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幹燥(zào)設備處理的物(wù)料難以計數,除各種物料(liào)的理化性質及產品的要(yào)求不同外,幹燥過程物料的熱物理性質及加熱過程中對幹燥係統設備的(de)材(cái)料要求更是設計者著重考慮的問題,本文就幹燥設備的用材問題提出一些方法,供設計者(zhě)參考。
1前言幹燥設備是(shì)應用^廣泛的單元設(shè)備之(zhī)一,可以認為(wéi),幹燥設備的應用已(yǐ)經遍及國民生產的各個部門。對於幹燥設備,絕不能簡單地認為它(tā)僅是熱物理方法脫(tuō)水機械(xiè)。由於幹燥過程中處理(lǐ)的物(wù)料不同,含濕種類不同,產(chǎn)品的各項指標也不同。設(shè)備的安裝地點不同,製造時對幹燥設備的選材、設備型(xíng)式以(yǐ)及製(zhì)造、安裝方法都有(yǒu)不(bú)同的要求。正確(què)處理上述問題是成功設計幹燥設備的重要因素之一。
2幹燥設備的特點
2.1幹燥設備的(de)種類到目前為止,已開(kāi)發成功的幹燥設備有幾百種之多,常用於(yú)工業化生產的也有百餘(yú)種。對幹燥設備(bèi)的分(fèn)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(zào)器(如氣流幹燥器、噴霧幹燥設備、旋轉(zhuǎn)快速(sù)幹燥器、流化床幹燥器等)、傳導傳熱幹燥(zào)器(如耙(pá)式幹燥器、輥筒幹燥器(qì))、幅射幹燥器(qì)(如微波幹燥器、遠紅外幹燥(zào)器)等。此外,還有結(jié)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(jué)大多數幹燥器都是非標設(shè)備(bèi),主要是因為每台幹燥器所處(chù)理(lǐ)的物(wù)料都不相同,很多幹燥條件都隨物料的不同而(ér)改變,由此導致幹燥器結構及材料的改(gǎi)變。所以必需明確待幹燥物料的具體參數,如物料狀(zhuàng)態(tài)、所含濕分種類、處理量、幹燥過程中物料特性、如有無腐蝕性、燃燒和爆炸性、是否產生靜電、產品具體要(yào)求、物料的熱敏性溫度等,才(cái)能確定幹燥器的(de)各種(zhǒng)參(cān)數。為此許多幹燥器都不能批量生產,在(zài)設計過程中必需(xū)注意對物料的針對性和對工作條件的適應性。
3幹燥設備製造材料的選擇方法眾(zhòng)所周知,幹燥設備的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(shè)備價格(gé)的重要手段。一般情況下,選擇(zé)幹燥設備的材料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(wù)料種(zhǒng)類繁多,複(fù)蓋了糧食、食品、製(zhì)藥、化工、林產品、紙張、冶金等眾多領域,產品更是難以計數。被幹燥的物料要求千差萬別,如化(huà)工試劑、藥品(pǐn)、電子材料、電工陶瓷材料等幹燥過程中絕不能混入鐵離子,因此在設備選材(cái)上要避免選用碳鋼(gāng)材料。另外,物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等,對不同的金屬材料會有腐蝕性。特別在(zài)加(jiā)熱(rè)過程中,對材料的腐蝕會(huì)加劇,所以應根據物料(liào)中所含濕分的特點選(xuǎn)擇恰當(dāng)的材料。
3.2針對幹燥機型式選(xuǎn)擇材料前麵提到,幹燥機有多種型(xíng)式,每種機型工作原理各不相同,因此在選擇材料時也應予(yǔ)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(hěn)高,氧化(huà)鎂物料堅硬(yìng),對幹燥管轉彎壁處磨損嚴重(chóng),因(yīn)此(cǐ)在這一區域就要設計防磨損結構或選擇耐磨材料。再如,與碳鋼相比,不鏽鋼材料(liào)導熱性能明顯低於前者。所以在(zài)以傳導傳熱為主的幹燥設備中,如果(guǒ)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(shù)進行計算。工程實例證明,在選擇蒸汽換(huàn)熱器時,不鏽鋼材料要比碳鋼(gāng)材料(liào)麵積大(dà)出(chū)30%。
3.3針對(duì)幹燥過程(chéng)選(xuǎn)擇材料物料不同幹燥(zào)條件也不同,筆者曾設計過一台(tái)高溫型幹燥器(qì),在幹燥無機鹽(yán)的同時還要對其(qí)進行聚合反(fǎn)應。要求幹燥熱空氣溫度在800℃以上(shàng),幹燥(zào)材料不得不選擇價格不蜚的耐高溫型不鏽鋼,但考(kǎo)慮(lǜ)到幹燥室並不都處於高(gāo)溫區,根據計(jì)算,隻在高溫區選用了(le)耐高溫材料,現已運行一年多(duō)一切正常。
3.4針(zhēn)對設備安裝(zhuāng)環境選擇材料在很多情況下,盡管上述條件都能滿足要求,還要注意設(shè)備(bèi)安裝環境對材料的要求。如果安裝在(zài)化(huà)工廠的設備,環境對設備、對控(kòng)製係(xì)統、電器係統有無腐蝕性都要認真考(kǎo)慮,拿出合理的(de)設計方案。
4幹(gàn)燥設備(bèi)的防腐方法大多數(shù)幹燥設備都(dōu)是(shì)以(yǐ)焊接件、平板、筒體組成(chéng)。真對不同用途(tú)的幹(gàn)燥器進行防腐處理(lǐ),下麵介紹幾(jǐ)種在材料防腐及製造方法(fǎ)的一(yī)些經驗。
4.1磷(lín)化——鈍化工藝在振動流化床幹燥機的製造中(zhōng),有百(bǎi)分之七十的零件是碳鋼結構。工序間周(zhōu)轉時間較長,因此表麵生成大(dà)量的鐵鏽,塗漆前需用(yòng)較多的人工來(lái)除鏽。磷化——鈍化工藝,是通過電學和電化學反應(yīng),通過一次性處理,既可使生滿鐵鏽的鋼鐵工件(jiàn),表麵呈(chéng)現出(chū)金屬的本來顏色,同時在金屬表麵生成致密(mì)的防鏽膜層。可以在潮濕的空氣中放置十幾天,也不會鏽蝕。它的操作方法簡單,能改善作業環(huán)境,減輕勞動強度,節(jiē)省人力物力。對磷化——鈍化(huà)處理液中含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸等(děng),該方法不僅用在上述機型中,其它類似結構或機架都可以(yǐ)采用此法(fǎ)進行防(fáng)腐處理。
4.2靜(jìng)電粉末噴塗在幹燥設備製造上的應用傳統的油(yóu)漆塗料是液態的,其中含有大量(liàng)的酯酮及烴類等有機溶劑,給生產、儲運、施工帶來(lái)一係列(liè)麻煩,易燃易爆且很不安全。因有一定的毒性,揮發到大氣中,嚴重地汙染環境。因此,國內外的塗(tú)料(liào)^們都在致力於開(kāi)發少(shǎo)用溶液或不用溶(róng)液的(de)新型塗料。這(zhè)種新型塗(tú)料之一(yī)便是粉末塗料。
振動流化床幹燥機的機上蓋板(bǎn),多是(shì)用冷軋(zhá)不鏽鋼板製成(chéng)的,因而(ér)成本很高。為什麽用不鏽鋼而不(bú)采用普通碳鋼,就(jiù)因為該設備在工作(zuò)狀(zhuàng)態會接觸到各種腐蝕物料(liào)及氣(qì)體,而(ér)不鏽鋼抗腐蝕性能非常優越,因而采用不鏽鋼冷軋板製成。
用普通碳鋼進行靜電噴(pēn)塗聚酯樹脂粉末塗料,其抗腐蝕能力完全與不鏽鋼相媲美。由於該種粉(fěn)末(mò)塗料(liào)具有堅韌、耐久(jiǔ)、裝飾性好的特點,並(bìng)具有卓越的室外耐候性和耐熱性(xìng),同時具有卓越的耐(nài)腐蝕和耐粉化性能、卓越的(de)光澤和色光性(xìng)能,所以(yǐ),靜電粉末噴塗完全適用於幹(gàn)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,大部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中常出現腐蝕、斷裂等問(wèn)題(tí)。嚴重影響產品壽命及使用性能。奧氏體不鏽鋼與普通碳素鋼的(de)區別在於導熱性差,加熱時膨脹係數大,電阻值高。由(yóu)於奧氏體鋼的(de)這些特性,需要采用特殊焊接(jiē)工藝方法來焊接。晶間腐蝕是高合金鋼(gāng)主要問(wèn)題之一(yī)。這種鋼(gāng)本身耐蝕性高(gāo),但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體(tǐ)鋼焊接時其腐蝕形(xíng)式有:整(zhěng)體,局部,晶間腐蝕。國內某廠引進國外的幹燥設(shè)備,布(bù)袋除塵器的不鏽(xiù)鋼架因(yīn)焊接方法不當破壞(huài)了材料(liào)的組織(zhī)結構造成晶間腐蝕,幹燥過程中物料中含有酸性成分,鋼架很快造成斷裂。
5結束語幹燥技術發(fā)展到今天,作為一項(xiàng)工(gōng)程技術,成功與否不僅與幹燥理論水平有關,與設備結構、材料選用、加工製造方法的關係也^密切。綜合多種因素,製(zhì)定合理的加工製造方案具有重要的經濟(jì)意義。
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