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幹燥設備處理的物料難以計數,除各種物料的理(lǐ)化性質及產品的要求不同外,幹燥過程(chéng)物料的熱物理性(xìng)質(zhì)及加熱過程中對幹燥係統設備的材料要求更是設計者著重考慮的問題,本文就幹燥設(shè)備的用材問(wèn)題提出一些方法,供設(shè)計者參考(kǎo)。
1前(qián)言(yán)幹燥設備是應(yīng)用^廣泛的單元設備之一,可以認為,幹燥設備(bèi)的(de)應用(yòng)已經遍及國民(mín)生產的(de)各個部門。對(duì)於幹燥設(shè)備,絕不能簡單地認為(wéi)它僅是熱(rè)物理方(fāng)法脫水機械。由於幹(gàn)燥過程中處理的物料不同,含濕(shī)種類不同,產品的(de)各項指標也不同。設備的安裝地點不同,製(zhì)造時(shí)對幹燥設備的選材、設備型式以及製造、安裝方法都(dōu)有不同的要求。正確處理上述問題(tí)是成功設計幹燥設備的重(chóng)要因素之一。
2幹燥設備的特點(diǎn)
2.1幹燥(zào)設備的種類到目前為止,已(yǐ)開發(fā)成功的幹燥(zào)設備有幾百種之多,常(cháng)用於工業化(huà)生產的也有百餘種。對幹燥設備(bèi)的分類方法也有多種(zhǒng),如果按幹燥過程的(de)傳熱方(fāng)式可分為對流幹燥器(如氣流幹燥器、噴霧幹燥(zào)設備、旋轉快速幹燥器(qì)、流化床幹燥器等)、傳(chuán)導傳熱幹(gàn)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(wài),還有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(shù)幹燥器(qì)都是非標設備,主要是因為每台幹(gàn)燥器所(suǒ)處理的物(wù)料都不相同,很多幹燥條件都隨物料的不同而改變,由此導(dǎo)致幹燥器結構及材料的改變。所以必需明確待(dài)幹燥物料(liào)的具體參(cān)數,如物料(liào)狀態、所含濕分種類(lèi)、處理量、幹燥(zào)過程(chéng)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(chǎn)品具體要求、物料的熱敏性(xìng)溫度等,才能(néng)確定幹燥器的各種參數。為此許多幹燥器都不能批量生產,在設計過程中必需注意對物料的針對性和對工作條件的(de)適應性。
3幹燥(zào)設備製造材料的(de)選擇方法眾所(suǒ)周知,幹燥設(shè)備的(de)材質是構成幹燥裝置造價的重要元素,合理的選擇材料是控製設備價格的重要手段。一般情(qíng)況(kuàng)下,選擇幹燥(zào)設備的材料(liào)應從以下幾個方麵考慮:
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、製(zhì)藥、化工、林產(chǎn)品、紙張、冶金等眾多(duō)領域,產品更是難以計數。被幹燥的物料要求千差萬別,如(rú)化工試劑、藥品(pǐn)、電(diàn)子材料、電工陶(táo)瓷材料等幹燥過程中絕(jué)不能混入鐵離(lí)子,因此在設備選材上要避(bì)免選用碳鋼材料。另外,物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑等,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(yǐ)應根據物料(liào)中所含(hán)濕分的特點選(xuǎn)擇恰當的材料。
3.2針對幹燥機型式選擇材料前麵提到,幹燥機有多種(zhǒng)型(xíng)式,每種機型工作原理(lǐ)各不相同,因此在選擇(zé)材料時也應予以充分考慮。如氣流幹燥器在幹燥氧化鎂時,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嚴重,因此在這一區域就要設計(jì)防(fáng)磨損結構或選擇耐磨材料。再如(rú),與碳鋼相比(bǐ),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(zhǔ)要材料,則設備的換熱麵(miàn)積應(yīng)以(yǐ)不鏽(xiù)鋼的導熱係數進行計(jì)算。工程實例證明,在選擇蒸汽換熱器時,不鏽鋼材料要比碳鋼材料麵積大出30%。
3.3針對幹燥過程選擇材料物料(liào)不同幹燥條件也不同(tóng),筆者曾設計過一台高溫型幹(gàn)燥器,在(zài)幹燥(zào)無機鹽的同時還要對其進行聚(jù)合反應(yīng)。要求幹(gàn)燥熱空氣溫度在800℃以上,幹燥材料不得不選擇價格不蜚的耐高(gāo)溫型不鏽鋼,但考慮到幹燥室並不都處於高溫區,根據計(jì)算,隻在高溫區選用了耐高溫材料,現已運行一年多一(yī)切(qiē)正(zhèng)常。
3.4針對設備安裝環境選擇材料在很(hěn)多情況下,盡管上述條件都能滿足要求,還要注意設備安裝環境對(duì)材料的要求。如果安裝在化工廠的設備,環境對設備(bèi)、對控(kòng)製(zhì)係統、電器(qì)係統有無腐蝕(shí)性都(dōu)要認真考慮(lǜ),拿出合理的設(shè)計方案。
4幹燥設(shè)備的防腐方法大多數(shù)幹(gàn)燥設備都是以焊接件、平板、筒體組成。真對不(bú)同用(yòng)途的幹燥器進行防腐處理,下麵介紹幾種在材料防腐及(jí)製造方法的一些經驗。
4.1磷化——鈍化工藝在振動流化床幹燥(zào)機的製造中,有百分之七十的零(líng)件是碳鋼結構。工序間周轉(zhuǎn)時間(jiān)較長,因此表麵生成大量的鐵鏽,塗漆前需用較多的人工來除鏽(xiù)。磷化——鈍化工藝,是通過電(diàn)學和電化學反應,通過一次(cì)性(xìng)處理,既可使生(shēng)滿鐵鏽的(de)鋼鐵工件(jiàn),表麵呈現出金屬的本來顏色,同時在金屬表(biǎo)麵(miàn)生成致(zhì)密的(de)防鏽膜層。可以在潮濕的空氣中放置(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(qiáng)度,節省人力物力。對磷化——鈍化處理液(yè)中含(hán)有乳化劑、鉬酸鹽、可(kě)溶性磷酸鹽和各種酸等,該方法不僅用在上述機(jī)型中(zhōng),其它類似結構或機架都可以采用此法進行防腐處理。
4.2靜電(diàn)粉末噴塗在幹燥設備製造上(shàng)的應用傳統的油漆塗料是液態的,其中含有(yǒu)大量的酯酮及烴(tīng)類等有機溶劑,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(dú)性,揮發到大氣中,嚴(yán)重地汙染環境。因此(cǐ),國內外的塗料^們(men)都(dōu)在致力於開發(fā)少用溶液或不用溶液的新型塗料(liào)。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(bǎn),多是用冷軋不鏽鋼板製成的,因而成(chéng)本很高。為什麽(me)用不鏽鋼而不采(cǎi)用普通碳鋼,就因為該設備在工作狀態會接(jiē)觸到各種腐蝕物料(liào)及氣體,而不鏽鋼抗腐蝕性能(néng)非常優越,因(yīn)而采用不鏽鋼冷軋板製成。
用普通碳鋼進行靜電噴塗聚酯樹脂粉末塗料,其(qí)抗腐蝕(shí)能力完全與不鏽(xiù)鋼(gāng)相(xiàng)媲美。由於該種粉末(mò)塗料具有堅韌、耐久、裝(zhuāng)飾性好的特點,並具有卓(zhuó)越的室外耐候性和耐熱性,同時具有卓越(yuè)的耐腐蝕和(hé)耐粉化性能、卓越的光澤和色(sè)光性能,所以,靜電粉末噴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(hàn)接的探討幹燥設(shè)備(bèi)中,有許(xǔ)多是板材焊接結構件,大部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊(hàn)接過程中常出現腐蝕、斷裂(liè)等問題。嚴重影響產品壽命及使用性能。奧氏體不(bú)鏽鋼與普通碳素鋼的區別在於導熱性(xìng)差,加熱(rè)時膨脹係數大,電阻(zǔ)值高。由於奧氏體鋼的這些(xiē)特性,需要采用特殊焊接工藝(yì)方法來(lái)焊接。晶間腐蝕是高合金鋼主要問題之(zhī)一。這種鋼本身耐蝕性高(gāo),但焊接過程中降低(dī)了耐蝕性。奧氏體鋼焊接時其腐蝕形式有:整體,局部,晶間腐蝕。國內某廠引進國外(wài)的幹燥設備,布袋(dài)除塵器的不鏽鋼架因焊接方法不當破壞了(le)材(cái)料的組織結構造成(chéng)晶間腐(fǔ)蝕,幹燥過程中物料中含(hán)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(tiān),作為一項工程技術,成功與否不僅與幹燥理(lǐ)論水(shuǐ)平有關,與設備結構(gòu)、材料選用(yòng)、加工製造方法的關係也^密切。綜合多種(zhǒng)因素,製定合理的加工製造方(fāng)案具有(yǒu)重要的經濟意義。
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