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： “明年国内外两个市场的需求增速可能比今年有所回落，但继续增长的态势不会有突发性逆转，需求总量仍可望继续保持增长。另外，我国装备制造业占制造业增加值的比重与工业发达国家相比尚有很大差距，由此行业还有相当的发展空间。” 　　中国干燥设备工业联合会副会长蔡惟慈日前在对明年干燥设备工业经济运行形势进行分析时给出如上判断。 　　产品出口呈现升级之势 　　蔡惟慈认为，今年干燥设备行业的发展呈现四个特点。 　　对国民经济支撑能力增强。表现为国产装备自给率稳步提高，消费升级所需产品大发展和关键装备技术进步步伐加快。重大技术装备国产化取得可喜进展，基础装备继续保持高增长态势。一批关键装备在日常的生产过程中，如何提高食品的干燥速率是很多工作人员都会遇到的问题，那么如何提高食品干燥的速率呢？我认为要从以下方面思考，如果要提高食品的干燥速率，提高产量，我们首先需要知道影响干燥速率的因素有那些，经验得出如下：传热速率、外扩散速率、内扩散速率。 　　首先，我们需要提高外扩散速率当干燥处于等速干燥阶段时，外扩散阻力成为左右整个干燥速率的主要矛盾，因此降低外扩散阻力，提高外扩散速率，对缩短整个干燥周期影响最大。外扩散阻力主要发生在边界层里，因此应做到a,降低介质的水蒸汽浓度，增加传质面积，亦可提高干燥速度。：b,增大介质流速，减薄边界层厚度等，提高对1.去湿的含义：去湿指从被加工的湿物料中除去水分或有机溶剂的操作。 　　2.去湿的方法： 　　机械去湿法：指过滤，抽吸，沉降，离心分离等机械方法去湿，去湿不完全。 　　物理化学去湿法：用无水CaCl2，浓H2SO4等作为干燥剂去湿，费用高。 　　热能去湿法：借助热能使物料中湿分汽化并排出蒸汽而除湿的操作，也叫干燥，去湿完全。 　　3.干燥的原理 　　干燥过程主要是将水分从固相转移到液相. 　　其进行的必要条件：①有热源加热；②及时排出湿的干燥介质，使固体表面水的蒸汽压大于干燥介质中水蒸汽的分压；③有适当干燥设备。 　　干燥原理：当固体物料表面水的 　　在诸多糟渣类干燥方案中，螺旋式干燥机被普遍认为是一种较为理想的解决方案，但是由于受机构限制，单台装置的处理量还不够理想。 　　多级螺旋式干燥机是根据我国糟渣类物料处理的目的和目标，结合目前处理厂的规模所排出的糟渣量，在原螺旋式干燥机的基础上，开发出的一种新型干燥装置，整套装置移植了螺旋式干燥机干燥糟渣类物料的成熟技术，另配套热泵热能回收技术，多效蒸发节能技术，通过多层结构将三种技术结合在一起，同时实现了螺旋式干燥机的大型化制造。是一种可以大量处理物料的干燥装置。 　　结构原理：多级螺旋式干燥机每一层可以认为是空心桨管道内进一步降速干燥，直至出料口。物料的水分含量达到＜1%。 　　3烘干粉碎机节能节耗，降低供热温度及系统风速 　　烘干物料含水量高，周围气体中湿含量就高，水分子移动的速度就减缓，要维持较高的蒸发速度，就必须提供较高的热风温度和系统负压及风速。烘干粉碎机加快了的蒸发速度，缩短了干燥时间，故所需的热风温度和系统负压及风速也大为降低，节能高效烘干粉碎机的进料风温只需(550～650℃)，水泥厂一般均利用窑尾的，有效地节约了能耗。 　　朱总工的演讲引起了与会者的关注，不少代表前来询问相关的技术问题，有的代表直接与销售人员表达了采购意向，气氛热烈，超过以往的产品推介会。

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