干燥器的选型方法

干燥器的选型方法

郭宏伟3

(东南大学动力系)

摘　要　以制粉干燥器为例,阐述了干燥器选型时需注意的问题及选型方法。 关键词　干燥器　选型方法　质量

1　前言

近几年,笔者所在的东南大学干燥技术研究所多次收到一些单位的求助,希望我所对其购买的干燥器进行故障诊断,找到干燥器远远达不到设计能力、或完全不能投入使用的原因。通过会诊,笔者认为一些故障在设备的设计之初就已留下隐患,等到使用时问题就必然会产生;而这些问题并非不可克服,作为干燥器的购买方,只要在选型时稍加注意,把好“选型关”,就完全可以避免使用时所出现的问题。笔者结合十多年来对干燥技术研究和开发的经验,提出了一套比较适用、且易于操作的选型方法。

干燥过程包含汽(气)、液、固三相内热质传递过程,机理比较复杂,它受到被干燥物料的特性的影响。如:(1)物料的形状:对形状不同的物料,往往要选用不同类型的干燥器;

(2)物料的物理化学性质:组成、密度、热敏性、吸水性、粘附性等的不同,亦会影响到干燥器的选择;(3)物料和水的亲合性、亲合力的不同,也会影响干燥器的选择。干燥过程是一个复杂的过程,对于初次与干燥器打交道的人来说,要选择一套合适的干燥器往往是一件难事。虽然目前有关干燥的书籍或手册中均有介绍如何选型,但笔者认为,这些选型方法可操作性不强,实施起来比较困难,为此,笔者结合连续性制粉干燥器(见图1)来介绍干燥器的选型方法。

2　干燥工艺流程

→鼓风机→加热器→干燥器→收集装置→引风机→

图1　干燥流程示意图

本文介绍的连续性制粉干燥工艺流程如图1所示。冷空气由鼓风机送至加热器预热,预热到温度t1后进入干燥器,在干燥器内和被干燥物料充分接触,水分被迅速蒸发,烘干后的物料随湿空气一起流经收集装置,物料被收集装置捕获,而湿空气被引风机排入大气。

3　干燥器的选型方法

(1)保证被干燥物料达到其质量指标

被干燥物料的质量指标有粒度、色泽、含水率等多项,这些指标有行业标准或国家标准。因此,选型时保证产品的质量指标是重中之重。那么如何把关呢?笔者认为应当做到以下两点。首先,了解被干燥物料在现有的工业生产中采用何种类型的干燥器,若目前广泛使用某种类

3郭宏伟,男,1966年8月生,硕士,讲师。南京市,210096。

4干燥器的选型方法

型的干燥器,则选择该种类型,质量指标肯定能得到保证。其次,若目前没有正在使用的干燥器,或认为目前正在使用的干燥器在技术上比较落后,需要选择新类型的干燥器,那么一定要经过严格的小试或中试。若试验获得的干燥物料样品能达到规定的质量指标,则可考虑选用该种类型的干燥器,放大后不会导致被干燥物料的质量有较大的出入。当然,若这道关没把好,干燥器投入使用后,出现问题也就不足为怪了。如海门市某化工原料厂,1999年购进常州某厂生产的XZG10型闪蒸干燥器,用于酞菁蓝的干燥。酞菁蓝是一种高级染料,对水分、色光、着色力有严格的要求,目前国内多数厂家生产时采用厢式干燥器。由于厢式干燥器劳动强度大、技术上比较落后,该厂决定采用技术上较先进的闪蒸干燥器。据资料报道,国外已使用该技术来干燥酞菁蓝,国内还未见使用。然而,在中试未能拿出合格的酞菁蓝样品的情况下,海门某化工原料厂就决定购买该厂的XZG10型闪蒸干燥器,结果经过10个月的调试,仍无法干燥出合格的酞菁蓝粉剂,这表明XZG10型闪蒸干燥器在技术上有缺陷。后来我所利用SN F闪蒸技术对该干燥器进行为期一个月的改造,经一次试车,就拿出了合格的酞菁蓝粉剂,到目前为止海门某化工原料厂干燥器一直在正常运行。这说明选型时产品质量指标的把关很重要。

(2)掌握干燥器最基本的计算方法

干燥器的一个重要技术指标是生产能力,即每小时能干燥的物料量。有些干燥器生产厂家在推销其设备时,往往会夸大干燥器的生产能力,但等到其干燥器投入使用后,却又无法达到其设计的生产能力,有时还达不到设计能力的40%,这往往会给购买方造成一定的经济损失。针对这种情况,笔者认为只要在选购时对一些最基本的参数进行校核计算,就能初步了解干燥系统的配置是否能达到推销方所说的设计能力。为此笔者推荐以下几个参数及其计算方法:

(a)每小时蒸发水量

G w=G(w1-w2) (1-w2)(1)式中　G w——蒸发水量,kg h

G——物料被干燥后的产量,kg h

w1——初始含水率,kg水 kg湿物料

w2——终了含水率,kg水 kg湿物料 (b)每小时需要的最小热负荷

Q=rG w(2)式中　Q——热负荷,kJ h

r——水的汽化潜热,kJ kg

(c)每小时需要的最小风量

m=

Q

c(t1-t2)

(3)式中　m——风量,kg h

t1——进干燥器空气的温度,℃

t2——出干燥器空气的温度,℃

c——空气的比热容,kJ (kg K)

在式(1)中,w1、w2、G均是干燥器用户在选购前就已确定的,所以G w是容易知道的。在式(2)中,水的汽化潜热是确定的,则Q也容易求得;若实际提供的热负荷能达到Q的2倍左右,则系统正常工作时所需要的热量就能得到保证。在式(3)中,t1、t2是干燥器设计时必不可少的参数,直接影响到被干燥物料的质量和干燥器能耗,在选型时可向干燥器的生产厂索要,所以m也是可求的。已知m后,就可以校核风机的风量。从图1可知,干燥流程中鼓风机和引风机是串联的,需要注意的是串联后的风量并不是这两台风机风量的和。例如,由两台型号相同的风机组成的干燥系统,正常运转时其风量不会超过单台风机的风量。将单台风机的风量与最小风量m进行比较,若风机风量的裕量比较大,则说明该风机可以支持该干燥系统正常运转。若没有裕量,干燥器投入使用后,就有可能达不到设计能力。若风机风量小于m,则该干燥器投入使用后,肯定达不到设计能力,甚至还可能导致整个系统无法正常运

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《化工装备技术》第23卷第2期2002年