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真空烘箱设备概述

发布时间:2020-08-31 02:08:30 作者:库宝试验设备

真空烘箱外形图

真空烘箱设备选择的根本准绳
  每种烘箱机安装都有其特定的适用范围,而每种物料都可找到若干种能满足根本请求的烘箱安装,但最合适的只能有一种。如选型不当,用户除了要承当不用要的一次性昂扬采购本钱外,还要在整个运用期内付出繁重的代价,诸如效率低、耗能高、运转本钱高、产质量量差、以至安装基本不能正常运转等等。
  以下是烘箱机选型的普通准绳,很难说哪一项或哪几项是最重要的,理想的选型必需依据本人的条件有所偏重,有时折中是必要的。
  1.适用性-------烘箱安装首先必需能适用于特定物料,且满足物料烘箱的根本运用请求,包括能很好的处置物料(给进、保送、流态化、分散、传热、排出等),并能满足处置量、脱水量、产质量量等方面的根本请求。
  2.烘箱速率高---仅就烘箱速率看,对流烘箱时物料高度分散在热空气中,临界含水率低,烘箱速度快,而且同是对流烘箱,烘箱办法不同临界含水率也不同,因此烘箱速率也不同。
  3.耗能低-------不同烘箱办法耗能指标不同,普通传导式烘箱的热效率理论上可达100%,对流式烘箱只能70%左右。
  4.俭省投资-----完成同样功用的烘箱安装,有时其造价相差悬殊,应择其低者选用。
  5.运转本钱低---设备折旧、耗能、人工费、维修费,备件费...等运转费用要尽量低廉。
  6.优先选择构造简单、备品备件供给充足、牢靠性高、寿命长的烘箱安装。
  7.契合环保请求,工作条件好,平安性高。
  8.选型前最好能做出物料的烘箱实验,深化理解相似物料曾经运用的烘箱安装(优缺陷),常常对恰中选型有协助。
  9.不完整依赖过去的经历,注重吸收新技术,多听专家的意见。

真空烘箱设备选型技术概述 
  同其他工业技术一样,枯燥技术在应用过程中也得到长足的进步。目前已开发出的烘箱机的品种已达400多种,而且有约200多种烘箱机已应用于工业化消费,其中呈现了许多新型烘箱机,它们有的是对普通烘箱机停止构造上的改良,有的自创吸收了其他烘箱机的优点,有的完整是一种新想法。
  烘箱又是工业耗能相当大的一个单元操作,据材料记载,兴旺国度工业耗能的14%被用于烘箱,有些行业的烘箱耗能以至占到消费总耗能的35%,而且这个数字在不时地增大。同时,运用矿物燃料作为热源停止烘箱操作产生大量的二氧化碳等气体。烘箱设备的尾气(这些气体中夹带一些粉尘)对大气环境有不良的影响,这关于日益惹起全球关注的“环境维护”是一个极大的应战。
  简直一切的工业都离不开烘箱操作,固然正确地理解烘箱及烘箱设备的工作机理有助于胜利地完成烘箱过程,但是依然需求我们不时地投人人力和物力去进一步停止枯燥技术的研讨和开发,以使其在消费高质量产品的同时,有效天时用能源,减少对环境的不利影响,并且更易于完成过程操作和控制。
  一、枯燥技术的特性
  枯燥技术有很宽的应用范畴,面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产质量量及其他方面千差万别的请求,枯燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。通常,在枯燥技术的开发及应用中需求具备三个方面的学问和技术。第一是需求理解被烘箱物料的理化性质和产品的运用特性;第二是要熟习传送工程的原理,即传质、传热、流膂力学和空气动力学等能量传送的原理;第三要有施行的手腕,即可以停止烘箱流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然,这三方面的学问和技术不属于一个学科范畴。而在理论中,这三方面的学问和技术又缺一不可。所以枯燥技术是一门跨行业、跨学科的技术。
  现代枯燥技术虽已有一百多年的开展史,但至今还属于实验科学的范畴。大局部枯燥技术目前还缺乏可以精准指导理论的科学理论和设计办法。实践应用中,依托经历和小范围实验的数据来指导工业设计还是主要的方式,形成这一场面的缘由有以下几方面:
  缘由之一是枯燥技术所依托的一些根底学科,(主要是从属于传送工程范畴的学科)自身就具有实验科学的特性。例如,空气动力学的研讨开展还要靠“风洞”实验来推进,就阐明它还没有脱离实验科学的范畴,而这些根底学科本身的开展程度直接影响和决议了枯燥技术的开展程度。
  缘由之二是很多烘箱过程是多种学科技术交汇停止的过程,牵涉面广、变化要素多、机理复杂。例如在喷雾枯燥技术范畴里,被雾化的液滴在烘箱塔内的运转轨迹是工程设计的关键。液滴的轨迹与本身的体积、质量、初始速度和方向及四周其他液滴和热空气的流向、流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的停止,无时无刻不在发作着变化、而且初始状态时,无论是液滴的大小还是热空气的散布都不可能是平均的。显然,关于如此复杂、多变的过程只凭仗理论计算来停止工程设计是不牢靠的。
  缘由之三是被烘箱物料的品种是多种多样的,其理化性质也是各不相同。不同的物料即便在相同的烘箱条件下,其传质、传热的速率也可能有较大的差别。假如不加以区别看待,就有可能形成不尽人意的结果。例如某些中草药的烘箱,固然同属一种药材,只由于药材产地或收获期存在区别就须改动烘箱条件,否则产质量量就会遭到影响。
  以上三方面的缘由决议了枯燥技术的开发与应用要以实验为根底。但烘箱搜术的这些特性常常被人有意或无意地无视。制造厂商由于实验安装缺乏或机型不全(这在我国是一个普遍存在的现象)经常逃避应做的烘箱实验,而用户由于不理解枯燥技术的特性,也经常放弃停止必要实验的请求。其结局是安装运用效果不佳,以至于形成计划设计失败。在我国,这样的事例屡见不鲜,曾有过一套价值2000万元钱的工业烘箱安装因达不到运用请求而被闲置的经验。因而,建立工业烘箱安装特别是较大的安装之前,一定要停止充沛的、有压服力的实验,并以实验结果作为工业安装设计的根据。这是枯燥技术应用的显著特性。
  此外,真空枯燥箱设备品种繁多、各具用处也是枯燥技术的一个特性。每一种技术都有本人适合应用的范畴。在工程理论中,要依据详细状况选择适用的枯燥技术品种。这对投资费用、操作本钱、产质量量、环保请求等方都会产生严重的影响。例如某一企业,在白炭黑滤饼烘箱上曾经分别选用过箱式烘箱、喷雾烘箱、旋转气流快速烘箱三种型式。最终结果证明这三种技术各有所长。箱式烘箱消费白炭黑固然消费效率低、人员劳动强度大,但产质量量好。与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度值较高。旋转气流快速烘箱设备紧凑、投资少、消费效率高,但所生成的橡胶制品的强度指标却是三者间最差的。喷雾烘箱消费白炭黑,产品各项指标在三者间居中,但具有产品活动性好、粉尘污染小,深受用户及操作者欢送的特性。在20世纪90年代,为白炭黑消费中采用哪种烘箱方式更为先进的问题,曾在我国烘箱界引发过争论。其实,三种设备各有特性,选用哪种机型要看用户本身的条件和产品请求。不存在哪种技术更为先进的结论。相似的例子有很多,都标明了烘箱设备品种繁多、各具用处的特性。所以在应用中要认真比拟、谨慎选择技术计划,而经过烘箱实验来考核技术计划也是必不可少的步骤。
  二、工业烘箱安装的开展现状
  烘箱在许多消费中是一个非常重要的单元操作,由于烘箱在这里不只是简单的固液别离过程,更重要的常常是消费过程的最后一道工序,产品的质量、剂型在很大水平上取决于枯燥技术和设备的综合运用状况。从经济角度思索,烘箱器价钱昂贵,工程投资较大。另一方面,烘箱又是高耗能过程,热效率在15%一80%这样大的范围内动摇,而设备的运转费用与烘箱器的设计选型有十分亲密的关系,所以企业的决策者对此历来都比拟注重。被烘箱物料的种类有许多,它们的理化性质又有很大差别。以至同一种类不同的消费工艺、同一种类不同的产品请求,招致烘箱条件可能都有区别,所以就决议了烘箱工程的复杂性。由此可见,烘箱过程较其他的单元操作具有更高的技术性。
  我国烘箱设备在解放前根本是空白,只要烘房、烘箱和滚筒烘箱机,枯燥技术落后、消费设备原始。到1957年才呈现了真空耙式烘箱机,1964年以后枯燥技术有了较快的开展。纵观我国枯燥技术及设备的开展史,在几十年间阅历由简到繁、由低级到高级的开展阶段,如今常用于消费的烘箱设备有十余类三十多个系列,加上组合烘箱设备约有五十几种,再加上专用烘箱设备就更难于统计,合理地选用这些烘箱设备也不是一件易事,选型的前提是理解这些设备的根本工作原理、构造特性以及适用物料范围,这样在选型时才防止走弯路。
  近些年来,由于枯燥技术的开展,给挑选设备带来了更多的复杂要素。即便是烘箱设备的设计、制造或运用者也常常弄不清如何去选择适宜的设备。由于烘箱设备的采购者在市场上只是对他们采购的烘箱机品种感兴味,而对其他品种则并不引见,这样,用户就只得借助于有关的现代枯燥技术参考材料决议对设备的最后选择。毫无疑问,用户很需求由采购者提供的实验室,实验范围及技术经济方面的材料。因而,就必需熟习大多数烘箱设备,才有可能选出合理的设备。应该强调的是,在特定的消费运转状态中,很有可能有很多较适用的烘箱机,但也必需晓得,在特定的工作状态中,没有一个严厉的规则规则出极准确的最佳烘箱设备,每一种产品都有本人共同的消费方式。影响最佳烘箱安装选择的要素很多,如选择间歇烘箱还是连续烘箱、矿物燃料的耗费、电耗、中央环境法或噪音污染限制等。产品产量对烘箱机的选择更是一个主要要素。
  三、烘箱设备运用概略
  前面提到,高温真空烘箱是在许多工业消费中大量应用。多年来已有多种机型用于工业化消费中,如气流烘箱器、流化床烘箱器、喷雾烘箱器、滚筒烘箱机、耙式烘箱器、冷冻烘箱机、红外线烘箱及组合式烘箱等达几十种之多。为什么烘箱设备类型很多呢?这主要是由于烘箱物料型态、性质各不相同,处置的物料有各种不同的详细请求所致。
  随着我国各行业的消费技术的飞跃开展,国内枯燥技术和设备也得到了疾速开展。在散粒状物料的烘箱方面,近几年来流态化技术取得了愈加普遍的应用和新的开展。流态化烘箱充沛改善了气固相接触条件(蒸发外表积增大),物料的猛烈搅动,大大减少了气膜阻力,给传热介质发明了极为有利的条件。除了国内在枯燥技术中运用较早的气流烘箱取得较疾速开展外,近年来流化烘箱设备开展得最快。主要表如今应用流态化技术分离各种被烘箱物料特性和请求创制了很多新型高效的流态化烘箱器,分述如下。
  直管气流烘箱器是国内运用较早的流化烘箱设备,经数年来的消费理论以为气流烘箱对散粒状物料,特别是热敏性物料的烘箱,还是比拟理想的烘箱设备。它无论消费量,占空中积等方面均比烘箱烘箱优越,因而目前在制药、塑料、食品、化肥等工业中运用的愈加普遍。但气流烘箱还存在热应用率较低、设备高、气固两相相对速度较低等缺陷。近年来创制了脉冲气流烘箱器、旋习尚流烘箱器、粉碎气流烘箱器等新型气流设备,克制了直管气流烘箱的缺陷。粉碎气流除降低高度外,还扩展了气流烘箱器的运用范围,使易氧化的物料能用空气作为烘箱介质,既降低了烘箱动力耗费,又进步了产品的产量和质量,此外还采用了多级气流烘箱流程和组合气流烘箱流程,在气流烘箱器的应用上,许多工程采用了二级串联方式,在有些物料的烘箱上愈加合理,也进步了热效率。直管气流烘箱在消费操作方面已很成熟。脉冲气流、旋习尚流烘箱已工业化多年,操作已较成熟,但理论设计方面还很短少。在今后的理论开展中还需进一步完善。
  大局部热敏性较强和易氧化的物料,均采用气流烘箱。普通能将初湿为10%一25%的物料烘箱至1%-0.05%,被烘箱的物料粒度普通在60-100目,产量普通在100 - 200kg/h。目前国内在制药、食品、塑料等工业中普遍运用。随着我国消费技术的飞速开展,气流烘箱在今后的工业消费中必定应用得愈加普遍。
  流化烘箱是最近年开展起来的又一枯燥技术。经过消费理论证明它有很多优越性,能完成小设备大消费,由于热容系数较大和停留时间可恣意调理,故对含外表水和需经过降速烘箱阶段的物料均适用,特别适用于散粒物料的烘箱。最近开展起来并已工业化的有下列几种型式:单层圆筒型、多层圆管型、振动流化床、卧式多室流化床烘箱器、搅拌流化床以及内藏热管流化床等,其中以后者开展得较疾速。目前已在制药、化肥、食品、塑料、石油化工等工业中普遍运用。经过几年的理论,国内流化烘箱无论在操作、设备构造等方面均已开展到较成熟阶段。从运用状况看,卧式多室流化烘箱器由于构造简单、操作便当而稳定、物料顺应性广,既能取得含水平均的产品,动力耗费又少,是流态化烘箱散粒状物料较理想的设备,今后值得推行与开展。内藏热管是流化床对传播热和传导传热相分离的产物,具有较高的热效率,烘箱效果也效好,是近年来很受引荐的新机型。
  国内锥形流化床按操作分有三种型式:一种是浓相溢流出料,近年来国内较多在流化造粒方面运用;另一种即喷动床烘箱,是由床顶出料,产品在旋风别离器内搜集或间歇操作床底出料。这种构造比流化床构造简单,设备小,产量大,烘箱强度高、床层等温性强、不发作部分过热。过去仅适用于大颗粒物料(聚氯乙烯),近年来已开展至能应用于细粒物料的烘箱。目前在塑料、谷物、制药等部门运用。但因动力耗费较大,运用遭到一定限制。
  在溶液状或浆状物料的烘箱方面也取得了较新的开展,除运用得较多的喷雾烘箱有了新的开展外,近年来已胜利地采用了锥形流化床停止喷雾造粒消费并已逐渐在开展和完善中。喷雾流化造粒烘箱器首先在化肥上采用,目前已在医药、食品等工业中采用。喷雾烘箱在国内运用已有二十几年,在设计和操作等方面都已较成熟。近年来喷雾烘箱有以下几方面的停顿:
  (1)烘箱室除向大型化开展外,喷头雾化器性能方面有关单位也作较多的实验研讨工作,并获得了显著效果;
  (2)除热敏性溶液愈加普遍采用喷雾烘箱外,近年浆液也胜利地采用了喷雾烘箱;
  (3)喷雾烘箱与其他枯燥技术分离以到达烘箱或烘箱造粒同时停止的目的,这也是我国枯燥技术程度进一步开展的表现;
  (4)目前正在停止低温喷雾烘箱的实验,它是将含湿量极低而温度不高的空气作载体,空气经过预先脱水烘箱,在烘箱过程中产品温度不超越35’C,因而适用于热敏性物料的烘箱,如医药、食品脱水等。
真空枯燥箱的工作原理 
  烘箱过程需求耗费大量热能,为了俭省能量,某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液普通先经机械脱水或加热蒸发,再在烘箱机内烘箱,以得到干的固体。在烘箱过程中需求同时完成热量和质量(湿分)的传送,保证物料外表湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压,保证热源温度高于物料温度。
  热量从高温热源以各种方式传送给湿物料,使物料外表湿分汽化并逸散到外部空间,从而在物料外表和内部呈现湿含量的差异。内部湿分向外表扩散并汽化,使物料湿含量不时降低,逐渐完成物料整体的烘箱。
  物料的烘箱速率取决于外表汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常烘箱前期的烘箱速率受外表汽化速率控制;然后,只需烘箱的外部条件不变,物料的烘箱速率和外表温度即坚持稳定,这个阶段称为恒速烘箱阶段;当物料湿含量降低到某一水平,内部湿分向外表的扩散速率降低,并小于外表汽化速率时,烘箱速率即主要由内部扩散速率决议,并随湿含量的降低而不时降低,这个阶段称为降速烘箱阶段。
高温真空烘箱设备分类  
  用于停止烘箱操作的设备。类型很多。依据操作压力可分为常压和减压(减压烘箱器也称真空烘箱器)。依据操作办法可分为间歇式和连续式。依据烘箱介质可分为空气、烟道气或其他烘箱介质。依据运动(物料挪动和烘箱介质活动)方式可分为并流,逆流和错流。按操作压力
  按操作压力,烘箱器分为常压烘箱器和真空烘箱器两类,在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速烘箱过程,且可降低湿分沸点和物料烘箱温度,蒸汽不易外泄,所以,真空烘箱器适用于烘箱热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需求回收的场所。
  按加热方式,烘箱器分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式烘箱器又称直接烘箱器,是应用热的烘箱介质与湿物料直接接触,以对流方式传送热量,并将生成的蒸汽带走;传导式烘箱器又称间接式烘箱器,它应用传导方式由热源经过金属间壁向湿物料传送热量,生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器外表冷凝等办法移去。这类烘箱器不运用烘箱介质,热效率较高,产品不受污染,但烘箱才能受金属壁传热面积的限制,构造也较复杂,常在真空下操作;辐射式烘箱器是应用各种辐射器发射出一定波长范围的电磁波,被湿物料外表有选择地吸收后转变为热量停止烘箱;介电式烘箱器是应用高频电场作用,使湿物料内部发作热效应停止烘箱。按湿物料的运动方式
  按湿物料的运动方式,烘箱器可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式;按构造,烘箱器可分为厢式烘箱器、保送机式烘箱器、滚筒式烘箱器、立式烘箱器、机械搅拌式烘箱器、回转式烘箱器、流化床式烘箱器、气流式烘箱器、振动式烘箱器、喷雾式烘箱器以及组合式烘箱器等多种。

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