对干燥技术的认识与干燥设备的评价-常州市广博干燥设备有限公司

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对干燥技术的认识与干燥设备的评价

　　干燥技术涉及很多学科，又是一门实践性很强的技术，干燥工程可以说是艺术与经验的结合。正确理解和评价干燥技术与设备具有现实意义。结合干燥工程的实际，总结一些看法和认识，包括干燥曲线的理解和应用，性能评价的火用效率分析及干燥技术的环境问题和某些局限性。
　　关于干燥曲线
　　经典的干燥曲线是在很少量物料、大风量、静态下干燥得到的物料湿含量与时间的关系曲线，指导实际工程设计有很大的局限性。在干燥理论（包括基础、模型、仿真）突破之前，最实用可靠的工程设计、系统选型还必须依靠干燥曲线。但干燥曲线是物料在特定设备及工艺条件下获得的，各主要参数设定按实验设计方法选定，根据测试结果优化设计合理的干燥曲线，作为实际工程设计的依据。这方面的工作在真空冷冻干燥设备上做得比较好一些，也就是经常谈到的冻干曲线。
　　因为干燥的目的或定义就是去除物料中的水分（溶剂），产品的终含水量是重要的性能指标，水分的去除是一个传质的过程，所以干燥时间主要由传质决定，加热的目的也是加快传质。干燥同一种物料，采用不同的设备和工艺，需要的干燥时间相差很大，这也能直观地体现在干燥曲线的不同上。干燥曲线甚至可能由两种以上设备及工艺组合干燥而得。
　　干燥设备性能评价
　　干燥设备多种多样，如何评估干燥设备性能是一个综合问题，应从三个方面考虑：以热力学第一定律为依据的热效率分折，以热力学第二定律为依据的火用分析，干燥的环境负荷分析。这是发展高效节能优质低污染先进干燥技术的要求。
　　热效率和火用效率是从用能的量和质两方面对干燥系统进行分析。现在评价干燥设备（系统）主要考虑能量利用的量，主要有单位失水能耗（3350～6280kJ/kgH2O）及热效率（30%～50%）,是环境条件下能量中理论上能够转变为有用功的那一部分。火用分析法试图在干燥系统设计中形成一个切实可行的热力和经济学计算方法，目标是使整个系统设计最优化。
　　对于热风干燥设备系统，损失最大两项是排风物理火用损，其次是温差传热火用损。节能方向首先是要考虑利用排风热量，其次是要设法降低传热温差，要大力提倡使用低品位热源，利用太阳能和工业余热，采用热泵除湿热风循环技术，发展组合干燥设备，采用组合干燥工艺。排风余热回收可节能10%～15%。
　　蒸汽传导加热系统一般采用节流减压的方法调整供汽压力适应设备要求，造成能量贬值，而且还会使冷凝水难以通畅地排出，从而降低了换热设备的强度。热泵冷凝汽的回收供热替代传统的蒸汽系统可以节能降耗，对造纸烘缸来说可节能15%。
　　在我国干燥热源使用热风炉很普遍，从热力学第一定律考虑，热效率很高，达65%～75%，但火用效率要低的多（尤其是高温干燥），从用能品质来说是很大的浪费。尽量发展中低温干燥设备，虽然初期增加设备的投资，但对于降低干燥成本、能量合理利用与经济可持续发展有利。
　　同时有蒸发浓缩、干燥等多种用热设备的企业，还可应用过程集成方法的网络优化和窄点（狭点）技术进行优化设计。
　　总之，余热回收、中低温干燥、组合干燥都会带来设备的增加与增大，使初期投入增加，因而必须与干燥成本统一考虑，这正是现代干燥技术面临的综合课题。从现有技术水平看，增加的设备投入在3个月到一年之内均可回收，对于中大型干燥设备系统，其效果是很明显的。
　　环境负荷与干燥技术的局限性
　　环境问题关系到经济的可持续发展，很多工程都把环境评估作为重要项目来考虑。干燥设备系统的噪音、物料的粉尘、燃煤的含二氧化硫、尾气的排放都是干燥技术面临的环境问题。对干燥装置的环境负荷分析表明，使用清洁能源，充分回收利用排气余热，在保证干燥速率的前提下降低尾气的排气温度，均可显著降低干燥过程的环境负荷。这与火用分析的结论是一致的。
　　解决环境问题，给干燥技术的发展又提出了新的课题。很多行业的污染物需要干燥设备来处理，如发酵酿造行业的废水废渣处理、污水处理后的污泥干燥、燃煤的喷雾脱硫技术等。
　　干燥是耗能很高的单元操作，其本身就形成了很大的局限性。随着包装储藏技术的发展、运输成本的降低，以前需要干燥处理的物料不必进行干燥，如牛奶、蔬菜等。机械脱水及蒸发工艺对于处理高含水物料具有很大优势，这就要求干燥技术人员针对性地干燥经机械方法、蒸发浓缩工艺处理物料。
　　基于以上对干燥的认识和评价，下面着重谈三个问题：
　　⑴干燥试验
　　干燥过程是相当复杂的，证实干燥设备适用性的现有唯一方法是在所选干燥设备上作物料试验，通常采用正交试验法。这需要设计人员从干燥技术的角度设计实验和分析结果，以检验各参数对干燥的影响程度。
　　经过长期的实践，人类在干燥工程上积累了大量应用成果，也可从工程中的数据来推理，从而简化实验。假设干燥介质空气的速率是恒定的，这与实际情况是符合的，有以下关系式③：
　　根据旧的参数及一些新的参数可推出另一些新的参数。
　　⑵组合干燥
　　工程技术人员越来越认识到组合干燥的意义，这主要体现在生产能力的增大，热效率的提高。典型应用主要有喷雾与振动流化床组合干燥奶粉，节能20%～30%。箱式干燥与闪蒸干燥组合干燥永固紫颜料，产量增大一倍。内热式流化床干燥精制盐，热效率提高50%。
　　⑶蓄热式燃烧技术的应用
　　蓄热式燃烧技术及高温空气燃烧技术具有热效率高、降低NoX污染排放、设备尺寸小的特点；近10年来这项技术主要在发达国家实施推广。中国也已见诸行动。这项技术开创了革命性的燃烧器和炉窑设计，在钢铁加热领域其节能和清洁燃烧效果十分显著。作为干燥设备的重要组成部分热风炉可以借鉴和应用这一全新的燃烧技术。这一技术又被称为环境协调型燃烧技术。
　　结论
　　① 科学实验方法的研究对干燥设备设计选型非常重要。
　　② 全面评估干燥设备对发展现代干燥技术有促进作用。
　　③ 在实际工作中，干燥技术人员要重视环境负荷问题。

· 行业聚焦：

烘箱是利用电热丝隔层加热使物体干燥的设备。烘箱适用于比室温高5~300℃（有的高200℃）范围的烘培、干燥、热处理等，灵敏度通常为±1℃。它的型号很多，但基本结构相似，一般由箱体、电热系统和自动控温系统三部分组成。其使用及注意事项总结如下：
　　1.烘箱应安放在室内干燥和水平处，防止振动和腐蚀。
　　2.要注意安全用电，根据烘箱耗电功率安装足够容量的电源闸刀。选用足够的电源导线，并应有良好的接地线。
　　3.带有电接点水银温度计式温控器的烘箱应将电接点温度计的两根导线分别接至箱顶的两个接线柱上。另将一支普通水银温度计插入排气1、工作可靠，热效率高，物料烘干效果好，容易实现自动化控制，操作人员少。
　　2、转筒烘干机具有结构紧凑，占地面积少，是相同产量单筒烘干占地面积的地二分之一。
　　3、烘干机设备所需投资是国外进口产品6/1。
　　4、烘干机筒体自我保温热效率高达80%以上(传统单筒烘干机热效率仅为35%)提高热效率45%。
　　5、物料终水份确保0.5%以下，是干混沙浆及矿渣粉生产线首选产品。
　　6、比单筒烘干机减少

离心喷雾干燥技术于50年代末在国内乳品行业开始应用，已有40多年的历史。目前全国乳品行业大约有5％的厂家采用此技术。它对推动我国乳品工业的迅速发展起到积极的作用。

1 离心喷雾干燥的诞生

在我国乳品行业首先应用的喷雾干燥技术是"压力"和"两流体"技术，当时由于受技术水平和生产规模等诸因素的限制，仅是卧式、一级、多喷头的形式，其蒸发能力多数在250记者8月27日从大连橡胶塑料机械股份有限公司了解到，我国石化行业百万吨乙烯工程关键设备国产化的最后一个“堡垒”——大型挤压造粒机组国产化被攻克，并通过了出厂验收。至此，我国百万吨乙烯工程的三大动力设备全部实现国产化，大型乙烯装备制造能力达到国际先进水平。
　　这台20万吨/年聚丙烯大型挤压造粒机组的价格及生产周期仅为进口同规格机组的一半左右，是我国实现百万吨级大型乙烯成套设备和对二甲苯（PX）、对苯二甲酸（PTA）、聚酯成套设备的国产化标志性成/P>

　　因此，国内干燥设备生产企业应该充分利用中国加入WTO的机遇，加强与国外的技术交流，汲取国外先进干燥设备之长，加快提高我国干燥设备自动化控制程度、外观质量、成套性和功能组合性，缩小与国外产品的差距，提高我国产品在用户中的信任度，使我国干燥设备不仅在国内市场，而且在国外市场也能占主导地位。

　　我国现在已生产的干燥设备品种日益增加，适用范围不断扩大，产品水平及质量正在迅速提高，市场竞争能力正在不断增强。特别是我国政府出台了支持产品出口的各项相关政策，为国内干燥设备生产企业创造了极好的外部条件，这都表明我国干燥设备发展前景良好。（来源：中国制药设备网）

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