干燥设备设计方案的确定依据
时间：2013-03-05 阅读：1227
1、 物料的性质干燥技术发展到今天，干燥设备在许多领域都已经实现了工业化。从干燥设备角度看，可以说它既是通用设备又是设备。说是通用设备，是因为对各种各样的物料成功地进行了干燥，并且达到了预期目的。说它是设备，干燥技术研究的内容已不仅是传热、传质和机械问题，而是把将要干燥物料的复杂性质和特殊要求也作为研究的内容，这样设计的干燥设备具有针对性和性。所以一个成功的设计方案应该是干燥设备的设计者和使用者共同完成，是双方相互配合的结果，这也是称其为设备的原因。待干燥物料的各种性质，往往干燥设备使用者比设计者更了解，对产品指标的要求也是由使用者提出。也就是说，许多干燥设备设计的原始数据都首先由使用者提出，而设计者则zui大限度地满足使用者的要求。这样说来，使用者应详细向设计者提供有关物料的资料和对产品的要求，这一点非常重要。一般使用者应该提供如下信息：
（1）物料在干燥前的状态。站在使用者的角度，对干燥设备的主要要求之一就是满足所要求的产量，设计的基础数据是为达到使用者的产量要求所需蒸发湿分（或水分）的量。换言之，设计者关心的是需要蒸发掉多少水份才能满足产量要求。另外，连续式干燥设备的物料都是用泵或其他输送设备，如果不能实现正常的输送，也不可能采用此干燥方案了。所以，在工艺允许的情况下，应关注物料的输送情况。
（2）表面张力。表面张力是物料的特性之一，对于要求用压力式喷雾干燥器造粒的物料，表面张力影响成粒率，在这种情况下应对表面张力进行测定。
（3）物料黏度。物料的黏度涉及到输送方法、干燥设备形式等问题，不同的干燥设备适应物料的黏度也不同。
（4）热流动性。有一些物料，在常温下呈糊状或膏状，但当加热到某一温度后就出现良好的流动性。如果物料有这样的性质，对系统要增加加热设备或保温设备。也可能为物料管路加伴热管，以保持其良好的流动性。
（5）触变性。还有一些物料，在静止的状态下也呈膏糊状态，但在有搅拌的情况下会出现流动性，可以顺利输送。如物料有这种性质，在系统中应增加打浆设备或搅拌设备。
（6）溶剂（水分）的种类。绝大多数物料的湿分都是水，但在特殊情况下也有一些化学溶剂。这对采用何种干燥方法、用哪一种气体进行载热、载湿，气体中湿分的处理方法（排空，或回收）都是重要因素。
（7）化学特征。物料及湿分的腐蚀性、易燃易爆行或有毒有味的特征，在干燥方案确定之前应特别重视，系统操作方案的确定在很大程度上取决于物料的化学特征。
（8）物料状态。待干燥物料是以溶液、悬浮液还是以固态或半固态形式存在，决定干燥设备形式或系统的配置情况。
（9）水分的存在形式。物料中的水分（因含水的情况zui多，故以水为例）有结合水、结晶水或游离水，这些水分蒸发时消耗的能量不同，也就是去除水分的难易程度不同。在产品含水率要求严格时更应注意对各种水分的分析和实验。一般情况下，处理结晶水不属于干燥操作的任务。
（10） 物料的热敏温度。从传热的角度考虑，干燥设备的操作温度越高，设备投资和运转费用就越经济。但绝大多数物料都有自身zui高的允许温度，在接近允许温度下干燥是的，它是工艺设计的主要依据。
2、 设备安装地自然条件 干燥设备都有固定安装地点，如果是对流干燥设备，安装地的自然环境和自然条件是干燥设备工艺计算的基础，主要涉及以下内容：
（1）安装地的年平均温度。对于对流式干燥设备，设备安装地点的年平均是干燥设备热量衡算的基础数据，是设计和确定干燥系统各种设备的重要参数。
（2）安装地的年平均相对湿度。空气的年平均相对湿度是物料衡算和热量衡算的基础参数，比如在水蒸发量相同的情况下，用含湿量较高的空气做载湿体时则空气的消耗量就增大，热量消耗也增大。
（3）干燥设备安装地点。干燥设备的安装地点在南方还是北方，在沿海地区还是在内陆，在室内还是室外，涉及到设备的保温层厚度。如果是大型干燥设备，有得甚至高达几十米，安装在室外还要注意当地的气象条件，如风的等级和抗震要求。
3、产品要求 产品的要求是使用者zui关心的，在涉及之前必须将对产品的具体要求详细提供给设计者，主要包括一下几个方面：
（1）生产能力。各类干燥装置中所有设备都与生产能力有关，它决定系统的规模、投资及运转费用，是物料衡算和热量衡算、设备制造的关键数据之一。
（2）产品的残余水分。在一般情况下，干的产品很难得到，产品都有规定的含水率范围，在允许的情况下，产品含水率一些可以降低设备的投资和生产费用。但不同的物料有不同的含水率要求，这项指标须在设备设计前提出。
（3）产品的粒度及分布。作为粉体产品，对其粒度及分布都有特定的要求，不同的干燥设备生产出来的产品有不同的粒度，应根据粒度要求确定干燥设备的形式。
（4）产品密度。产品的密度系指堆密度，同前面提到的相似，粒度不同导致产品的密度也不同。产品的密度（或容重）是影响包装、运输和储藏的重要指标。
（5）产品的收率。许多对流干燥需经过气固分离后方可得到产品，在这一过程中总会有少量损失。对特别昂贵的产品有较高的收率要求，收集方法要进行特殊设计。同时，也涉及到风机的选型。
（6）产品的吸湿性。有些粉状产品，如无机盐类或有些有机化工产品在自然环境中极易吸收水分，虽然从干燥室出来时含水率合格，但在包装的瞬间就可以能吸收空气中的水分，导致zui终产品水分超标。对这类产品要在包装过程中避免与空气接触，以防吸湿。
（7）卫生要求。对于医药、食品类产品，卫生标准十分严格，各行业都有相关规定。干燥过程中不能带入任何杂质。操作方法也采用微正压式，出料方法的设计也应满足卫生要求。
4、环境保护
（1）设备的振动。干燥系统需配备风机、电动机以及各类泵等动力设备，大型的干燥系统所配备的动力设备具有较大的功率。风机以及各种泵的振动对操作者、工厂环境及建筑物都会产生影响。在设计及选型时应有减振措施。
（2）噪声。这里所提到的噪声主要是风机和振击器的噪声。特别是高压风机，噪声有时会高达100dB以上。长期在这种环境下工作身心会受到一定损伤，强噪声也是环境保护所不允许的。所以对高压风机等产生强噪声的设备应进行消声处理。
（3）气体排放要求。排放气体主要包括两部分，一部分是有燃烧热源时产生燃烧气体的排放。工厂的性质差异或地理位置不同，对其排放要求也有差异。另一部分是对流传热干燥设备尾气的排放，这种情况多取决于粉体性质。一般情况下，能对人身体造成危害和对环境造成污染的粉体在尾气排放时要求比较严格，不同粉体尾气的排放含尘量要求也不同，环保规定一般粉体的排放要求为10~40mg/m³。
（4）废水的处理。有些干燥设备的尾气需用湿式除尘的方法进行洗涤，湿式除尘器会产生含有该粉尘的废水，干燥系统设计时还应考虑到产生废水的处理措施。
前面提到的是使用者对设计者提出的具体要求，同时还要提供必要的支承条件。如产品的标准样品及检测标准，允许的占地面积，空间高度，设备可能安装位置，与上下游设备的，可以提供的热源种类及动力等。
设计者根据使用者提出的要求以及基础条件进行实验以求取必要的设计数据，向用户提出初步设计方案。其中包括设备形式、占地面积、占用空间、基建条件、能源种类、动力装机容量、操作方法、控制手段、操作人员数量、设备投资及运转费用等。有时双方要经过多次研究、反复推敲才能确定出zui后方案。
前面提到的这些内容是干燥设备设计之前所必须了解的内容，决不可忽略，同时也是设计方案是否成功的关键所在。这些设计前的准备工作要求细致、认真、实事求是，只有这样才能奠定成功设计的基础。