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 中國干燥機(jī)設(shè)備的發(fā)展還要重視節(jié)能和能量綜合利用 |
干燥機(jī)是一種常用的干燥設(shè)備，主要用于對物料進(jìn)行干燥操作，干燥的目的就是為了物料使用或進(jìn)一步加工需要。我國干燥機(jī)技術(shù)已經(jīng)逐漸成熟，市場規(guī)模也在不斷的擴(kuò)大。對于干燥機(jī)，絕不能簡單地認(rèn)為它僅是熱物理方法脫水機(jī)械。由于干燥過程中處理的物料不同，含濕種類不同，產(chǎn)品的各項(xiàng)指標(biāo)也不同。設(shè)備的安裝地點(diǎn)不同，制造時(shí)對干燥機(jī)的選材、設(shè)備型式以及制造、安裝方法都有不同的要求。
20世紀(jì)初期，乳品生產(chǎn)開始應(yīng)用噴霧干燥機(jī)，為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術(shù)的發(fā)展，高強(qiáng)度、高生產(chǎn)率的沸騰床和氣流式干燥機(jī)相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式干燥機(jī)則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發(fā)展了遠(yuǎn)紅外和微波干燥機(jī)。
近代干燥機(jī)開始使用的是間歇操作的固定床式干燥機(jī)。19世紀(jì)中葉，洞道式干燥機(jī)的使用，標(biāo)志著干燥機(jī)由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展。回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)則較好地實(shí)現(xiàn)了顆粒物料的攪動，干燥能力和強(qiáng)度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應(yīng)本行業(yè)要求的連續(xù)操作干燥機(jī)，如紡織、造紙行業(yè)的滾筒干燥機(jī)。
中國干燥機(jī)設(shè)備市場現(xiàn)狀及分析聯(lián)合國當(dāng)前的需要，國內(nèi)市場的常規(guī)干燥設(shè)備，以及主要的國際市場干燥設(shè)備，基本都在中國制造，這表明，在中國干燥設(shè)備進(jìn)口為導(dǎo)向的歷史已經(jīng)結(jié)束。
但是，仍存在一些問題和困難，據(jù)中國通用機(jī)械干燥設(shè)備行業(yè)協(xié)會預(yù)測，未來幾年，中國的需求，化工行業(yè)將干燥設(shè)備3000(套)左右;制藥干燥設(shè)備的年需求量將達(dá)到3000(套)左右;農(nóng)業(yè)，林業(yè)，糧食，輕工等行業(yè)，如干燥設(shè)備，年需求量預(yù)計(jì)將達(dá)到5000(套)左右。干燥設(shè)備在國內(nèi)市場占有率已達(dá)到80%以上。
壓縮空氣中水蒸氣的量是由壓縮空氣的溫度決定的：在保持壓縮空氣壓力基本不變的情況下，降低壓縮空氣的溫度可減少壓縮空氣中的水蒸氣含量，而多余的水蒸氣會凝結(jié)成液體。冷凍干燥機(jī)就是利用這一原理采用制冷技術(shù)干燥壓縮空氣的。因此冷干機(jī)具有制冷系統(tǒng)。冷凍干燥機(jī)的制冷系統(tǒng)屬于壓縮式制冷，由制冷壓縮機(jī)、冷凝器、蒸發(fā)器、膨脹閥等四個(gè)基本部件組成。它們之間用管道依次連接，形成一個(gè)密閉的系統(tǒng)，制冷劑在系統(tǒng)中不斷地循環(huán)流動，發(fā)生狀態(tài)變化并與壓縮空氣和冷卻介質(zhì)進(jìn)行熱量交換。壓縮空氣干燥機(jī)還有吸附式干燥機(jī)和溶解式干燥機(jī)。
用于進(jìn)行干燥操作的機(jī)械設(shè)備類型很多，根據(jù)操作壓力可分為常壓和減壓(減壓干燥機(jī)也稱真空干燥機(jī))。根據(jù)操作方法可分為間歇式和連續(xù)式。根據(jù)干燥介質(zhì)可分為空氣、煙道氣或其他干燥介質(zhì)。根據(jù)運(yùn)動(物料移動和干燥介質(zhì)流動)方式可分為并流，逆流和錯(cuò)流。
干燥機(jī)處理的物料難以計(jì)數(shù)，除各種物料的理化性質(zhì)及產(chǎn)品的要求不同外，干燥過程物料的熱物理性質(zhì)及加熱過程中對干燥系統(tǒng)設(shè)備的材料要求更是設(shè)計(jì)者著重考慮的問題，本文就干燥機(jī)的用材問題提出一些方法，供設(shè)計(jì)者參考。
干燥機(jī)的特點(diǎn)
干燥機(jī)的種類到目前為止，已開發(fā)成功的干燥機(jī)有幾百種之多，常用于工業(yè)化生產(chǎn)的也有百余種。對干燥機(jī)的分類方法也有多種，如果按干燥過程的傳熱方式可分為對流干燥器(如氣流干燥器、噴霧干燥機(jī)、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、輥筒干燥器)、幅射干燥器(如微波干燥器、遠(yuǎn)紅外干燥器)等。此外，還有結(jié)合幾種傳熱方式的干燥機(jī)如槳葉式干燥機(jī)等。
干燥機(jī)的特點(diǎn)絕大多數(shù)干燥器都是非標(biāo)設(shè)備，主要是因?yàn)槊颗_干燥器所處理的物料都不相同，很多干燥條件都隨物料的不同而改變，由此導(dǎo)致干燥器結(jié)構(gòu)及材料的改變。所以必需明確待干燥物料的具體參數(shù)，如物料狀態(tài)、所含濕分種類、處理量、干燥過程中物料特性、如有無腐蝕性、燃燒和爆炸性、是否產(chǎn)生靜電、產(chǎn)品具體要求、物料的熱敏性溫度等，才能確定干燥器的各種參數(shù)。為此許多干燥器都不能批量生產(chǎn)，在設(shè)計(jì)過程中必需注意對物料的針對性和對工作條件的適應(yīng)性。
按操作壓力，干燥機(jī)分為常壓干燥機(jī)和真空干燥機(jī)兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點(diǎn)和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥機(jī)適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。
干燥機(jī)的發(fā)展還要重視節(jié)能和能量綜合利用，如采用各種聯(lián)合加熱方式，移植熱泵和熱管技術(shù)，開發(fā)太陽能干燥機(jī)等；還要發(fā)展干燥機(jī)的自動控制技術(shù)、以保證最優(yōu)操作條件的實(shí)現(xiàn)；另外，隨著人類對環(huán)保的重視，改進(jìn)干燥機(jī)的環(huán)境保護(hù)措施以減少粉塵和廢氣的外泄等，也將是需要深入研究的方向。
干燥機(jī)在干燥過程中需要同時(shí)完成熱量和質(zhì)量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高于物料溫度。
熱量從高溫?zé)嵩匆愿鞣N方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內(nèi)部出現(xiàn)濕含量的差別。內(nèi)部濕分向表面擴(kuò)散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。
物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內(nèi)部濕分的擴(kuò)散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制;而后，只要干燥的外部條件不變，物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定，這個(gè)階段稱為恒速干燥階段;當(dāng)物料濕含量降低到某一程度，內(nèi)部濕分向表面的擴(kuò)散速率降低，并小于表面汽化速率時(shí)，干燥速率即主要由內(nèi)部擴(kuò)散速率決定，并隨濕含量的降低而不斷降低，這個(gè)階段稱為降速干燥階段。 |
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