干燥設(shè)備處理的材料難以計(jì)數(shù)。除了各種材料的理化性質(zhì)和產(chǎn)品要求不同外,干燥系統(tǒng)設(shè)備的熱物理性質(zhì)和材料要求也是設(shè)計(jì)者關(guān)注的問題。本文提出了一些干燥設(shè)備材料的方法,供設(shè)計(jì)者參考。
干燥設(shè)備是廣泛使用的單元設(shè)備之一??梢哉J(rèn)為,干燥設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)蔓延到國家生產(chǎn)的各個部門。對于干燥設(shè)備,不能簡單地認(rèn)為它只是一種熱物理脫水機(jī)。由于干燥過程中處理的材料不同,濕度類型不同,產(chǎn)品指標(biāo)也不同。設(shè)備安裝地點(diǎn)不同,干燥設(shè)備材料選擇、設(shè)備類型、制造、安裝方法要求不同。正確處理上述問題是成功設(shè)計(jì)干燥設(shè)備的重要因素之一。
2干燥設(shè)備的特點(diǎn)
2.1到目前為止,已成功開發(fā)的干燥設(shè)備有數(shù)百種,工業(yè)生產(chǎn)中常用的干燥設(shè)備有100多種。干燥設(shè)備的分類方法有很多種。根據(jù)干燥過程的傳熱方法,可分為對流干燥器(如氣流干燥器、噴霧干燥設(shè)備、旋轉(zhuǎn)快速干燥器、流化床干燥器等)、傳導(dǎo)傳熱干燥器(如耙式干燥器、輥式干燥器)、振幅干燥器(如微波干燥器、遠(yuǎn)紅外干燥器)等。此外,還有葉片干燥機(jī)等幾種傳熱方式的干燥設(shè)備。
2.2干燥設(shè)備的特點(diǎn)大多是非標(biāo)設(shè)備,主要是因?yàn)槊總€干燥器處理的材料不同,許多干燥條件隨材料的不同而變化,導(dǎo)致干燥器結(jié)構(gòu)和材料的變化。因此,干燥材料的具體參數(shù)必須明確,如材料狀態(tài)、濕分類型、處理量、干燥過程中的材料特性、腐蝕性、燃燒爆炸性、靜電、產(chǎn)品具體要求、材料熱敏溫度等,以確定干燥器的各種參數(shù)。因此,許多干燥器不能批量生產(chǎn),在設(shè)計(jì)過程中必須注意材料的針對性和對工作條件的適應(yīng)性。
眾所周知,干燥設(shè)備的材料是干燥設(shè)備成本的重要因素,合理選擇材料是控制設(shè)備價(jià)格的重要手段。一般來說,干燥設(shè)備材料的選擇應(yīng)從以下幾個方面考慮:
3.1干燥設(shè)備的主要任務(wù)是干燥給定的材料。由于干燥器處理的材料種類繁多,涵蓋了糧食、食品、制藥、化工、林產(chǎn)品、紙張、冶金等領(lǐng)域,產(chǎn)品難以計(jì)數(shù)。干燥材料的要求非常不同,如化學(xué)試劑、藥品、電子材料、電氣陶瓷材料等干燥過程中不得混合鐵離子,因此應(yīng)避免選擇碳鋼材料。此外,如果材料中的水分含有酸、堿、鹽、有機(jī)溶劑等,則會對不同的金屬材料產(chǎn)生腐蝕性。特別是在加熱過程中,材料的腐蝕會加劇,因此應(yīng)根據(jù)材料中水分的特點(diǎn)選擇合適的材料。
3.2根據(jù)干燥機(jī)型式的選擇,前面提到,干燥機(jī)的種類很多,每種型號的工作原理都不一樣,所以在選擇材料時(shí)也要充分考慮。例如,當(dāng)氣流干燥器干燥氧化鎂時(shí),由于物料在氣流管中的速度很高,氧化鎂材料很硬,干燥管的轉(zhuǎn)彎壁磨損嚴(yán)重,因此有必要在該區(qū)域設(shè)計(jì)防磨結(jié)構(gòu)或選擇耐磨材料。再比如,與碳鋼相比,不銹鋼材料的導(dǎo)熱性明顯低于前者。因此,在以傳導(dǎo)傳熱為主的干燥設(shè)備中,如果選擇不銹鋼作為主要材料,則應(yīng)根據(jù)不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)計(jì)算設(shè)備的換熱面積。工程實(shí)例證明,在選擇蒸汽換熱器時(shí),不銹鋼材料的面積比碳鋼材料大30%。
3.3根據(jù)干燥過程,不同的材料有不同的干燥條件。筆者設(shè)計(jì)了一臺高溫干燥機(jī),在干燥無機(jī)鹽的同時(shí)對其進(jìn)行聚合反應(yīng)。要求干燥熱空氣溫度在800℃以上,干燥材料必須選用價(jià)格不明的耐高溫不銹鋼。但考慮到干燥室并不都在高溫區(qū),根據(jù)計(jì)算,只在高溫區(qū)選用耐高溫材料,已經(jīng)運(yùn)行了一年多,一切正常。
3.4在很多情況下,雖然上述條件可以滿足要求,但也要注意設(shè)備安裝環(huán)境對材料的要求。如果安裝在化工廠,應(yīng)認(rèn)真考慮環(huán)境是否對設(shè)備、控制系統(tǒng)和電氣系統(tǒng)有腐蝕性,并制定合理的設(shè)計(jì)方案。
4干燥設(shè)備的防腐方法大多由焊接件、平板電腦和氣缸組成。真正對不同用途的干燥器進(jìn)行防腐處理,以下介紹了材料防腐和制造方法的一些經(jīng)驗(yàn)。
4.1磷化鈍化工藝在制造振動流化床干燥機(jī)時(shí),70%的零件是碳鋼結(jié)構(gòu)。工藝間周轉(zhuǎn)時(shí)間長,表面產(chǎn)生大量鐵銹,涂裝前需要更多的人工除銹。磷化鈍化工藝是通過電化學(xué)反應(yīng)和一次性處理,不僅可以使生銹的鋼工件表面呈現(xiàn)出金屬的原始顏色,還可以在金屬表面產(chǎn)生致密的防銹膜層。它可以在潮濕的空氣中放置十天以上,而且不會生銹。其操作方法簡單,可改善工作環(huán)境,降低勞動強(qiáng)度,節(jié)省人力物力。磷化鈍化處理液中含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸,不僅用于上述型號,還可用于其他類似的結(jié)構(gòu)或框架。
4.2靜電粉末噴涂在干燥設(shè)備制造中的應(yīng)用。傳統(tǒng)的涂料是液體的,含有大量的酯類、碳?xì)浠衔锏扔袡C(jī)溶劑,給生產(chǎn)、儲存、運(yùn)輸和施工帶來一系列麻煩,易燃易爆,非常不安全。由于一定的毒性,揮發(fā)到大氣中,嚴(yán)重污染環(huán)境。因此,國內(nèi)外涂料專家都致力于開發(fā)少用溶液或不用溶液的新型涂料。這種新型涂料之一是粉末涂料。
振動流化床干燥機(jī)的蓋板主要由冷軋不銹鋼板制成,因此成本非常高。為什么使用不銹鋼而不是普通碳鋼,因?yàn)樵O(shè)備在工作狀態(tài)下接觸各種腐蝕材料和氣體,不銹鋼具有優(yōu)異的耐腐蝕性,因此采用不銹鋼冷軋板。
用普通碳鋼靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料,其耐腐蝕性與不銹鋼完全相當(dāng)。由于該粉末涂料具有韌性、耐久性、裝飾性好、室外耐候性和耐熱性、耐腐蝕性和粉化性、光澤和色光性能,靜電粉末噴涂完全適用于干燥機(jī)外殼的防腐。
4.3奧氏體鎳鉻不銹鋼焊接討論干燥設(shè)備,多為板焊接結(jié)構(gòu)件,多為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中經(jīng)常出現(xiàn)腐蝕、斷裂等問題。嚴(yán)重影響產(chǎn)品的使用壽命和性能。奧氏體不銹鋼與普通碳鋼的區(qū)別在于導(dǎo)熱性差,加熱時(shí)膨脹系數(shù)大,電阻值高。由于奧氏體鋼的這些特點(diǎn),需要采用特殊的焊接工藝進(jìn)行焊接。晶間腐蝕是高合金鋼的主要問題之一。這種鋼本身耐腐蝕性高,但在焊接過程中降低了耐腐蝕性。奧氏體鋼焊接時(shí)的腐蝕形式有:整體、局部、晶間腐蝕。國內(nèi)某廠引進(jìn)國外干燥設(shè)備,袋式除塵器的不銹鋼框架因焊接方法不當(dāng)破壞了材料的組織結(jié)構(gòu),造成晶間腐蝕。干燥過程中,材料中含有酸性成分,鋼框架很快斷裂。
到目前為止,干燥技術(shù)的成功不僅與干燥理論水平有關(guān),而且與設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料選擇和加工制造方法密切相關(guān)。結(jié)合各種因素,制定合理的加工制造方案具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。