干燥設(shè)備與材料防腐
2018-3-25 21:35:26??????點擊：
干燥設(shè)備處理的物料難以計數(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)計者著重考慮的問題，本文就干燥設(shè)備的用材問題提出一些方法，供設(shè)計者參考。
1前言干燥設(shè)備是應(yīng)用最廣泛的單元設(shè)備之一，可以認(rèn)為，干燥設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)遍及國民生產(chǎn)的各個部門。對于干燥設(shè)備，絕不能簡單地認(rèn)為它僅是熱物理方法脫水機械。由于干燥過程中處理的物料不同，含濕種類不同，產(chǎn)品的各項指標(biāo)也不同。設(shè)備的安裝地點不同，制造時對干燥設(shè)備的選材、設(shè)備型式以及制造、安裝方法都有不同的要求。正確處理上述問題是成功設(shè)計干燥設(shè)備的重要因素之一。
2干燥設(shè)備的特點
2．1干燥設(shè)備的種類到目前為止，已開發(fā)成功的干燥設(shè)備有幾百種之多，常用于工業(yè)化生產(chǎn)的也有百余種。對干燥設(shè)備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、噴霧干燥器、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設(shè)備如槳葉式干燥機等。
2．2干燥設(shè)備的特點絕大多數(shù)干燥器都是非標(biāo)設(shè)備，主要是因為每臺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。
3干燥設(shè)備制造材料的選擇方法眾所周知，干燥設(shè)備的材質(zhì)是構(gòu)成干燥裝置造價的重要元素，合理的選擇材料是控制設(shè)備價格的重要手段。一般情況下，選擇干燥設(shè)備的材料應(yīng)從以下幾個方面考慮：
3．1滿足所處理物料的需要干燥設(shè)備的主要任務(wù)是對給定的物料進(jìn)行干燥。因干燥器處理物料種類繁多，復(fù)蓋了糧食、食品、制藥、化工、林產(chǎn)品、紙張、冶金等眾多領(lǐng)域，產(chǎn)品更是難以計數(shù)。被干燥的物料要求千差萬別，如化工試劑、藥品、電子材料、電工陶瓷材料等干燥過程中絕不能混入鐵離子，因此在設(shè)備選材上要避免選用碳鋼材料。另外，物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等，對不同的金屬材料會有腐蝕性。特別在加熱過程中，對材料的腐蝕會加劇，所以應(yīng)根據(jù)物料中所含濕分的特點選擇恰當(dāng)?shù)牟牧稀?br /> 3．2針對干燥機型式選擇材料前面提到，干燥機有多種型式，每種機型工作原理各不相同，因此在選擇材料時也應(yīng)予以充分考慮。如氣流干燥器在干燥氧化鎂時，因物料在氣流管中速度很高，氧化鎂物料堅硬，對干燥管轉(zhuǎn)彎壁處磨損嚴(yán)重，因此在這一區(qū)域就要設(shè)計防磨損結(jié)構(gòu)或選擇耐磨材料。再如，與碳鋼相比，不銹鋼材料導(dǎo)熱性能明顯低于前者。所以在以傳導(dǎo)傳熱為主的干燥設(shè)備中，如果選擇不銹鋼為主要材料，則設(shè)備的換熱面積應(yīng)以不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計算。工程實例證明，在選擇蒸汽換熱器時，不銹鋼材料要比碳鋼材料面積大出30%。
3．3針對干燥過程選擇材料物料不同干燥條件也不同，筆者曾設(shè)計過一臺高溫型干燥器，在干燥無機鹽的同時還要對其進(jìn)行聚合反應(yīng)。要求干燥熱空氣溫度在800℃以上，干燥材料不得不選擇價格不蜚的耐高溫型不銹鋼，但考慮到干燥室并不都處于高溫區(qū)，根據(jù)計算，只在高溫區(qū)選用了耐高溫材料，現(xiàn)已運行一年多一切正常。
3．4針對設(shè)備安裝環(huán)境選擇材料在很多情況下，盡管上述條件都能滿足要求，還要注意設(shè)備安裝環(huán)境對材料的要求。如果安裝在化工廠的設(shè)備，環(huán)境對設(shè)備、對控制系統(tǒng)、電器系統(tǒng)有無腐蝕性都要認(rèn)真考慮，拿出合理的設(shè)計方案。
4干燥設(shè)備的防腐方法大多數(shù)干燥設(shè)備都是以焊接件、平板、筒體組成。真對不同用途的干燥器進(jìn)行防腐處理，下面介紹幾種在材料防腐及制造方法的一些經(jīng)驗。
4．1磷化——鈍化工藝在振動流化床干燥機的制造中，有百分之七十的零件是碳鋼結(jié)構(gòu)。工序間周轉(zhuǎn)時間較長，因此表面生成大量的鐵銹，涂漆前需用較多的人工來除銹。磷化——鈍化工藝，是通過電學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，通過一次性處理，既可使生滿鐵銹的鋼鐵工件，表面呈現(xiàn)出金屬的本來顏色，同時在金屬表面生成致密的防銹膜層。可以在潮濕的空氣中放置十幾天，也不會銹蝕。它的操作方法簡單，能改善作業(yè)環(huán)境，減輕勞動強度，節(jié)省人力物力。對磷化——鈍化處理液中含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸等，該方法不僅用在上述機型中，其它類似結(jié)構(gòu)或機架都可以采用此法進(jìn)行防腐處理。
4．2靜電粉末噴涂在干燥設(shè)備制造上的應(yīng)用傳統(tǒng)的油漆涂料是液態(tài)的，其中含有大量的酯酮及烴類等有機溶劑，給生產(chǎn)、儲運、施工帶來一系列麻煩，易燃易爆且很不安全。因有一定的毒性，揮發(fā)到大氣中，嚴(yán)重地污染環(huán)境。因此，國內(nèi)外的涂料專家們都在致力于開發(fā)少用溶液或不用溶液的新型涂料。這種新型涂料之一便是粉末涂料。
振動流化床干燥機的機上蓋板，多是用冷軋不銹鋼板制成的，因而成本很高。為什么用不銹鋼而不采用普通碳鋼，就因為該設(shè)備在工作狀態(tài)會接觸到各種腐蝕物料及氣體，而不銹鋼抗腐蝕性能非常優(yōu)越，因而采用不銹鋼冷軋板制成。
用普通碳鋼進(jìn)行靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料，其抗腐蝕能力完全與不銹鋼相媲美。由于該種粉末涂料具有堅韌、耐久、裝飾性好的特點，并具有卓越的室外耐候性和耐熱性，同時具有卓越的耐腐蝕和耐粉化性能、卓越的光澤和色光性能，所以，靜電粉末噴涂完全適用于干燥器殼體的防腐。
4．3奧氏體鎳鉻不銹鋼焊接的探討干燥設(shè)備中，有許多是板材焊接結(jié)構(gòu)件，大部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中常出現(xiàn)腐蝕、斷裂等問題。嚴(yán)重影響產(chǎn)品壽命及使用性能。奧氏體不銹鋼與普通碳素鋼的區(qū)別在于導(dǎo)熱性差，加熱時膨脹系數(shù)大，電阻值高。由于奧氏體鋼的這些特性，需要采用特殊焊接工藝方法來焊接。晶間腐蝕是高合金鋼主要問題之一。這種鋼本身耐蝕性高，但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體鋼焊接時其腐蝕形式有：整體，局部，晶間腐蝕。國內(nèi)某廠引進(jìn)國外的干燥設(shè)備，布袋除塵器的不銹鋼架因焊接方法不當(dāng)破壞了材料的組織結(jié)構(gòu)造成晶間腐蝕，干燥過程中物料中含有酸性成分，鋼架很快造成斷裂。
5結(jié)束語干燥技術(shù)發(fā)展到今天，作為一項工程技術(shù)，成功與否不僅與干燥理論水平有關(guān)，與設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料選用、加工制造方法的關(guān)系也十分密切。綜合多種因素，制定合理的加工制造方案具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
1前言干燥設(shè)備是應(yīng)用最廣泛的單元設(shè)備之一，可以認(rèn)為，干燥設(shè)備的應(yīng)用已經(jīng)遍及國民生產(chǎn)的各個部門。對于干燥設(shè)備，絕不能簡單地認(rèn)為它僅是熱物理方法脫水機械。由于干燥過程中處理的物料不同，含濕種類不同，產(chǎn)品的各項指標(biāo)也不同。設(shè)備的安裝地點不同，制造時對干燥設(shè)備的選材、設(shè)備型式以及制造、安裝方法都有不同的要求。正確處理上述問題是成功設(shè)計干燥設(shè)備的重要因素之一。
2干燥設(shè)備的特點
2．1干燥設(shè)備的種類到目前為止，已開發(fā)成功的干燥設(shè)備有幾百種之多，常用于工業(yè)化生產(chǎn)的也有百余種。對干燥設(shè)備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、噴霧干燥器、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設(shè)備如槳葉式干燥機等。
2．2干燥設(shè)備的特點絕大多數(shù)干燥器都是非標(biāo)設(shè)備，主要是因為每臺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。
3干燥設(shè)備制造材料的選擇方法眾所周知，干燥設(shè)備的材質(zhì)是構(gòu)成干燥裝置造價的重要元素，合理的選擇材料是控制設(shè)備價格的重要手段。一般情況下，選擇干燥設(shè)備的材料應(yīng)從以下幾個方面考慮：
3．1滿足所處理物料的需要干燥設(shè)備的主要任務(wù)是對給定的物料進(jìn)行干燥。因干燥器處理物料種類繁多，復(fù)蓋了糧食、食品、制藥、化工、林產(chǎn)品、紙張、冶金等眾多領(lǐng)域，產(chǎn)品更是難以計數(shù)。被干燥的物料要求千差萬別，如化工試劑、藥品、電子材料、電工陶瓷材料等干燥過程中絕不能混入鐵離子，因此在設(shè)備選材上要避免選用碳鋼材料。另外，物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等，對不同的金屬材料會有腐蝕性。特別在加熱過程中，對材料的腐蝕會加劇，所以應(yīng)根據(jù)物料中所含濕分的特點選擇恰當(dāng)?shù)牟牧稀?br /> 3．2針對干燥機型式選擇材料前面提到，干燥機有多種型式，每種機型工作原理各不相同，因此在選擇材料時也應(yīng)予以充分考慮。如氣流干燥器在干燥氧化鎂時，因物料在氣流管中速度很高，氧化鎂物料堅硬，對干燥管轉(zhuǎn)彎壁處磨損嚴(yán)重，因此在這一區(qū)域就要設(shè)計防磨損結(jié)構(gòu)或選擇耐磨材料。再如，與碳鋼相比，不銹鋼材料導(dǎo)熱性能明顯低于前者。所以在以傳導(dǎo)傳熱為主的干燥設(shè)備中，如果選擇不銹鋼為主要材料，則設(shè)備的換熱面積應(yīng)以不銹鋼的導(dǎo)熱系數(shù)進(jìn)行計算。工程實例證明，在選擇蒸汽換熱器時，不銹鋼材料要比碳鋼材料面積大出30%。
3．3針對干燥過程選擇材料物料不同干燥條件也不同，筆者曾設(shè)計過一臺高溫型干燥器，在干燥無機鹽的同時還要對其進(jìn)行聚合反應(yīng)。要求干燥熱空氣溫度在800℃以上，干燥材料不得不選擇價格不蜚的耐高溫型不銹鋼，但考慮到干燥室并不都處于高溫區(qū)，根據(jù)計算，只在高溫區(qū)選用了耐高溫材料，現(xiàn)已運行一年多一切正常。
3．4針對設(shè)備安裝環(huán)境選擇材料在很多情況下，盡管上述條件都能滿足要求，還要注意設(shè)備安裝環(huán)境對材料的要求。如果安裝在化工廠的設(shè)備，環(huán)境對設(shè)備、對控制系統(tǒng)、電器系統(tǒng)有無腐蝕性都要認(rèn)真考慮，拿出合理的設(shè)計方案。
4干燥設(shè)備的防腐方法大多數(shù)干燥設(shè)備都是以焊接件、平板、筒體組成。真對不同用途的干燥器進(jìn)行防腐處理，下面介紹幾種在材料防腐及制造方法的一些經(jīng)驗。
4．1磷化——鈍化工藝在振動流化床干燥機的制造中，有百分之七十的零件是碳鋼結(jié)構(gòu)。工序間周轉(zhuǎn)時間較長，因此表面生成大量的鐵銹，涂漆前需用較多的人工來除銹。磷化——鈍化工藝，是通過電學(xué)和電化學(xué)反應(yīng)，通過一次性處理，既可使生滿鐵銹的鋼鐵工件，表面呈現(xiàn)出金屬的本來顏色，同時在金屬表面生成致密的防銹膜層。可以在潮濕的空氣中放置十幾天，也不會銹蝕。它的操作方法簡單，能改善作業(yè)環(huán)境，減輕勞動強度，節(jié)省人力物力。對磷化——鈍化處理液中含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸等，該方法不僅用在上述機型中，其它類似結(jié)構(gòu)或機架都可以采用此法進(jìn)行防腐處理。
4．2靜電粉末噴涂在干燥設(shè)備制造上的應(yīng)用傳統(tǒng)的油漆涂料是液態(tài)的，其中含有大量的酯酮及烴類等有機溶劑，給生產(chǎn)、儲運、施工帶來一系列麻煩，易燃易爆且很不安全。因有一定的毒性，揮發(fā)到大氣中，嚴(yán)重地污染環(huán)境。因此，國內(nèi)外的涂料專家們都在致力于開發(fā)少用溶液或不用溶液的新型涂料。這種新型涂料之一便是粉末涂料。
振動流化床干燥機的機上蓋板，多是用冷軋不銹鋼板制成的，因而成本很高。為什么用不銹鋼而不采用普通碳鋼，就因為該設(shè)備在工作狀態(tài)會接觸到各種腐蝕物料及氣體，而不銹鋼抗腐蝕性能非常優(yōu)越，因而采用不銹鋼冷軋板制成。
用普通碳鋼進(jìn)行靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料，其抗腐蝕能力完全與不銹鋼相媲美。由于該種粉末涂料具有堅韌、耐久、裝飾性好的特點，并具有卓越的室外耐候性和耐熱性，同時具有卓越的耐腐蝕和耐粉化性能、卓越的光澤和色光性能，所以，靜電粉末噴涂完全適用于干燥器殼體的防腐。
4．3奧氏體鎳鉻不銹鋼焊接的探討干燥設(shè)備中，有許多是板材焊接結(jié)構(gòu)件，大部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中常出現(xiàn)腐蝕、斷裂等問題。嚴(yán)重影響產(chǎn)品壽命及使用性能。奧氏體不銹鋼與普通碳素鋼的區(qū)別在于導(dǎo)熱性差，加熱時膨脹系數(shù)大，電阻值高。由于奧氏體鋼的這些特性，需要采用特殊焊接工藝方法來焊接。晶間腐蝕是高合金鋼主要問題之一。這種鋼本身耐蝕性高，但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體鋼焊接時其腐蝕形式有：整體，局部，晶間腐蝕。國內(nèi)某廠引進(jìn)國外的干燥設(shè)備，布袋除塵器的不銹鋼架因焊接方法不當(dāng)破壞了材料的組織結(jié)構(gòu)造成晶間腐蝕，干燥過程中物料中含有酸性成分，鋼架很快造成斷裂。
5結(jié)束語干燥技術(shù)發(fā)展到今天，作為一項工程技術(shù)，成功與否不僅與干燥理論水平有關(guān)，與設(shè)備結(jié)構(gòu)、材料選用、加工制造方法的關(guān)系也十分密切。綜合多種因素，制定合理的加工制造方案具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。
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