高溫熱管熱風爐在白炭黑干燥中的應(yīng)用

 一、前言
 
    熱管是一種具有極高導(dǎo)熱性能的傳熱元件，由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、流體阻損小等優(yōu)點。目前已廣泛應(yīng)用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、輕紡、機械等行業(yè)中，并取得了顯著的經(jīng)濟效益。
 
    二、熱管式熱風爐
 
    熱風爐是燃燒燃料、加熱空氣、生產(chǎn)熱風的設(shè)備。隨著熱管技術(shù)的發(fā)展，熱管也正作為傳熱元件應(yīng)用于熱風爐中。熱管式熱風爐與其它型式的熱風爐相比有下列優(yōu)點：
 
    (1)冷卻段和加熱段的長度比、翅片密度及兩段傳熱面積可以人為地調(diào)節(jié)，以強化冷卻端的換熱，使壁溫降低；
 
    (2)高溫區(qū)及低溫區(qū)可采用不同結(jié)構(gòu)、不同工質(zhì)的熱管；避免了為適應(yīng)高溫而整體采用昂貴的材料；
 
    (3)管子可拆卸，安裝方便；熱管兩端可自由伸長，不存在熱膨脹、熱應(yīng)力問題；
 
    (4)煙氣側(cè)是管子外部換熱，因而積灰比較容易清理；
 
    (5)由于采用了翅片管強化傳熱，使整個設(shè)備結(jié)構(gòu)比較緊湊。
 
    三、噴霧干燥
 
    噴霧干燥設(shè)備的熱效率一般可以表示為：
 
    總效率η：η=(t1-t2)/ (t1-t0)×100%
 
    式中：t1-t2——干燥過程中熱風的溫度差(即進風溫度一排風溫度)[℃]
t0——大氣溫度[℃]
 
    由上面式子可知，增大熱風的溫度，是提高熱效率的關(guān)鍵。因此，在實際操作時，在不影響被干燥物料的質(zhì)量前提下，盡可能提高熱風入口溫度，降低排風溫度，對節(jié)約能源具有重大意義。
 
 
    針對白炭黑噴霧干燥，如采用熱風與物料并流進行傳質(zhì)熱交換，550℃的熱風也不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。因此為提高干燥熱效率，降低白炭黑的運行成本，應(yīng)盡量提高熱風的進口溫度，但如采用普通式的熱風爐則很難產(chǎn)生400℃以上的熱風。
 
    四、應(yīng)用
 
 
    該熱風爐根據(jù)不同的溫度區(qū)，分別采用了高溫熱管、中溫熱管及普通水一碳鋼熱管。使得本熱風爐熱風溫度可達到550℃。該熱風爐基本參數(shù)如下：
 
    熱負荷：880kW(75萬大卡/小時)
    煙氣入口溫度：850℃
    煙氣出口溫度：180℃
    熱風出口溫度：550℃
    燃料：煤
 
    該高溫熱管熱風爐在福建某廠使用至今，熱風潔凈，各項指標均達到了設(shè)計要求，完全滿足了該廠生產(chǎn)工藝需要。原項目設(shè)計規(guī)模為年產(chǎn)量2000噸，使用該設(shè)備后，由于突破了生產(chǎn)“瓶頸”，年產(chǎn)量可達3000噸，與傳統(tǒng)熱風爐相比，熱風溫度從350℃提高到550℃；干燥效率從60%提高到81%。綜合年經(jīng)濟效益達到70萬元。
 
    五、總結(jié)
 
    熱管熱風爐作為一種新型的熱風爐，它可以獲得500℃以上的干凈熱風，能夠滿足各種用熱風設(shè)備的需要；而且煙氣排煙溫度低，因此熱效率高、節(jié)省燃料，是一種高效節(jié)能型熱風設(shè)備。它不僅適合于白炭黑的噴霧干燥，也同樣適合于很多食品、顏料及其它化工產(chǎn)品的干燥。