1、概述
雙錐真(zhēn)空幹燥機(以下簡稱雙錐)已是(shì)有很長曆史的真空間接(jiē)加熱動態幹燥機,屬於能式幹燥(zào)設備。它的特點是真空錐體由驅動機推動作360º旋轉,促進錐體中物料(liào)翻混並和錐體加熱麵接(jiē)觸加(jiā)熱,不斷翻混(hún)物(wù)料對加熱麵起自潔作用,真空操作(zuò)有利於降(jiàng)低蒸發壓力和蒸發溫度,提高加熱介質和加熱物料之間的溫(wēn)度差,也十分有(yǒu)利於許多熱(rè)敏性物料的低溫幹燥。雙(shuāng)錐(zhuī)的結構形狀很有利於幹燥物料的幹淨利落快(kuài)速卸料,這(zhè)是現(xiàn)有任何其它(tā)型式幹燥機不能比擬的操作優點。
雙錐適用於各種無粘壁鬆散性物料的幹燥,因在錐體內真空抽氣管(guǎn)上設尾(wěi)氣過濾器,故極大地降(jiàng)低尾(wěi)氣夾帶(dài)產品(pǐn)粉塵的(de)損失,幹燥收得率極高。它可以(yǐ)一次性(xìng)進料和密閉卸料,避免(miǎn)操(cāo)作性汙染,避免卸料時粉塵飛揚(yáng)而(ér)汙染環境。雙錐動態幹燥效率比各種盤式幹燥高很(hěn)多。
但雙(shuāng)錐(zhuī)屬夾套加熱(rè)型幹燥機,如將雙錐體看作球體,則在放大雙錐幹燥機是,它的加熱麵積F(m)與球體直徑D(mm)的平方成正比擴大(dà),而球體的容積V(m)則與球體直(zhí)徑D(mm)的三次方成正比擴大。所以雙(shuāng)錐從(cóng)小直徑(jìng)擴大(dà)到大(dà)直徑時,它(tā)的加熱麵積遠遠(yuǎn)比不上它的容積擴(kuò)大。致使雙錐加熱麵積F(rfl)和雙錐容積V(m)的比例,隨著直徑D(iTm)的擴大而比例(lì)失(shī)調(diào),造成小規格雙錐的F/V值遠大於大規格雙錐的F/、,值(zhí)。如5m雙錐(zhuī)的F/V值比0.3m雙錐的F/V值小一半左右(yòu)。約3.6m/m,當雙(shuāng)錐容積擴大至10m時,它的F/V值下降到2.5m/m。
雙錐真空幹燥(zào)機設備顧名思義作加熱幹燥使用的,其主要功能應體現在加熱幹(gàn)燥效率或熱交換麵積的(de)大小。相對(duì)而言它的容(róng)積是次要的。但目前幾(jǐ)乎所有的雙錐幹燥機產品樣本(běn),均以容積大(dà)小標識雙(shuāng)錐的規格,這在一定程度(dù)上(shàng)是雙(shuāng)錐生產廠有意無意(yì)在誤導用戶。因為許多用(yòng)戶(hù)不會意識到雙錐放大時存在F/V的規(guī)律性變化。誤以為大小容積雙錐都有相似的幹燥效率。往往買回一台大型化雙錐,在投(tóu)產(chǎn)後發現它的幹燥效率,遠低於在幹燥製造(zào)廠中用小規格雙(shuāng)錐試驗實踐產生的幹燥效(xiào)率。因為幹燥效(xiào)率成倍下降(jiàng)無法滿(mǎn)足希望的產量,不得不再購買一台大型化雙(shuāng)錐(zhuī)。不僅多化了投資增加(jiā)廠房用地,並(bìng)延誤了生產計劃。
許多熱(rè)敏性產品幹燥溫度低於(yú)100ºC,現很多熱敏性產品幹燥仍在采用<100~的熱水作(zuò)熱源,為此(cǐ)必需配備熱水槽(cáo)、熱水泵和熱水(shuǐ)管道等輔助設施。熱水顯(xiǎn)熱加熱必然存在進出口溫度差(chà),與蒸汽潛熱加熱比較自然降低了溫差,這對熱(rè)敏(mǐn)性很高的低溫度加熱十分不利。熱水加熱傳熱係數遠低於飽(bǎo)和水蒸汽加(jiā)熱,夾套熱水加熱結(jié)構也(yě)較蒸(zhēng)汽加熱複雜,不僅增加了設備(bèi)投資,而且不利於管理。
由(yóu)於幹燥(zào)物料在雙錐(zhuī)體(tǐ)中不(bú)斷翻混旋轉,一些晶體微細含水量較多的產品,如核黃素、乙醯螺旋黴素等產品很易在翻混中形成大小不等的球團。一旦(dàn)產生球團就很難達到完全(quán)徹底的幹燥了(le)。原則上(shàng)雙錐不適用在幹燥中存在結(jié)球團的物料。
雙錐是一台馱著加熱鍋爐(加熱夾套)不斷旋轉著的動態幹(gàn)燥機。大型化(大直徑)傳統雙錐的錐體內膽和夾套外壁的壁厚都很厚(hòu),重量很重。錐體內膽一般都是不鏽(xiù)鋼材質,而(ér)夾套外壁為碳鋼(gāng)。大型雙錐(2~10m)的直徑在1.600~2.600mm,錐內膽壁厚在8~14mm,夾套外壁的壁(bì)厚更厚。眾所周知,不鏽鋼的熱阻比碳鋼大5倍,很厚的不鏽鋼內膽很不利於錐體的傳熱,降低了雙錐的加熱幹燥效(xiào)率,驅動很重的內膽自然要增加驅動電動機的功率。雙錐的外夾套更厚更重,更增加了驅動電動(dòng)機的(de)能耗。雙錐一年運(yùn)轉時間在幾千小時(shí),所以(yǐ)如何正確對待長時間(jiān)運轉的雙(shuāng)錐(zhuī)提高效率和節能降耗,在全世界都在積極動員研究節能的新時代,對以往一直(zhí)被忽視的設備結構和設備(bèi)材料,很值得99国产精一区二区深入研(yán)究討論。
以下按無GMP要求的雙錐進行討論.。
2、雙(shuāng)錐(zhuī)的放大
隨著精(jīng)細化工產品的發展,越(yuè)來越需要高效率大型化的雙錐。一台傳統大型雙錐,它的龐大身軀外形(xíng)和它含有的加熱麵積極大相稱,一台(tái)5m雙錐的加熱麵積僅18m,F/V值為3.6m/m,而一台10m雙(shuāng)錐的F/V值進一步下降至2.5m/m,用(yòng)外強中幹來形容雙錐(zhuī)一(yī)點也不為過。
雙錐真空幹燥機的(de)放大自然是指熱(rè)交換(huàn)麵積(jī)的放大。所幸錐體內有龐大的空間可以利用,如何利用好此(cǐ)空間是(shì)關鍵。考慮到設備(bèi)的清洗(xǐ),熱交換元件的表麵愈簡單愈好。選用薄形空c,Di~熱板,既符合表麵光潔易洗又符合緊湊雙(shuāng)重要求。以10m雙錐為例,可以在碩大的(de)錐體空間順物料(liào)流(liú)動的方(fāng)向設薄形內加熱板,在留有供清(qīng)洗和必要(yào)的維修空間(jiān),如內加熱板之間保留(liú)100~160mm間距,一般增加(jiā)內加熱(rè)板麵積可比原有的錐體(tǐ)加熱麵積多1.5~3倍,使雙錐的F,V值都能提高到0.2m。小型雙錐相似的9.0m/m值。特別是內加熱板材厚度不到錐體厚度三分之一,換來加熱麵積成倍增(zēng)長而熱阻(zǔ)大幅度減小,使放大後的雙錐幹燥效率超過傳統雙錐(zhuī)的2~3倍以上。設(shè)內加熱板後10m雙錐體(tǐ)內結構如(rú)圖1。
由圖1說明,10m錐體的(de)直徑2.600,在6..mm寬的維修通道兩側設由#1~≠}7內加熱板各7塊,共14塊(kuài),內加(jiā)熱板總麵積F=56m,內加熱板厚40mm,內(nèi)加熱板總體積V=2.2m,兩內加(jiā)熱板中心(xīn)距d=200mm,兩內(nèi)加熱板之間的(de)實(shí)際間隙為160mm,已知錐體夾套加熱(rè)麵積F=29.6m,所以10m雙錐加熱總麵積F=85.6m,已知錐體的容積V=12.1m,扣除內加熱板後的錐(zhuī)體實際容(róng)積V=9.9m,由此知新雙錐的F/V值達8.6m/m,十分接近小型0.2in雙錐的9.01TI/m。101TI雙錐不(bú)加(jiā)內加(jiā)熱板時的F/V值為2.5IT1/m,故增加內加熱板後的101TI。雙(shuāng)錐比不加的F/V值足足提高了3倍以上(如圖2所示),如果按F/V值的提高來(lái)論,一台新(xīn)雙錐的幹燥效率的幹燥效率就可抵3台的傳統雙錐(zhuī),單每小時驅動電機就可節省60kw/h左右的電耗。
3、大型雙錐增加內加熱板對節省不鏽鋼的(de)比較
仍以10m(實際操作容積)為例。10m雙錐的外形尺寸為2600×3600(總高)由上述說明雙錐(zhuī)體加熱夾套麵積F=39.6in,內加熱板總麵積F=561TI,如果雙(shuāng)錐體的壁厚為14mill,而(ér)內加熱板的壁厚為(wéi)3mm,則每平方米內(nèi)加熱板(bǎn)需要的不鏽鋼量僅為24kg,即雙錐體每平方米加熱麵(miàn)積消耗的不鏽鋼材量比同樣加熱麵積的內(nèi)加熱板多4.6倍。僅(jǐn)從現有大型傳統雙錐擁有的加熱麵積~IE4,而消耗的不鏽鋼材量很多這(zhè)種特殊的情況考慮,錐體內空洞無物,既有(yǒu)條件增加內加熱板,也十分需要內加熱板(bǎn),以抵消錐體壁厚帶來的負麵影響。
4、內加熱板的結構加強
常規空心(xīn)薄形(xíng)內加熱(rè)板必需作塞焊加強措施,因內(nèi)加熱板壁厚僅(jǐn)2~3mm,空心加熱(rè)板的雙麵都需要打孔,薄板上很難嚴格按焊(hàn)接規範(fàn)加工坡口,特別是有藥品GMP要求的加(jiā)熱板在焊接(jiē)後必(bì)需再磨平拋光,故在許許多多的(de)塞(sāi)焊(hàn)點中存在(zài)微細(xì)的薄弱環節,就會在日後的生產操作中突(tū)發因局部破裂引起整個加熱板的爆破(pò)。傳統薄板塞焊加強結構很易留下這種隱(yǐn)患。
99国产精一区二区深刻吸取教訓,在(zài)新的雙錐內加熱板加強(qiáng)結(jié)構(gòu)上采用鉸(jiǎo)接(jiē)式無損焊接加強技術(shù),內加熱板雙麵母板上不再打孔,從而避免打(dǎ)孔塞操作所帶(dài)來的(de)弊病,消除了雙錐放大時(shí)必不可少的內加熱板加(jiā)工的實際難題。
5、雙錐的低溫(100℃)熱源問題
雙錐幹燥熱敏性產品時,傳統雙錐都采用熱水加熱方法。熱水加(jiā)熱不僅需要熱水槽、熱水泵和管道一整套累贅,因熱水顯熱給熱,進出口必定存(cún)在溫度差,熱(rè)水出(chū)口處溫度低自然加熱幹燥效果大(dà)大低於熱水進口處,故熱水加熱的溫度差十分不利於幹燥。
大型化後的(de)雙錐如果(guǒ)仍采(cǎi)用熱水加熱,因幹燥設備負荷大幅度提高(gāo)而需(xū)要的熱負荷也大幅度增加,熱水加(jiā)熱係統的一(yī)套累贅也如法炮製,既增加了很多設備投資,同(tóng)樣也給幹燥設備效率帶來很多不(bú)利(lì)。但如果采用飽和水蒸汽(qì)作(zuò)熱源,咻嚴(yán)格控(kòng)製好雙錐加熱夾套內的溫度或壓力,保證溫度或壓力符合加熱溫度要求的飽(bǎo)和水蒸汽物理參(cān)數,保證能及時地將夾套內的蒸汽凝水抽出。就(jiù)能用0.2MPa的飽和水(shuǐ)蒸汽直接(jiē)作雙錐的低溫加熱的熱源。當然大型化雙錐夾套內空間(jiān)較大,剛開車時夾套內(特別是(shì)內加(jiā)熱板(bǎn)內)存有很多的惰性氣體必須排出幹淨,否則會嚴重影響正常工作(zuò)操作,的方(fāng)法是抽真空,然後再加入飽和水蒸汽。
6、研究減薄大型化(huà)雙錐的設備壁厚問題
當今(jīn)世界都在考慮節(jiē)能(néng)減排,上至飛機下至火車汽車,都在結構上想方設法減輕減薄。聯想到雙錐背(bèi)負著一個大鍋爐(加(jiā)熱夾套),似(sì)乎也有必要從(cóng)節能減排,節(jiē)省不鏽鋼和(hé)提高加熱幹燥效率等多方麵進行研究,在幹燥(zào)技術領域一(yī)定也能做出99国产精一区二区的貢獻。
7、結束語
隨著化工T和精細化工生產(chǎn)大型化,需要很多大型化雙錐真空幹燥(zào)機,由於雙錐結構大型化沒跟上時代步伐,給生產帶來許多問題。99国产精一区二区的工(gōng)業生產的(de)產值和能耗的比例遠遠高於(yú)日本等發達,忽視眾多設備的效率、特別是(shì)存在不以設備的性價比,而(ér)以設備的重量來論價的(de)誤區,雙錐真空幹(gàn)燥設備可能是這方麵的典型。