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干燥設(shè)備設(shè)計(jì)方案的確定依據(jù)
閱讀：1219 發(fā)布時(shí)間：2013-3-5
1、 物料的性質(zhì)干燥技術(shù)發(fā)展到今天，干燥設(shè)備在許多領(lǐng)域都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。從干燥設(shè)備角度看，可以說(shuō)它既是通用設(shè)備又是設(shè)備。說(shuō)是通用設(shè)備，是因?yàn)閷?duì)各種各樣的物料成功地進(jìn)行了干燥，并且達(dá)到了預(yù)期目的。說(shuō)它是設(shè)備，干燥技術(shù)研究的內(nèi)容已不僅是傳熱、傳質(zhì)和機(jī)械問(wèn)題，而是把將要干燥物料的復(fù)雜性質(zhì)和特殊要求也作為研究的內(nèi)容，這樣設(shè)計(jì)的干燥設(shè)備具有針對(duì)性和性。所以一個(gè)成功的設(shè)計(jì)方案應(yīng)該是干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)者和使用者共同完成，是雙方相互配合的結(jié)果，這也是稱(chēng)其為設(shè)備的原因。待干燥物料的各種性質(zhì)，往往干燥設(shè)備使用者比設(shè)計(jì)者更了解，對(duì)產(chǎn)品指標(biāo)的要求也是由使用者提出。也就是說(shuō)，許多干燥設(shè)備設(shè)計(jì)的原始數(shù)據(jù)都首先由使用者提出，而設(shè)計(jì)者則zui大限度地滿(mǎn)足使用者的要求。這樣說(shuō)來(lái)，使用者應(yīng)詳細(xì)向設(shè)計(jì)者提供有關(guān)物料的資料和對(duì)產(chǎn)品的要求，這一點(diǎn)非常重要。一般使用者應(yīng)該提供如下信息：
（1）物料在干燥前的狀態(tài)。站在使用者的角度，對(duì)干燥設(shè)備的主要要求之一就是滿(mǎn)足所要求的產(chǎn)量，設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)是為達(dá)到使用者的產(chǎn)量要求所需蒸發(fā)濕分（或水分）的量。換言之，設(shè)計(jì)者關(guān)心的是需要蒸發(fā)掉多少水份才能滿(mǎn)足產(chǎn)量要求。另外，連續(xù)式干燥設(shè)備的物料都是用泵或其他輸送設(shè)備，如果不能實(shí)現(xiàn)正常的輸送，也不可能采用此干燥方案了。所以，在工藝允許的情況下，應(yīng)關(guān)注物料的輸送情況。
（2）表面張力。表面張力是物料的特性之一，對(duì)于要求用壓力式噴霧干燥器造粒的物料，表面張力影響成粒率，在這種情況下應(yīng)對(duì)表面張力進(jìn)行測(cè)定。
（3）物料黏度。物料的黏度涉及到輸送方法、干燥設(shè)備形式等問(wèn)題，不同的干燥設(shè)備適應(yīng)物料的黏度也不同。
（4）熱流動(dòng)性。有一些物料，在常溫下呈糊狀或膏狀，但當(dāng)加熱到某一溫度后就出現(xiàn)良好的流動(dòng)性。如果物料有這樣的性質(zhì)，對(duì)系統(tǒng)要增加加熱設(shè)備或保溫設(shè)備。也可能為物料管路加伴熱管，以保持其良好的流動(dòng)性。
（5）觸變性。還有一些物料，在靜止的狀態(tài)下也呈膏糊狀態(tài)，但在有攪拌的情況下會(huì)出現(xiàn)流動(dòng)性，可以順利輸送。如物料有這種性質(zhì)，在系統(tǒng)中應(yīng)增加打漿設(shè)備或攪拌設(shè)備。
（6）溶劑（水分）的種類(lèi)。絕大多數(shù)物料的濕分都是水，但在特殊情況下也有一些化學(xué)溶劑。這對(duì)采用何種干燥方法、用哪一種氣體進(jìn)行載熱、載濕，氣體中濕分的處理方法（排空，或回收）都是重要因素。
（7）化學(xué)特征。物料及濕分的腐蝕性、易燃易爆行或有毒有味的特征，在干燥方案確定之前應(yīng)特別重視，系統(tǒng)操作方案的確定在很大程度上取決于物料的化學(xué)特征。
（8）物料狀態(tài)。待干燥物料是以溶液、懸浮液還是以固態(tài)或半固態(tài)形式存在，決定干燥設(shè)備形式或系統(tǒng)的配置情況。
（9）水分的存在形式。物料中的水分（因含水的情況zui多，故以水為例）有結(jié)合水、結(jié)晶水或游離水，這些水分蒸發(fā)時(shí)消耗的能量不同，也就是去除水分的難易程度不同。在產(chǎn)品含水率要求嚴(yán)格時(shí)更應(yīng)注意對(duì)各種水分的分析和實(shí)驗(yàn)。一般情況下，處理結(jié)晶水不屬于干燥操作的任務(wù)。
（10） 物料的熱敏溫度。從傳熱的角度考慮，干燥設(shè)備的操作溫度越高，設(shè)備投資和運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用就越經(jīng)濟(jì)。但絕大多數(shù)物料都有自身zui高的允許溫度，在接近允許溫度下干燥是的，它是工藝設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。
2、 設(shè)備安裝地自然條件 干燥設(shè)備都有固定安裝地點(diǎn)，如果是對(duì)流干燥設(shè)備，安裝地的自然環(huán)境和自然條件是干燥設(shè)備工藝計(jì)算的基礎(chǔ)，主要涉及以下內(nèi)容：
（1）安裝地的年平均溫度。對(duì)于對(duì)流式干燥設(shè)備，設(shè)備安裝地點(diǎn)的年平均是干燥設(shè)備熱量衡算的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，是設(shè)計(jì)和確定干燥系統(tǒng)各種設(shè)備的重要參數(shù)。
（2）安裝地的年平均相對(duì)濕度。空氣的年平均相對(duì)濕度是物料衡算和熱量衡算的基礎(chǔ)參數(shù)，比如在水蒸發(fā)量相同的情況下，用含濕量較高的空氣做載濕體時(shí)則空氣的消耗量就增大，熱量消耗也增大。
（3）干燥設(shè)備安裝地點(diǎn)。干燥設(shè)備的安裝地點(diǎn)在南方還是北方，在沿海地區(qū)還是在內(nèi)陸，在室內(nèi)還是室外，涉及到設(shè)備的保溫層厚度。如果是大型干燥設(shè)備，有得甚至高達(dá)幾十米，安裝在室外還要注意當(dāng)?shù)氐臍庀髼l件，如風(fēng)的等級(jí)和抗震要求。
3、產(chǎn)品要求 產(chǎn)品的要求是使用者zui關(guān)心的，在涉及之前必須將對(duì)產(chǎn)品的具體要求詳細(xì)提供給設(shè)計(jì)者，主要包括一下幾個(gè)方面：
（1）生產(chǎn)能力。各類(lèi)干燥裝置中所有設(shè)備都與生產(chǎn)能力有關(guān)，它決定系統(tǒng)的規(guī)模、投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用，是物料衡算和熱量衡算、設(shè)備制造的關(guān)鍵數(shù)據(jù)之一。
（2）產(chǎn)品的殘余水分。在一般情況下，干的產(chǎn)品很難得到，產(chǎn)品都有規(guī)定的含水率范圍，在允許的情況下，產(chǎn)品含水率一些可以降低設(shè)備的投資和生產(chǎn)費(fèi)用。但不同的物料有不同的含水率要求，這項(xiàng)指標(biāo)須在設(shè)備設(shè)計(jì)前提出。
（3）產(chǎn)品的粒度及分布。作為粉體產(chǎn)品，對(duì)其粒度及分布都有特定的要求，不同的干燥設(shè)備生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品有不同的粒度，應(yīng)根據(jù)粒度要求確定干燥設(shè)備的形式。
（4）產(chǎn)品密度。產(chǎn)品的密度系指堆密度，同前面提到的相似，粒度不同導(dǎo)致產(chǎn)品的密度也不同。產(chǎn)品的密度（或容重）是影響包裝、運(yùn)輸和儲(chǔ)藏的重要指標(biāo)。
（5）產(chǎn)品的收率。許多對(duì)流干燥需經(jīng)過(guò)氣固分離后方可得到產(chǎn)品，在這一過(guò)程中總會(huì)有少量損失。對(duì)特別昂貴的產(chǎn)品有較高的收率要求，收集方法要進(jìn)行特殊設(shè)計(jì)。同時(shí)，也涉及到風(fēng)機(jī)的選型。
（6）產(chǎn)品的吸濕性。有些粉狀產(chǎn)品，如無(wú)機(jī)鹽類(lèi)或有些有機(jī)化工產(chǎn)品在自然環(huán)境中極易吸收水分，雖然從干燥室出來(lái)時(shí)含水率合格，但在包裝的瞬間就可以能吸收空氣中的水分，導(dǎo)致zui終產(chǎn)品水分超標(biāo)。對(duì)這類(lèi)產(chǎn)品要在包裝過(guò)程中避免與空氣接觸，以防吸濕。
（7）衛(wèi)生要求。對(duì)于醫(yī)藥、食品類(lèi)產(chǎn)品，衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)十分嚴(yán)格，各行業(yè)都有相關(guān)規(guī)定。干燥過(guò)程中不能帶入任何雜質(zhì)。操作方法也采用微正壓式，出料方法的設(shè)計(jì)也應(yīng)滿(mǎn)足衛(wèi)生要求。
4、環(huán)境保護(hù)
（1）設(shè)備的振動(dòng)。干燥系統(tǒng)需配備風(fēng)機(jī)、電動(dòng)機(jī)以及各類(lèi)泵等動(dòng)力設(shè)備，大型的干燥系統(tǒng)所配備的動(dòng)力設(shè)備具有較大的功率。風(fēng)機(jī)以及各種泵的振動(dòng)對(duì)操作者、工廠(chǎng)環(huán)境及建筑物都會(huì)產(chǎn)生影響。在設(shè)計(jì)及選型時(shí)應(yīng)有減振措施。
（2）噪聲。這里所提到的噪聲主要是風(fēng)機(jī)和振擊器的噪聲。特別是高壓風(fēng)機(jī)，噪聲有時(shí)會(huì)高達(dá)100dB以上。長(zhǎng)期在這種環(huán)境下工作身心會(huì)受到一定損傷，強(qiáng)噪聲也是環(huán)境保護(hù)所不允許的。所以對(duì)高壓風(fēng)機(jī)等產(chǎn)生強(qiáng)噪聲的設(shè)備應(yīng)進(jìn)行消聲處理。
（3）氣體排放要求。排放氣體主要包括兩部分，一部分是有燃燒熱源時(shí)產(chǎn)生燃燒氣體的排放。工廠(chǎng)的性質(zhì)差異或地理位置不同，對(duì)其排放要求也有差異。另一部分是對(duì)流傳熱干燥設(shè)備尾氣的排放，這種情況多取決于粉體性質(zhì)。一般情況下，能對(duì)人身體造成危害和對(duì)環(huán)境造成污染的粉體在尾氣排放時(shí)要求比較嚴(yán)格，不同粉體尾氣的排放含塵量要求也不同，環(huán)保規(guī)定一般粉體的排放要求為10~40mg/m³。
（4）廢水的處理。有些干燥設(shè)備的尾氣需用濕式除塵的方法進(jìn)行洗滌，濕式除塵器會(huì)產(chǎn)生含有該粉塵的廢水，干燥系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)還應(yīng)考慮到產(chǎn)生廢水的處理措施。
前面提到的是使用者對(duì)設(shè)計(jì)者提出的具體要求，同時(shí)還要提供必要的支承條件。如產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)樣品及檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，允許的占地面積，空間高度，設(shè)備可能安裝位置，與上下游設(shè)備的，可以提供的熱源種類(lèi)及動(dòng)力等。
設(shè)計(jì)者根據(jù)使用者提出的要求以及基礎(chǔ)條件進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以求取必要的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)，向用戶(hù)提出初步設(shè)計(jì)方案。其中包括設(shè)備形式、占地面積、占用空間、基建條件、能源種類(lèi)、動(dòng)力裝機(jī)容量、操作方法、控制手段、操作人員數(shù)量、設(shè)備投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用等。有時(shí)雙方要經(jīng)過(guò)多次研究、反復(fù)推敲才能確定出zui后方案。
前面提到的這些內(nèi)容是干燥設(shè)備設(shè)計(jì)之前所必須了解的內(nèi)容，決不可忽略，同時(shí)也是設(shè)計(jì)方案是否成功的關(guān)鍵所在。這些設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作要求細(xì)致、認(rèn)真、實(shí)事求是，只有這樣才能奠定成功設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。