中國干燥設備的技術(shù)現(xiàn)狀及未來趨勢

經(jīng)過干燥界工程技術(shù)人員的共同努力，近年來我國的干燥設備有了長足的進步。干燥機的結(jié)構(gòu)、性能都有明顯改善，質(zhì)量也在不斷提高，有些機型已遠銷國外。文中對近年來我國干燥璞傅募際踅澆脅觶幣倉賦齟嬖詰奈侍?。稌炓国今后一个时普樤嶐愋业生产茧H醯姆⒄菇蟹治觶愿稍鍔璞溉綰溫閔枰岢鲆餳?，展望干藻婅备的未擂o魘?，为茧H跫吧璞縛⑻峁┎慰肌?
關(guān)鍵詞：干燥設備；技術(shù)現(xiàn)狀；未來趨勢 
1 干燥設備的技術(shù)現(xiàn)狀 
近年來，隨著我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(chǎn)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(shù)人員長期努力的結(jié)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(zhì)量 
從干燥設備的制造過程看，干燥設備的加工質(zhì)量受技術(shù)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(zhì)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(zhì)、結(jié)構(gòu)及加工質(zhì)量都有具體要求，因此要求制造行業(yè)提供的設備加工質(zhì)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(jié)構(gòu)及鋼材的處理標準較高。質(zhì)量要求相對不高的是化學工業(yè)生產(chǎn)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(zhì)量看，多數(shù)設備鋼板都經(jīng)過拋光處理，焊縫采用氬弧焊（不銹鋼），焊縫也經(jīng)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(zhì)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(zhì)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(zhì)量也較好。 
1.2 干燥機的結(jié)構(gòu) 
隨著我國干燥設備的引進及國際間的技術(shù)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(jié)構(gòu)主要表現(xiàn)在以下幾種。 
①內(nèi)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(nèi)部傳熱管，使部分熱量來自管內(nèi)熱介質(zhì)的傳導傳熱，因此大大提高了熱效率。據(jù)資料介紹，傳統(tǒng)流化床熱效率為39.7%，而內(nèi)藏熱管為72.5%。在完成相同產(chǎn)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(zhì)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(nèi)藏加熱板式，據(jù)介紹，傳熱系數(shù)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(zhuǎn)筒干燥機極為相似，但在其內(nèi)部同心排列1~5層管束。管束穿過干燥機的全長，內(nèi)通水蒸汽或其它熱介質(zhì)，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(nèi)在吉林也有生產(chǎn)。主要用于槽渣和礦物的干燥，取得可喜效果。 
③閃蒸干燥機 
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(jīng)過多年的消化吸收此項技術(shù)，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(jīng)改造又推出一些新的結(jié)構(gòu)，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(jié)構(gòu)，使產(chǎn)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(chǎn)，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(chǎn)品的干燥。目前國內(nèi)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。 
⑤盤式干燥機 
在前蘇聯(lián)和早期日本的干燥專著中就有介紹。20世紀80年代初期，由上海市化工裝備所開始開發(fā)此項技術(shù)，但由于種種原因，設備沒有大量推廣使用。近幾年國內(nèi)多家干燥企業(yè)開始開發(fā)此項技術(shù)，到目前基本成熟，而且對這類機型的理論研究也有一定進展，制造臺數(shù)較多的是石家莊工大化工設備有限公司。此機型在常州、江陰地區(qū)也有一些廠家在制造。 
⑥振動流化床干燥機 
作為流化床干燥機的一種改進型式，我國在幾十年前就有研究的報道，但一直進展不大，自從國外引進此種機型以后，才進入了開發(fā)此項技術(shù)的高峰，最早工業(yè)化的以鐵嶺精工（集團）股份有限公司為代表，此后國內(nèi)有多家企業(yè)制造這種機型，結(jié)構(gòu)也有一定突破，東北大學開發(fā)出防漏料結(jié)構(gòu)。目前技術(shù)比較成熟的是以潘永康教授為代表的機型，此機型增加了控制物料運行速度的結(jié)構(gòu)，熱風的分布更加合理，而且可有效防止漏料。據(jù)采用這項技術(shù)的企業(yè)介紹，與普通振動流化床相比，面積蒸發(fā)強度大幅度提高。江蘇鵬飛化工設備有限公司的多層振動流化床代表了國內(nèi)流化床技術(shù)的一個新高度。
   ⑦槽型攪拌干燥機 
開發(fā)較早的是日本粟本鐵工所，在槽型干燥機內(nèi)，將原來攪拌物料的結(jié)構(gòu)以通入蒸汽的管件組成，起到既可攪拌物料，又可傳導熱量的目的。在走訪中發(fā)現(xiàn)上海化機三廠在開發(fā)此項技術(shù)，但工業(yè)化量不大，不做更多的介紹。 
⑧穿流回轉(zhuǎn)干燥機 
穿流回轉(zhuǎn)干燥機是在一個長方體的箱內(nèi)，安裝有多孔的回轉(zhuǎn)筒體，筒體內(nèi)在周向設有多塊抄板，抄板也帶有小孔，處理有一定形狀的物料，加料方法與回轉(zhuǎn)圓筒干燥機相近，熱風從圓筒的底部穿過筒體和料層。載濕后經(jīng)上部排出干燥機，此干燥機既有回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的特征又有流化床的特征。資料介紹來自日本大川原化機株式會社，蒸發(fā)強度遠高于回轉(zhuǎn)圓筒干燥機，近年我國也有開發(fā)這種機型的企業(yè)。 
⑨旋轉(zhuǎn)氣流干燥機 
旋轉(zhuǎn)氣流干燥機較早應用的是德國的赫斯特公司，用于PVC的干燥。其基本原理是干燥機主機由帶夾套的筒體組成，熱氣流載著物料在干燥機內(nèi)做螺旋式上升運動，熱氣流與物料進行傳熱傳質(zhì)，同時又受夾套傳導傳熱及幅射傳熱，因此熱效率比對流傳熱氣流干燥機高。我國已先后引進了這種設備也多用于PVC的干燥。據(jù)悉目前國內(nèi)也有廠家開發(fā)這種設備，但目前尚未見工業(yè)化規(guī)模設備的報導。 
此外還有惰性粒子流化床，攪拌流化床干燥機以及專用干燥機。由于這些設備不能形成系列，而且用量較少，不做重點介紹。 
1.3 設備規(guī)模 
作為生產(chǎn)中的單元設備，干燥機以滿足生產(chǎn)要求為最高目的。隨著各行業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的擴大，也推動了干燥設備的規(guī)模不斷擴大。目前我國生產(chǎn)的閃蒸干燥設備直徑可以達到1.6m(超出此規(guī)模的應用實例不多)，而且運轉(zhuǎn)良好。槳葉干燥機的傳熱面積可以達到160m2，可以通各種載熱介質(zhì)，盤式干燥機最大傳熱面積已達到180m2。機械離心式噴霧干燥機的處理量可以達到45t/h，機電一體的離心霧化器也達到處理量5t/h的規(guī)模，較好地解決了霧化器的機械問題，離心噴霧干燥機直徑已達到10米以上。壓力式噴霧干燥機可以達到直徑8米，總高50多米，處理能力達到4t/h。回轉(zhuǎn)圓筒干燥機直徑可以達到2.5米，長達30多米。帶式干燥機面積也達到140多平方米。 
1.4 裝備水平 
干燥設備的裝備水平主要指干燥系統(tǒng)的控制水平、附屬設備的配備、操作的方便程度和安全等級等?？v觀我國干燥設備的裝備水平，有了長足的進步。特別是大型的干燥系統(tǒng)更是如此。主要表現(xiàn)在以下幾個方面： 
①控制系統(tǒng)的配備。自動、半自動控制系統(tǒng)廣泛應用，使勞動強度降低，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定。 
②計算機技術(shù)的應用。大型系統(tǒng)中多數(shù)采用計算機技術(shù)進行系統(tǒng)參數(shù)的采集、處理和控制，使系統(tǒng)操作條件達到最優(yōu)。
   ③人性化設計。在設備設計的同時考慮操作者的習慣，維修時的方便程度。 
④安全化設計。系統(tǒng)中有安全報警、險情排除功能，特別是易燃易爆物料的干燥都要考慮到這一點。 
⑤附屬設備。系統(tǒng)中的附屬設備也趨于合理，加熱、加料、氣固分離、產(chǎn)品的包裝設備與主機的配套關(guān)系達到最優(yōu)化。 
1.5 實驗條件 
干燥機的設計需要特定物料的相關(guān)工藝參數(shù)，許多重要的參數(shù)必須通過實驗獲取，干燥機的設計對實驗的依賴性很強。因此實驗條件是準確設計干燥機的關(guān)鍵，從走訪的企業(yè)情況看，絕大多數(shù)企業(yè)都有實驗設備。江蘇鵬飛化工設備有限公司實驗條件較好，有十余套規(guī)模不等的各種型式的實驗設備。同時該實驗基地的控制手段也較先進，能較準確采集實驗數(shù)據(jù)，為工藝設計提供條件。常州佳發(fā)制粒干燥設備廠是包衣、制粒、干燥為一體的設備制造企業(yè)，實驗室也較完備，并對新涉及到的物料配方有一定研究，參觀后留下印象較深。