我國干燥設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀及未來趨勢
1 干燥設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀
近年來,隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展,對干燥設(shè)備的需求量越來越大,干燥設(shè)備的總體水平也不斷提高。常規(guī)干燥設(shè)備基本可以滿足生產(chǎn)的需要,并有部分機型出口到國外,這些可喜的成就是廣大工程技術(shù)人員長期努力的結(jié)果,干燥設(shè)備的進步表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1 干燥設(shè)備的加工質(zhì)量
從干燥設(shè)備的制造過程看,干燥設(shè)備的加工質(zhì)量受技術(shù)水平及應(yīng)用行業(yè)的制約。干燥設(shè)備的應(yīng)用行業(yè)很多,對設(shè)備質(zhì)量要求最高的是制藥行業(yè)。由于制藥行業(yè)的特殊性,對所用干燥設(shè)備的材質(zhì)、結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量都有具體要求,因此要求制造行業(yè)提供的設(shè)備加工質(zhì)量較高。其次是食品行業(yè),食品行業(yè)對干燥設(shè)備及干燥系統(tǒng)有嚴(yán)格的衛(wèi)生指標(biāo)要求,因此設(shè)備結(jié)構(gòu)及鋼材的處理標(biāo)準(zhǔn)較高。質(zhì)量要求相對不高的是化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中的部分設(shè)備。在所有行業(yè)中化學(xué)工業(yè)不論是設(shè)備的用量還是型式都最多最復(fù)雜,應(yīng)該說化工行業(yè)的干燥設(shè)備有特殊要求的也比較嚴(yán)格,但與上述兩個行業(yè)相比略低一些。
從最年幾年干燥設(shè)備總的質(zhì)量看,多數(shù)設(shè)備鋼板都經(jīng)過拋光處理,焊縫采用氬弧焊(不銹鋼),焊縫也經(jīng)過處理,有些工廠對直焊縫和環(huán)焊縫采用自動或半自動焊接,使設(shè)備質(zhì)量得到保證。在走訪的工廠中,常州佳發(fā)制粒干燥設(shè)備廠、常州一步干燥設(shè)備有限公司加工質(zhì)量較好,佳發(fā)制粒干燥設(shè)備廠制粒的設(shè)備有一定的出口量,上海大川原公司的加工質(zhì)量也較好。
1.2 干燥機的結(jié)構(gòu)
隨著我國干燥設(shè)備的引進及國際間的技術(shù)交流,國外干燥設(shè)備機型都在不斷影響我國,最近幾年我國的新機型及新結(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在以下幾種。
①內(nèi)藏?zé)峁苁搅骰哺稍餀C
這種干燥機是改變了以往流化床熱量全部由熱風(fēng)帶入的方法,通過內(nèi)部傳熱管,使部分熱量來自管內(nèi)熱介質(zhì)的傳導(dǎo)傳熱,因此大大提高了熱效率。據(jù)資料介紹,傳統(tǒng)流化床熱效率為39.7%,而內(nèi)藏?zé)峁転?2.5%。在完成相同產(chǎn)量的情況下,床層面積由72.5m2減小到14.42m2。瑞士的蘇爾壽公司和日本奈良機械制造所都有這種設(shè)備,熱介質(zhì)一般為蒸汽、導(dǎo)熱油等。目前山東天力干燥設(shè)備有限公司試制了這種設(shè)備,效果頗佳。杭州錢江干燥設(shè)備有限公司也開發(fā)了該設(shè)備,但是內(nèi)藏加熱板式,據(jù)介紹,傳熱系數(shù)很高,也取得良好效果。
②管束干燥機
管束干燥機的外殼及傳動方式與轉(zhuǎn)筒干燥機極為相似,但在其內(nèi)部同心排列1~5層管束。管束穿過干燥機的全長,內(nèi)通水蒸汽或其它熱介質(zhì),傳導(dǎo)與對流傳熱并用。熱效率高,總傳熱效率可達80%~90%,特別適用于干燥溫度在150℃以下的物料。國外比較有代表性的如日本大川原化機株式會社,國內(nèi)在吉林也有生產(chǎn)。主要用于槽渣和礦物的干燥,取得可喜效果。
?、坶W蒸干燥機
作為1989年引進我國的干燥機,它具有處理粘稠狀濾餅物料的能力,可以直接得到粉體物料。在我國丹東染料廠、吉林某化工廠、上海染化八廠、上海巴斯夫染料化工有限公司都有引進的設(shè)備。目前這種機型以丹麥的安海達諾公司為代表。經(jīng)過多年的消化吸收此項技術(shù),中型以下規(guī)模的設(shè)備我國有許多廠家都能制造。開發(fā)較早的單位如鐵嶺精工(集團)股份有限公司、沈陽化工研究院、東北大學(xué)。目前工業(yè)化干燥機制造較多的如溫州市瞬達干燥設(shè)備有限公司、江蘇省靖江強力干燥設(shè)備有限公司。幾經(jīng)改造又推出一些新的結(jié)構(gòu),由原來的狹縫進風(fēng)增加了切向進風(fēng),大大降低了系統(tǒng)的風(fēng)阻。適用一些粘度低的礦物濾餅和化工中間體等物料的干燥。另外強力干燥設(shè)備有限公司首先將此設(shè)備頂部增加了分級結(jié)構(gòu),使產(chǎn)品粒度小而且分部較窄。
④槳葉式干燥機
1990年,槳葉式干燥機首先由北京染料廠引入我國,用于靛藍染料的干燥。槳葉式干燥機以傳統(tǒng)傳熱為主要型式,最大的優(yōu)點是傳熱效率高,并連續(xù)生產(chǎn),這種干燥機目前以日本奈良機械制作所為代表,大型的槳葉式干燥機主要用于城市污泥的干燥。我國目前主要用于精細化工,石油化工產(chǎn)品的干燥。目前國內(nèi)有多家企業(yè)有能力制造這種設(shè)備,比較有代表性的廠家如三門峽昊博干燥設(shè)備有限公司、蘭州天華干燥設(shè)備有限公司等單位。但僅限于雙軸式,四軸以上的大型設(shè)備未見有制造的報道。
2 中國干燥技術(shù)與先進國家的差距
在我國,雖然干燥設(shè)備的應(yīng)用已有幾十年的歷史,但干燥設(shè)備的制造高峰是近二十年來的事。在這二十多年中,經(jīng)過廣大工程技術(shù)人員的努力,開發(fā)或仿制一批干燥設(shè)備,大多數(shù)工業(yè)化機型我國都可以加工,基本扭轉(zhuǎn)了干燥設(shè)備靠進口的局面。培養(yǎng)了眾多的干燥技術(shù)人員,也涌現(xiàn)出一大批干燥設(shè)備制造企業(yè)。據(jù)估計,中國的干燥設(shè)備廠家約有400多家,就數(shù)量而言,一定是世界第一大國。但是,在眾多的干燥設(shè)備制造企業(yè)中,不論是干燥技術(shù)還是設(shè)備制造水平至今還沒出現(xiàn)一個在世界上有一定影響、在干燥領(lǐng)域占有一席之地的廠家,這不能不讓我們深思。國產(chǎn)的干燥設(shè)備絕大多數(shù)是供應(yīng)國內(nèi)市場,很少出口到國外,既使偶爾出口售價也不可觀。如果長此以往,對我國干燥技術(shù)的發(fā)展十分不利,應(yīng)盡快改變這種局面。查其原因主要有以下幾個方面:
2.1基礎(chǔ)研究的差距
在我國,自1975年在南京舉行第一屆全國干燥技術(shù)交流會以來,到現(xiàn)在已經(jīng)召開了十次。從第二屆交流會開始每屆都編輯出版論文集,每次會議上都有幾十篇各類論文參加交流。近年來,雖然有一些大專院?;蚩蒲袉挝徽谧鲞@方面的工作,但投入的人力物力也遠遠不夠,從近年發(fā)表各類刊物的論文數(shù)量及質(zhì)量都能反映出我國干燥理論研究的現(xiàn)實水平。在理論研究方面與丹麥、加拿大、日本等國家相比還有不小的差距。中國的干燥技術(shù)若有一個新的飛躍,加強基礎(chǔ)理論的研究非常重要,應(yīng)當(dāng)引起國人的高度重視。
被干燥物料的物性多種多樣,僅靠幾種干燥設(shè)備并不能滿足生產(chǎn)的需要。理論研究是開發(fā)新型干燥機的基礎(chǔ),中國干燥技術(shù)的發(fā)展,必需培養(yǎng)一批理論研究、干燥技術(shù)開發(fā)工作者,以提高我國干燥設(shè)備的技術(shù)含量。經(jīng)過不斷努力,才能使我國的干燥技術(shù)接近或達到國外先進水平。
2.2實驗條件不足
到目前為止,不論是干燥設(shè)備廠還是理論研究單位,都沒有一個完善的實驗基地。干燥是實驗性很強的技術(shù),不論是理論研究還是干燥設(shè)備制造,實驗手段都必不可少。通過實驗,理論工作者可以總結(jié)出干燥過程中的許多規(guī)律,設(shè)備制造廠通過實驗確定出各種工藝參數(shù)。但是,許多單位恰恰忽略了實驗的重要性。有些設(shè)備廠甚至沒有一套實驗裝置,在設(shè)備設(shè)計中有很大的盲目性。每種物料在干燥過程中反應(yīng)出來的性質(zhì)和對產(chǎn)品的要求都有其特殊性,所以按照通用理論處理并不一定很恰當(dāng)。針對具體物料,還應(yīng)以實驗結(jié)果為準(zhǔn),所以實驗裝置決不可少。目前,實驗手段薄弱主要有這幾個方面,一方面是設(shè)備制造廠對實驗過程認識不足,認為可有可無。另一方面實驗裝置機型較多,投資巨大,非一般企業(yè)所能承受。建成完善的實驗基地是我國干燥技術(shù)研究的當(dāng)務(wù)之急。第三個方面是缺少實驗人員,對實驗結(jié)果的分析能力較弱。
2.3加工技術(shù)的差距
干燥設(shè)備涉及到物料的輸送、傳熱、流體運動、甚至粉碎等多種過程。對設(shè)備加工制造的要求較高。多年來,我國干燥設(shè)備的加工手段、加工設(shè)備還采取比較傳統(tǒng)的手工制造,不論是設(shè)備的使用功能、外觀上都受很大影響。不僅如此,手工單件制造使部件的尺寸不能保證具有良好的互換性,對干燥設(shè)備的維修、易損件的互換帶來諸多不便。國外的干燥設(shè)備多數(shù)采用自動焊接技術(shù),焊縫拋光處理,設(shè)備表面也采取拋光處理或鈍化處理。衡量設(shè)備加工水平的標(biāo)志之一就是設(shè)備在加工過程中的模壓率。所謂模壓率,就是設(shè)備采用模具壓制的比例。我們看到,許多國外設(shè)備的部件都是模具壓制而成,制造非常規(guī)范。我國目前模壓率較低的原因主要是設(shè)備生產(chǎn)量較小,開模費用較高,達不到一定的生產(chǎn)規(guī)模。但這樣下去中國干燥設(shè)備的質(zhì)量不會有質(zhì)的飛躍,干燥設(shè)備大量走出國門,占領(lǐng)國際市場也難以實現(xiàn)。
2.4控制水平的差距
同國外設(shè)備相比,我國生產(chǎn)的干燥設(shè)備主要以手動或半自動控制手段,各參數(shù)間不能相互關(guān)聯(lián),操作中人為因素較多,客觀上也影響產(chǎn)品質(zhì)量。
對于處理易燃、易爆、含有機溶劑類物料控制系統(tǒng)的作用尤為重要,此時控制手段是決定設(shè)計方案的關(guān)鍵?,F(xiàn)在已經(jīng)進入智能化控制時代,各種控制儀器儀表的功能以及計算機技術(shù)的發(fā)展完全能夠滿足裝備的需要。隨著控制理論、控制技術(shù)的不斷發(fā)展,應(yīng)盡快提高我國干燥設(shè)備的自動化水平,采用微機控制、模糊邏輯控制都有許多成功的實例。增加裝置整體技術(shù)含量,讓其發(fā)揮應(yīng)有的作用,提高干燥設(shè)備的使用價值是可以做到的。
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