Материалите, обработвани от сушилни съоръжения са безброй. Освен разликите във физикохимичните свойства на различните материали и изискванията към продуктите, термофизичните свойства на материалите по време на процеса на сушене и изискванията към материалите за оборудването на системата за сушене по време на нагряване също са ключови съображения за дизайнерите. Тази статия предлага някои методи за избор на материал в сушилното оборудване за справка на дизайнерите.
Характеристики на сушилното оборудване
Към днешна дата са разработени успешно стотици видове сушилни съоръжения, като над сто често се използват в промишленото производство. Съществуват и различни методи за класифициране на оборудването за сушене. Въз основа на метода на пренос на топлина в процеса на сушене те могат да бъдат разделени на конвекционни сушилни (като сушилни с въздушен поток, пулверизационни сушилни, ротационни бързи сушилни, сушилни с кипящ слой и т.н.), проводящи сушилни (като сушилни с гребла, ролкови сушилни) и радиационни сушилни (като микровълнови сушилни, далеко-инфрачервени сушилни). Освен това има оборудване за сушене, което комбинира няколко метода за пренос на топлина, като сушилни с лопатки.
По-голямата част от сушилните са не-стандартно оборудване, главно защото всяка сушилня обработва различни материали и много условия на сушене се променят в зависимост от материала, което води до промени в структурата и материалите на сушилнята. Следователно е от съществено значение ясно да се дефинират специфичните параметри на материала, който ще се суши, като състояние на материала, видове съдържание на влага, производителност, характеристики на материала по време на процеса на сушене, наличие на корозивност, запалимост и експлозивност, генериране на статично електричество, специфични изисквания към продукта и термочувствителна температура на материала, за да се определят различните параметри на сушилнята. Поради тази причина много сушилни не могат да се-произвеждат масово; следователно процесът на проектиране трябва да обърне внимание на спецификата на материала и неговата адаптивност към условията на работа.
Методът за избор на материали, използвани в оборудването за сушене, е добре-известен. Материалът на оборудването за сушене е решаващ елемент в цената на устройството за сушене, а разумният избор на материал е важно средство за контролиране на цените на оборудването. Като цяло трябва да се имат предвид следните аспекти при избора на материали за оборудване за сушене: Посрещане на нуждите на обработвания материал. Основната задача на сушилното оборудване е да изсуши даден материал. Тъй като сушилните работят с голямо разнообразие от материали, покриващи много области като зърнени храни, храни, фармацевтични продукти, химикали, горски продукти, хартия и металургия, броят на продуктите е безброен. Изискванията към сушените материали са много различни. Например, химически реагенти, фармацевтични продукти, електронни материали и електрически керамични материали не трябва да се смесват с железни йони по време на процеса на сушене; следователно материалите от въглеродна стомана трябва да се избягват при избора на оборудване. Освен това, ако влагата в материала съдържа киселини, основи, соли или органични разтворители, тя може да корозира различни метални материали. Тази корозия се засилва, особено при нагряване. Следователно, подходящите материали трябва да бъдат избрани въз основа на характеристиките на съдържанието на влага в материала.
Що се отнася до избора на материал въз основа на типа сушилня, както беше споменато по-рано, има различни видове сушилни, всяка с различен принцип на работа. Следователно това трябва да се вземе предвид при избора на материали. Например, когато се суши магнезиев оксид в сушилня с въздушен поток, високата скорост на материала в тръбата за въздушен поток и твърдостта на магнезиевия оксид причиняват силно износване на завоите на изсушителната тръба. Следователно за тази зона трябва да се проектира-устойчива на износване конструкция или устойчив-материал. Освен това неръждаемата стомана има значително по-ниска топлопроводимост от въглеродната стомана. Следователно, в оборудване за сушене, където проводимостта е основният метод за пренос на топлина, ако неръждаемата стомана е избрана като основен материал, топлообменната площ трябва да се изчисли въз основа на топлопроводимостта на неръждаемата стомана. Инженерните примери показват, че при избора на парни топлообменници неръждаемата стомана изисква 30% повече повърхност от въглеродната стомана.
Изборът на материали за процеса на сушене варира в зависимост от материала и условията на сушене. Веднъж проектирах високо{1}}температурна сушилня, която едновременно изсушава неорганични соли и инициира реакция на полимеризация. Необходимата температура на въздуха за сушене беше над 800 градуса, което наложи използването на скъпа неръждаема стомана, устойчива на висока-температура. Като се има предвид обаче, че не всички сушилни камери са в зона с висока-температура, изчисленията показаха, че устойчиви на висока-температура материали са използвани само в зоната с висока-температура. Вече повече от година работи нормално.
Избор на материал въз основа на средата за инсталиране на оборудването: В много случаи, дори ако горните условия са изпълнени, трябва да се вземат предвид изискванията на средата за инсталиране на оборудването към материалите. Ако оборудването е инсталирано в химически завод, корозивността на околната среда за оборудването, системата за управление и електрическата система трябва да бъде внимателно обмислена, за да се разработи разумно проектно решение.
Методи за защита от корозия за сушилно оборудване: Повечето сушилни съоръжения се състоят от заварени части, плочи и цилиндри. Третирането за защита от корозия е необходимо за сушилни с различни приложения. По-долу са някои опити в защитата на материалите от корозия и производствените методи.
Процес на-пасивиране на фосфатиране: При производството на вибрационни сушилни с кипящ слой 70% от частите са направени от въглеродна стомана. Дългото време за изпълнение между процесите води до образуване на голямо количество ръжда на повърхността, което изисква значителен ръчен труд за отстраняване на ръждата преди боядисване. Фосфатиращата-пасивация, чрез електрохимична реакция, третира покрити с ръжда-стоманени детайли в една стъпка, разкривайки оригиналния метален цвят, като същевременно образува плътен анти{6}}ръждив филм. Този филм може да издържи на излагане на влажен въздух повече от десет дни, без да ръждясва. Работата му е проста, подобрява работната среда, намалява интензивността на труда и спестява работна сила и ресурси. Разтворът за-пасивиране на фосфатиране съдържа емулгатори, молибдати, разтворими фосфати и различни киселини. Този метод е приложим не само за гореспоменатите типове машини, но може да се използва и за защита от корозия на други подобни конструкции или рамки.
Прилагането на електростатично прахово покритие при производството на оборудване за сушене: Традиционните бои са течности, съдържащи големи количества естери, кетони и въглеводороди, причиняващи множество проблеми при производството, съхранението, транспортирането и строителството. Те са запалими, експлозивни и много опасни. Поради своята токсичност те се изпаряват в атмосферата, замърсявайки силно околната среда. Ето защо местните и международни производители на покрития са посветени на разработването на нови видове покрития, които използват по-малко или никакво решение. Такъв нов вид покритие е прахово боядисване.
Горният капак на вибрираща сушилня с кипящ слой е направен предимно от студено{0}}валцована неръждаема стомана, което води до високи разходи. Причината за използването на неръждаема стомана вместо обикновена въглеродна стомана е, че оборудването ще влезе в контакт с различни корозивни материали и газове по време на работа, а неръждаемата стомана има отлична устойчивост на корозия; следователно се използва студено валцована неръждаема стомана.
Електростатичното пръскане на прахови покрития от полиестерна смола върху обикновена въглеродна стомана постига устойчивост на корозия, сравнима с неръждаемата стомана. Тъй като този тип прахово покритие е здраво, издръжливо и има добри декоративни свойства, както и отлична устойчивост на външни атмосферни влияния и устойчивост на топлина, заедно с отлична устойчивост на корозия, устойчивост на тебешир, блясък и цветни характеристики, електростатичното прахово пръскане е напълно подходящо за защита от корозия на корпусите на сушилнята.
Дискусия относно заваряването на аустенитна никел-хромова неръждаема стомана Много компоненти на оборудването за сушене са заварени конструкции от ламарина, като повечето листове са 1Cr18Ni9Ti (тип 18-8). Проблеми с корозия и счупване често възникват по време на процеса на заваряване. Това сериозно засяга живота и производителността на продукта. Разликата между аустенитната неръждаема стомана и обикновената въглеродна стомана се състои в нейната слаба топлопроводимост, голям коефициент на топлинно разширение по време на нагряване и високо електрическо съпротивление. Поради тези характеристики са необходими специални процеси на заваряване на аустенитната стомана. Междукристалната корозия е един от основните проблеми на високолегираната стомана. Въпреки че самата тази стомана има висока устойчивост на корозия, процесът на заваряване намалява тази устойчивост. Формите на корозия по време на заваряване на аустенитна стомана включват: обща, локализирана и междукристална корозия. Местна фабрика внася сушилно оборудване от чужбина. Неправилните методи на заваряване увредиха микроструктурата на рамката от неръждаема стомана на ръкавния филтър, причинявайки междукристална корозия. По време на процеса на сушене материалът съдържа киселинни компоненти, водещи до бързо счупване на стоманената рамка.
Заключение Тъй като технологията за сушене се е развила до сегашното си състояние, като инженерна технология, нейният успех зависи не само от нивото на теорията за сушене, но и в тясна степен от структурата на оборудването, избора на материали и методите на производство. Като се имат предвид различни фактори, разработването на разумен план за производство има значително икономическо значение.