摘要:随着现代科学技术的发展和进步。干燥过程节能是干燥技术领域的重要研究方向,该方向受到了研究者越来越多的关注,并取得了一些研究成果,利用部分研究成果已开发出先进的干燥设备,日益推动着我国干燥节能技术的进步。
关键词:干燥系统节能技术
引言
由于干燥操作面积大,牵涉到各个领域。为了使湿物料干燥,水汽化需要很大的热量,物料温度上升也需要吸收热量,故热量费用昂贵。干燥的最终目的是除去干燥系统中物料内的水分,降低其含水量,蒸发水分所消耗的那部分热量为有用热量,其热量是不得不消耗的热量。干燥系统的热效率是非常重要的一个节能技术参数,其表达式为蒸发水分所需要的热量与向干燥系统输入的总热量之比。
1干燥系统中干燥节能技术的研究
干燥过程节能研究是我国一项重要研究。干燥系统中的干燥节能技术研究是指通过进行传热传质达到干燥目的,干燥的目的是去除某些原料、半成品和成品中的水分或溶剂,以便于加工、使用、运输、储藏等。干燥涉及化工、石化、医药、食品、造纸、木材、粮食与农副产品加工、建材、环保等领域,它不仅是工农业产品不可或缺的基本生产环节,也是其生产过程的主要耗能环节。而我国的干燥能耗占整个工业能耗的比例很大
2干燥系统中干燥节能技术的重要性
干燥节能技术在化工生产领域起着十分重要的作用。干燥的目的是去除生产过程中原料、中间产物或者产品中的水分或者其他溶剂。化工生产中原料或中间产物的干燥程度在很大程度上影响着最终产品的质量,对于一些对反应条件要求比较苛刻的反应,甚至可能因其所含水分或者其他溶剂含量不达标而不能获得目的产品。另外,化工产品的干燥节能对于产品的包装、运输、储藏、深度加工和使用也起着重要的作用。干燥设备的选择既要考虑干燥后对物料性状的要求,又要考虑节能环保的要求。
3干燥系统中流化床干燥节能技术的特点
3.1流化床干燥节能技术
流化床干燥节能技术是基于流化床反应器原理开发的一种干燥技术。流化床内部物料在气流中成悬浮状态,如液体沸腾一样发生着强烈的热质交换。该技术也主要适用于含固量比较高的颗粒物料的干燥,被广泛用于药物、聚合物等行业。流化床干燥技术的特点:
3.1.1热效率高
在流化床干燥器内物料颗粒与热空气流之间存在剧烈的扰动,非常有利于传热传质的进行。热质交换的速度快决定了流化床干燥器具有较高的干燥效率。流化床干燥技术可以采用循环流化床,这样可以增加能量的利用率。
3.1.2设备小
流化床干燥器的设备简单,占地面积小,一次投资设备和后期操作维护费用相对较低。
3.2流化床干燥技术工作原理
清洁空气经加热器加热后从流化床干燥器的底部进口送入,气体通过干燥器的物料床层从干燥器上部离开。干燥器内的物料床层随热空气流速的变化呈现不同的状态。热空气流速较小时,物料床层从外观上看没有任何变化,基本处于静止状态;当流速继续增大,部分颗粒会随着空气流上下浮动起来;随着空气流速的进一步增大,超过物料颗粒的沉降速度,所有的物料都悬浮起来。这时物流颗粒受到气流的作用力等于物料颗粒的重力,空气流的速度称为最小流化速度。当气流速度更一步加大,加大到有物料颗粒被气流夹带出干燥器前,此时的气流速度称为最大流化速度。介于最小和最大流化速度之间的速度为流化床干燥器适宜的气流操作速度。在该速度范围内,物料颗粒在干燥器内剧烈的扰动,发生强烈的热质交换。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆低于最小流化速度,物料不能全部悬浮,对热质交换不利;高于最大流化速度,物料会被夹带出干燥器,不利于获得产品
4干燥节能存在的问题
4.1干燥节能供热方式存在的问题
锅炉蒸汽加热仍然属于干燥节能的主要加热方式,这种方法一个明显的缺点是输送蒸汽的时候会耗损大量的压力,加之管道阀门的存在,最终的节能效果非常不好。无论是蒸汽还是热能都会出现明显的损失。企业不够重视设备的完善和优化,也经常造成能源流失。一些企业的锅炉陈旧,常年不更换,在干燥中不会产生积极作用。而且经常还会因为容量太小和结构单一造成大量能量浪费。
4.2设备保温性能差
对现有干燥系统中的部分设备采用热风机和风门进行干燥作业时要损失许多热量。
4.3节能技术工艺问题
节能过程中制定的节能方案不明确,落实不到位,工艺缺乏操作性,操作人员对工艺过程的认识不足。
5干燥系统中干燥节能技术采取的相应措施
5.1干燥节能技术供热方式的措施
企业应当更新发展理念,积极更换老旧设施设备,选择优质的干燥设备,并促进干燥技术的优化和完善。实践中需要从节能的角度入手,控制能源消耗量。还可以积极改进蒸汽锅炉的结构,改变加热的方式,从而起到节能的效果。如果实践中使用了热风炉,那么还应当优化其结构,扩大其容量。
5.2加强设备的保温
用角钢、扁钢做骨架,用岩棉做保温材料,外封彩钢板,对其进行保温;也可抹保温膏,然后再进行防雨处理,同样达到预期效果。对于热风炉和换热器的外墙,可以采用用角钢作骨架,岩棉作保温材料,外封彩钢板进行保温。
5.3落实节能技术工艺
通过干燥工艺改造来实现节能。对于整个工业生产而言,是要实现循环经济,即上游生产的产品或副产品可以作为下游生产的原料或燃料。在循环经济的理念中,将没有废物,而只是处于不同生产环节中的资源。在干燥工艺的改造中,要实现资源的综合利用,这也是从根本上的节能。
6干燥系统中节能技术的要点
6.1降低干燥操作的能耗
原料预处理干燥过程就是通过向物料供热使其所含水分或溶剂汽化从而达到干燥的过程。因此,为了减少水分汽化所需的热负荷,在对流干燥前可采用机械除湿的方法先除去大部分游离的水。如挤压脱水,或者根据液态物料的渗透压变化特征,先作渗透脱水等。采用部分废气循环。将部分含有大量余热的废气返回预热室并与新鲜空气混合组成干燥气体,以再利用废气中的余热。它既可以增加干燥室内的空气流量,又可以降低预热器中所需的热负荷,有利于提高换热系数。然而,由于添加废气增加了干燥介质的湿度,干燥速度减慢,干燥时间延长,并且材料在干燥器中的停留时间变长。设备投资增加并且需要进一步优化以找到最合适的废气循环比。
6.2加强热量的回收利用
提高热回收节能是指生产过程的节能,如通过干燥工艺改造来实现节能。对于整个工业生产而言,是要实现循环经济,即上游生产的产品或副产品可以作为下游生产的原料或燃料。在循环经济的理念中,将没有废物而只是处于不同生产环节中的资源。在干燥工艺的改造中,要实现资源的综合利用,这也是从根本上进行节能,实现能源的温度合理的梯级利用。目前许多干燥系统用高温热源降温使用或直接用高温热源进行不需要高温的干燥作业,都是对能源的很大浪费,应当对设备进行改进,加强热量的回收利用。
结语
干燥节能技术虽然是传统的化工操作单元,但是随着科学技术的不断进步,化工中的干燥技术正在焕发新的活力,它也呈现了更多样化专业化的发展。不同的生产过程对干燥技术有不同的要求,在实际的生产过程中要根据物料、工艺过程及产品客户的需要,并结合干燥节能技术的不同原理选择最优的节能技术,以便实现高效、节能、无污染的目标。
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论文作者:陆伯荣
论文发表刊物:《基层建设》2019年第20期
论文发表时间:2019/10/8
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