我國干燥設備的技術現(xiàn)狀及未來趨勢
1 干燥設備的技術現(xiàn)狀
近年來,隨著我國工農業(yè)生產的迅速發(fā)展,對干燥設備的需求量越來越大,干燥設備的總體水平也不斷提高。常規(guī)干燥設備基本可以滿足生產的需要,并有部分機型出口到國外,這些可喜的成就是廣大工程技術人員長期努力的結果,干燥設備的進步表現(xiàn)在以下幾個方面:
1.1 干燥設備的加工質量
從干燥設備的制造過程看,干燥設備的加工質量受技術水平及應用行業(yè)的制約。干燥設備的應用行業(yè)很多,對設備質量要求最高的是制藥行業(yè)。由于制藥行業(yè)的特殊性,對所用干燥設備的材質、結構及加工質量都有具體要求,因此要求制造行業(yè)提供的設備加工質量較高。其次是食品行業(yè),食品行業(yè)對干燥設備及干燥系統(tǒng)有嚴格的衛(wèi)生指標要求,因此設備結構及鋼材的處理標準較高。質量要求相對不高的是化學工業(yè)生產中的部分設備。在所有行業(yè)中化學工業(yè)不論是設備的用量還是型式都最多最復雜,應該說化工行業(yè)的干燥設備有特殊要求的也比較嚴格,但與上述兩個行業(yè)相比略低一些。
從最年幾年干燥設備總的質量看,多數設備鋼板都經過拋光處理,焊縫采用氬弧焊(不銹鋼),焊縫也經過處理,有些工廠對直焊縫和環(huán)焊縫采用自動或半自動焊接,使設備質量得到保證。在走訪的工廠中,常州佳發(fā)制粒干燥設備廠、常州一步干燥設備有限公司加工質量較好,佳發(fā)制粒干燥設備廠制粒的設備有一定的出口量,上海大川原公司的加工質量也較好。
1.2 干燥機的結構
隨著我國干燥設備的引進及國際間的技術交流,國外干燥設備機型都在不斷影響我國,最近幾年我國的新機型及新結構主要表現(xiàn)在以下幾種。
①內藏熱管式流化床干燥機
這種干燥機是改變了以往流化床熱量全部由熱風帶入的方法,通過內部傳熱管,使部分熱量來自管內熱介質的傳導傳熱,因此大大提高了熱效率。據資料介紹,傳統(tǒng)流化床熱效率為39.7%,而內藏熱管為72.5%。在完成相同產量的情況下,床層面積由72.5m2減小到14.42m2。瑞士的蘇爾壽公司和日本奈良機械制造所都有這種設備,熱介質一般為蒸汽、導熱油等。目前山東天力干燥設備有限公司試制了這種設備,效果頗佳。杭州錢江干燥設備有限公司也開發(fā)了該設備,但是內藏加熱板式,據介紹,傳熱系數很高,也取得良好效果。
②管束干燥機
管束干燥機的外殼及傳動方式與轉筒干燥機極為相似,但在其內部同心排列1~5層管束。管束穿過干燥機的全長,內通水蒸汽或其它熱介質,傳導與對流傳熱并用。熱效率高,總傳熱效率可達80%~90%,特別適用于干燥溫度在150℃以下的物料。國外比較有代表性的如日本大川原化機株式會社,國內在吉林也有生產。主要用于槽渣和礦物的干燥,取得可喜效果。
?、坶W蒸干燥機
作為1989年引進我國的干燥機,它具有處理粘稠狀濾餅物料的能力,可以直接得到粉體物料。在我國丹東染料廠、吉林某化工廠、上海染化八廠、上海巴斯夫染料化工有限公司都有引進的設備。目前這種機型以丹麥的安海達諾公司為代表。經過多年的消化吸收此項技術,中型以下規(guī)模的設備我國有許多廠家都能制造。開發(fā)較早的單位如鐵嶺精工(集團)股份有限公司、沈陽化工研究院、東北大學。目前工業(yè)化干燥機制造較多的如溫州市瞬達干燥設備有限公司、江蘇省靖江強力干燥設備有限公司。幾經改造又推出一些新的結構,由原來的狹縫進風增加了切向進風,大大降低了系統(tǒng)的風阻。適用一些粘度低的礦物濾餅和化工中間體等物料的干燥。另外強力干燥設備有限公司首先將此設備頂部增加了分級結構,使產品粒度小而且分部較窄。
④槳葉式干燥機
1990年,槳葉式干燥機首先由北京染料廠引入我國,用于靛藍染料的干燥。槳葉式干燥機以傳統(tǒng)傳熱為主要型式,最大的優(yōu)點是傳熱效率高,并連續(xù)生產,這種干燥機目前以日本奈良機械制作所為代表,大型的槳葉式干燥機主要用于城市污泥的干燥。我國目前主要用于精細化工,石油化工產品的干燥。目前國內有多家企業(yè)有能力制造這種設備,比較有代表性的廠家如三門峽昊博干燥設備有限公司、蘭州天華干燥設備有限公司等單位。但僅限于雙軸式,四軸以上的大型設備未見有制造的報道。
2 中國干燥技術與先進國家的差距
在我國,雖然干燥設備的應用已有幾十年的歷史,但干燥設備的制造高峰是近二十年來的事。在這二十多年中,經過廣大工程技術人員的努力,開發(fā)或仿制一批干燥設備,大多數工業(yè)化機型我國都可以加工,基本扭轉了干燥設備靠進口的局面。培養(yǎng)了眾多的干燥技術人員,也涌現(xiàn)出一大批干燥設備制造企業(yè)。據估計,中國的干燥設備廠家約有400多家,就數量而言,一定是世界第一大國。但是,在眾多的干燥設備制造企業(yè)中,不論是干燥技術還是設備制造水平至今還沒出現(xiàn)一個在世界上有一定影響、在干燥領域占有一席之地的廠家,這不能不讓我們深思。國產的干燥設備絕大多數是供應國內市場,很少出口到國外,既使偶爾出口售價也不可觀。如果長此以往,對我國干燥技術的發(fā)展十分不利,應盡快改變這種局面。查其原因主要有以下幾個方面:
2.1基礎研究的差距
在我國,自1975年在南京舉行第一屆全國干燥技術交流會以來,到現(xiàn)在已經召開了十次。從第二屆交流會開始每屆都編輯出版論文集,每次會議上都有幾十篇各類論文參加交流。近年來,雖然有一些大專院?;蚩蒲袉挝徽谧鲞@方面的工作,但投入的人力物力也遠遠不夠,從近年發(fā)表各類刊物的論文數量及質量都能反映出我國干燥理論研究的現(xiàn)實水平。在理論研究方面與丹麥、加拿大、日本等國家相比還有不小的差距。中國的干燥技術若有一個新的飛躍,加強基礎理論的研究非常重要,應當引起國人的高度重視。
被干燥物料的物性多種多樣,僅靠幾種干燥設備并不能滿足生產的需要。理論研究是開發(fā)新型干燥機的基礎,中國干燥技術的發(fā)展,必需培養(yǎng)一批理論研究、干燥技術開發(fā)工作者,以提高我國干燥設備的技術含量。經過不斷努力,才能使我國的干燥技術接近或達到國外先進水平。
2.2實驗條件不足
到目前為止,不論是干燥設備廠還是理論研究單位,都沒有一個完善的實驗基地。干燥是實驗性很強的技術,不論是理論研究還是干燥設備制造,實驗手段都必不可少。通過實驗,理論工作者可以總結出干燥過程中的許多規(guī)律,設備制造廠通過實驗確定出各種工藝參數。但是,許多單位恰恰忽略了實驗的重要性。有些設備廠甚至沒有一套實驗裝置,在設備設計中有很大的盲目性。每種物料在干燥過程中反應出來的性質和對產品的要求都有其特殊性,所以按照通用理論處理并不一定很恰當。針對具體物料,還應以實驗結果為準,所以實驗裝置決不可少。目前,實驗手段薄弱主要有這幾個方面,一方面是設備制造廠對實驗過程認識不足,認為可有可無。另一方面實驗裝置機型較多,投資巨大,非一般企業(yè)所能承受。建成完善的實驗基地是我國干燥技術研究的當務之急。第三個方面是缺少實驗人員,對實驗結果的分析能力較弱。
2.3加工技術的差距
干燥設備涉及到物料的輸送、傳熱、流體運動、甚至粉碎等多種過程。對設備加工制造的要求較高。多年來,我國干燥設備的加工手段、加工設備還采取比較傳統(tǒng)的手工制造,不論是設備的使用功能、外觀上都受很大影響。不僅如此,手工單件制造使部件的尺寸不能保證具有良好的互換性,對干燥設備的維修、易損件的互換帶來諸多不便。國外的干燥設備多數采用自動焊接技術,焊縫拋光處理,設備表面也采取拋光處理或鈍化處理。衡量設備加工水平的標志之一就是設備在加工過程中的模壓率。所謂模壓率,就是設備采用模具壓制的比例。我們看到,許多國外設備的部件都是模具壓制而成,制造非常規(guī)范。我國目前模壓率較低的原因主要是設備生產量較小,開模費用較高,達不到一定的生產規(guī)模。但這樣下去中國干燥設備的質量不會有質的飛躍,干燥設備大量走出國門,占領國際市場也難以實現(xiàn)。
2.4控制水平的差距
同國外設備相比,我國生產的干燥設備主要以手動或半自動控制手段,各參數間不能相互關聯(lián),操作中人為因素較多,客觀上也影響產品質量。
對于處理易燃、易爆、含有機溶劑類物料控制系統(tǒng)的作用尤為重要,此時控制手段是決定設計方案的關鍵?,F(xiàn)在已經進入智能化控制時代,各種控制儀器儀表的功能以及計算機技術的發(fā)展完全能夠滿足裝備的需要。隨著控制理論、控制技術的不斷發(fā)展,應盡快提高我國干燥設備的自動化水平,采用微機控制、模糊邏輯控制都有許多成功的實例。增加裝置整體技術含量,讓其發(fā)揮應有的作用,提高干燥設備的使用價值是可以做到的。