经过抛光处理,焊缝采用氩弧焊(不锈钢),焊缝也经过处理,有些工厂对直焊缝和环焊缝采用自动或半自动焊接,使设备质量得到保证。在走访的工厂中,常州佳发制粒干燥设备厂、常州一步干燥设备有限公司加工质量较好,佳发制粒干燥设备厂制粒的设备有一定的出口量,上海大川原公司的加工质量也较好。
  1.2 干燥机的结构
  随着我国干燥设备的引进及国际间的技术交流,国外干燥设备机型都在不断影响我国,最近几年我国的新机型及新结构主要表现在以下几种。
  ①内藏热管式流化床干燥机
  这种干燥机是改变了以往流化床热量全部由热风带入的方法,通过内部传热管,使部分热量来自管内热介质的传导传热,因此大大提高了热效率。据资料介绍,传统流化床热效率为39.7%,而内藏热管为72.5%。在完成相同产量的情况下,床层面积由72.5m2减小到14.42m2。瑞士的苏尔寿公司和日本奈良机械制造所都有这种设备,热介质一般为蒸汽、导热油等。目前山东天力干燥设备有限公司试制了这种设备,效果颇佳。杭州钱江干燥设备有限公司也开发了该设备,但是内藏加热板式,据介绍,传热系数很高,也取得良好效果。
  ②管束干燥机
  管束干燥机的外壳及传动方式与转筒干燥机极为相似,但在其内部同心排列1~5层管束。管束穿过干燥机的全长,内通水蒸汽或其它热介质,传导与对流传热并用。热效率高,总传热效率可达80%~90%,特别适用于干燥温度在150℃以下的物料。国外比较有代表性的如日本大川原化机株式会社,国内在吉林也有生产。主要用于槽渣和矿物的干燥,取得可喜效果。
  ③闪蒸干燥机
  作为1989年引进我国的干燥机,它具有处理粘稠状滤饼物料的能力,可以直接得到粉体物料。在我国丹东染料厂、吉林某化工厂、上海染化八厂、上海巴斯夫染料化工有限公司都有引进的设备。目前这种机型以丹麦的安海达诺公司为代表。经过多年的消化吸收此项技术,中型以下规模的设备我国有许多厂家都能制造。开发较早的单位如铁岭精工(集团)股份有限公司、沈阳化工研究院、东北大学。目前工业化干燥机制造较多的如温州市瞬达干燥设备有限公司、江苏省靖江强力干燥设备有限公司。几经改造又推出一些新的结构,由原来的狭缝进风增加了切向进风,大大降低了系统的风阻。适用一些粘度低的矿物滤饼和化工中间体等物料的干燥。另外强力干燥设备有限公司首先将此设备顶部增加了分级结构,使产品粒度小而且分部较窄。
  ④桨叶式干燥机
  1990年,桨叶式干燥机首先由北京染料厂引入我国,用于靛蓝染料的干燥。桨叶式干燥机以传统传热为主要型式,最大的优点是传热效率高,并连续生产,这种干燥机目前以日本奈良机械制作所为代表,大型的桨叶式干燥机主要用于城市污泥的干燥。我国目前主要用于精细化工,石油化工产品的干燥。目前国内有多家企业有能力制造这种干燥设备
  ⑤盘式干燥机
  在前苏联和早期日本的干燥专著中就有介绍。20世纪80年代初期,由上海市化工装备所开始开发此项技术,但由于种种原因,设备没有大量推广使用。近几年国内多家干燥企业开始开发此项技术,到目前基本成熟,而且对这类机型的理论研究也有一定进展,制造台数较多的是石家庄工大化工设备有限公司。此机型在常州、江阴地区也有一些厂家在制造。
  ⑥振动流化床干燥机
  作为流化床干燥机的一种改进型式,我国在几十年前就有研究的报道,但一直进展不大,自从国外引进此种机型以后,才进入了开发此项技术的高峰,最早工业化的以铁岭精工(集团)股份有限公司为代表,此后国内有多家企业制造这种机型,结构也有一定突破,东北大学开发出防漏料结构。目前技术比较成熟的是以潘永康教授为代表的机型,此机型增加了控制物料运行速度的结构,热风的分布更加合理,而且可有效防止漏料。据采用这项技术的企业介绍,与普通振动流化床相比,面积蒸发强度大幅度提高。
  ⑦槽型搅拌干燥机
  开发较早的是日本粟本铁工所,在槽型干燥机内,将原来搅拌物料的结构以通入蒸汽的管件组成,起到既可搅拌物料,又可传导热量的目的。在走访中发现上海化机三厂在开发此项技术,但工业化量不大,不做更多的介绍。
  ⑧穿流回转干燥机
  穿流回转干燥机是在一个长方体的箱内,安装有多孔的回转筒体,筒体内在周向设有多块抄板,抄板也带有小孔,处理有一定形状的物料,加料方法与回转圆筒干燥机相近,热风从圆筒的底部穿过筒体和料层。载湿后经上部排出干燥机,此干燥机既有回转圆筒干燥机的特征又有流化床的特征。资料介绍来自日本大川原化机株式会社,蒸发强度远高于回转圆筒干燥机,近年我国也有开发这种机型的企业。
  ⑨旋转气流干燥机
  旋转气流干燥机较早应用的是德国的赫斯特公司,用于PVC的干燥。其基本原理是干燥机主机由带夹套的筒体组成,热气流载着物料在干燥机内做螺旋式上升运动,热气流与物料进行传热传质,同时又受夹套传导传热及幅射传热,因此热效率比对流传热气流干燥机高。我国已先后引进了这种设备也多用于PVC的干燥。据悉目前国内也有厂家开发这种设备,但目前尚未见工业化规模设备的报导。
  此外还有惰性粒子流化床,搅拌流化床干燥机以及专用干燥机。由于这些设备不能形成系列,而且用量较少,不做重点介绍。
  1.3 设备规模
  作为生产中的单元设备,干燥机以满足生产要求为最高目的。随着各行业生产规模的扩大,也推动了干燥设备的规模不断扩大。目前我国生产的闪蒸干燥设备直径可以达到1.6m(超出此规模的应用实例不多),而且运转良好。桨叶干燥机的传热面积可以达到160m2,可以通各种载热介质,盘式干燥机最大传热面积已达到180m2。机械离心式喷雾干燥机的处理量可以达到45t/h,机电一体的离心雾化器也达到处理量5t/h的规模,较好地解决了雾化器的机械问题,离心喷雾干燥机直径已达到10米以上。压力式喷雾干燥机可以达到直径8米,总高50多米,处理能力达到4t/h。回转圆筒干燥机直径可以达到2.5米,长达30多米。带式干燥机面积也达到140多平方米。
  1.4 装备水平
  干燥设备的装备水平主要指干燥系统的控制水平、附属设备的配备、操作的方便程度和安全等级等。纵观我国干燥设备的装备水平,有了长足的进步。特别是大型的干燥系统更是如此。主要表现在以下几个方面:
  ①控制系统的配备。自动、半自动控制系统广泛应用,使劳动强度降低,产品质量稳定。
  ②计算机技术的应用。大型系统中多数采用计算机技术进行系统参数的采集、处理和控制,使系统操作条件达到最优。
  ③人性化设计。在设备设计的同时考虑操作者的习惯,维修时的方便程度。
  ④安全化设计。系统中有安全报警、险情排除功能,特别是易燃易爆物料的干燥都要考虑到这一点。
  ⑤附属设备。系统中的附属设备也趋于合理,加热、加料、气固分离、产品的包装设备与主机的配套关系达到最优化。
  1.5 实验条件
  干燥机的设计需要特定物料的相关工艺参数,许多重要的参数必须通过实验获取,干燥机的设计对实验的依赖性很强。因此实验条件是准确设计干燥机的关键,从走访的企业情况看,绝大多数企业都有实验设备。山东天力干燥设备有限公司实验条件较好,有十余套规模不等的各种型式的实验设备。同时该实验基地的控制手段也较先进,能较准确采集实验数据,为工艺设计提供条件。常州佳发制粒干燥设备厂是包衣、制粒、干燥为一体的设备制造企业,实验室也较完备,并对新涉及到的物料配方有一定研究,参观后留下印象较深。

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