干燥设备的技术现状及未来的发展趋势

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。 · 行业聚焦： 一、热泵干燥机的原理 　　热泵干燥机是利用逆卡诺原理，吸收空气的热量并将其转移到房内，实现烘干房的温度提高，配合相应的设备实现物料的干燥。热泵干燥机由压缩机——换热器（内机）——节流器——吸热器（外机）——压缩机等装置构成了一个循环系统。冷媒在压缩机的作用下在系统内循环流动。它在压缩机内完成气态的升压升温过程（温度高达100℃），它进入内机释放出高温热量加热烘干房内空气，同时自己被冷却并转化为流液态，当它运行到外机后，液态迅速吸热蒸发再次转化为气态，同时温度下降至零下20℃——30℃，这时吸热器周边的空气就会源源不断地将热量传递给冷媒。近年来，我国能源化工产品的需求出现较高的增长速度，煤化工在我国能源、化工领域中已占有重要地位。随着我国能源结构调整的进一步深化，煤化工行业得到高速发展。而煤化工新工艺、新技术的发展，给上游设备行业提出新的挑战，这也促进了煤化工装备行业的技术进步。“除煤制油、煤制烯烃的一些设备，其他设备都已基本实现了国产化。”中国机械工业联合会总工程师隋永滨对两年来大型煤化工成套设备的研制开发工作表示了肯定。 　　煤化工技术装备获重大突破 　　大型煤化工成套设备的研制开发成为16个重大专项以来，我国煤化工装备行业得到迅速发展，煤化工成套设备国产化率达到90%。一业内人士表示。 　　在隋永滨看来在众多的干燥设备中，喷雾干燥设备是应用较广的干燥设备之一，是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。能从液体直接干燥成粉体，这是喷雾干燥设备的最大优点；热效率低、体积庞大、生产能力低、投资高是它的缺点。喷雾干燥因其可直接由溶液或悬浮体制得成分均匀的粉状产品的特殊优点，目前在化工、轻工、食品等行业中有广泛的应用，化学工业中以染料行业应用最为广泛。 　　喷雾干燥设备的工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中，物料与热空最近研制的肥皂生产最新干燥设备— — 真空干燥制皂设备，是一种多用途， 既经济又实惠的肥皂制品生产装置。它可以制造香皂、洗衣皂、工业肥皂和半透朋洗衣皂，是目前国内比较先进的制皂设备。传统的框架式冷板批量生产洗衣皂，常压供房生产香皂，透明皂占地面积大，人工劳动量大， 大量的废皂又必须重新进行加工而使产品等级降低，并且对环境也造成污染，成品皂质量低，不适合生产高档香皂、洗衣皂。而真空干燥制皂设备在肥皂生产中显示出其独特的先进性，改变 传统的制皂工艺，提高了生产自动化程度， 并能连续生产，是生产高档肥皂的最佳设备。 　　一、高档肥皂的基本要求 　　高档肥等。 随着我国国民经济的发展和木质素产品市场的不断形成，木质素产品具有广阔的市场前景。木质素粗产品及其精加工产品年需求量，混凝土添加剂达25～40万吨；油田化学品的需求量达20～30万吨。另外木质素也被广泛用于工业分散剂和粘合剂，其年需求量达15～20万吨左右。 木质素的油田表面活性剂在国外已广泛采用，而我国在这一方面由于开发力度不足，用廉价的木质素类表面活性剂替代价格昂贵的合成类表面活性剂，具有十分可观的市场潜力。 我国是一个农业大国，木质素制品在农业方面的应用潜力十分广阔，如复合缓释肥料、土壤改良剂、农药缓释剂等都具有极大市场。 　　热忱欢迎各界朋友来我公司实地考察、指导，洽谈合作!

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