Матеріали, які обробляються сушильним обладнанням, незліченні. Окрім відмінностей у фізико-хімічних властивостях різних матеріалів і вимог до продукції, теплофізичні властивості матеріалів під час процесу сушіння та вимоги до матеріалів для обладнання системи сушіння під час нагрівання також є ключовими міркуваннями для проектувальників. У цій статті запропоновано деякі методи вибору матеріалів для сушильного обладнання для ознайомлення проектувальників.
Характеристики сушильного обладнання
На сьогоднішній день успішно розроблено сотні типів сушильного обладнання, з яких більше сотні широко використовуються в промисловому виробництві. Існують також різні методи класифікації сушильного обладнання. Залежно від способу передачі тепла в процесі сушіння їх можна розділити на конвекційні сушарки (такі як сушарки з повітряним потоком, розпилювальні сушарки, ротаційні швидкі сушарки, сушарки з киплячим шаром тощо), кондуктивні сушарки (такі як грабельні сушарки, роликові сушарки) та радіаційні сушарки (такі як мікрохвильові сушарки, сушарки далекого-інфрачервоного випромінювання). Крім того, існує сушильне обладнання, яке поєднує в собі кілька способів теплообміну, наприклад, лопатеві сушарки.
Переважна більшість сушарок є не-стандартним обладнанням, головним чином тому, що кожна сушильна машина обробляє різні матеріали, і багато умов сушіння змінюються залежно від матеріалу, що призводить до змін у конструкції та матеріалах сушарки. Тому важливо чітко визначити конкретні параметри матеріалу, який потрібно висушити, такі як стан матеріалу, типи вмісту вологи, пропускну здатність, характеристики матеріалу під час процесу сушіння, наявність корозійності, займистості та вибухонебезпечності, утворення статичної електрики, специфічні вимоги до продукту та термочутливу температуру матеріалу, щоб визначити різні параметри сушарки. З цієї причини багато сушарок не можна-виробляти масово; тому в процесі проектування необхідно звертати увагу на специфіку матеріалу та його адаптованість до умов роботи.
Метод вибору матеріалів для сушильного обладнання добре-відомий. Матеріал сушильного обладнання є вирішальним елементом вартості сушильної установки, а розумний вибір матеріалу є важливим засобом контролю цін на обладнання. Загалом, під час вибору матеріалів для сушильного обладнання слід враховувати такі аспекти: Відповідність потребам матеріалу, що обробляється. Основне завдання сушильного обладнання - висушити заданий матеріал. Оскільки сушарки обробляють широкий спектр матеріалів, охоплюючи багато сфер, таких як зерно, харчові продукти, фармацевтичні препарати, хімікати, лісові товари, папір і металургія, кількість продуктів незліченна. Вимоги до матеріалів, що висушуються, дуже різні. Наприклад, хімічні реагенти, фармацевтичні препарати, електронні матеріали та електричні керамічні матеріали не можна змішувати з іонами заліза під час процесу сушіння; тому при виборі обладнання слід уникати матеріалів з вуглецевої сталі. Крім того, якщо волога в матеріалі містить кислоти, луги, солі або органічні розчинники, вона може викликати корозію різних металевих матеріалів. Ця корозія посилюється, особливо під час нагрівання. Тому відповідні матеріали слід вибирати, виходячи з характеристик вмісту вологи в матеріалі.
Щодо вибору матеріалу на основі типу сушарки, як згадувалося раніше, існують різні типи сушарок, кожна з яких має різний принцип роботи. Тому це необхідно враховувати при виборі матеріалів. Наприклад, під час сушіння оксиду магнію в сушарці повітряного потоку висока швидкість матеріалу в трубі повітряного потоку та твердість оксиду магнію викликають сильне зношування вигинів сушильної труби. Тому для цієї зони слід розробити зносостійку-конструкцію або-зносостійкий матеріал. Крім того, нержавіюча сталь має значно нижчу теплопровідність, ніж вуглецева сталь. Тому в сушильному обладнанні, де теплопровідність є основним методом теплопередачі, якщо в якості основного матеріалу обрано нержавіючу сталь, площа теплообміну повинна розраховуватися на основі теплопровідності нержавіючої сталі. Інженерні приклади показують, що при виборі парових теплообмінників нержавіюча сталь вимагає на 30% більшої площі поверхні, ніж вуглецева сталь.
Вибір матеріалів для процесу сушіння залежить від матеріалу та умов сушіння. Одного разу я розробив високотемпературну-сушарку, яка одночасно сушить неорганічні солі та ініціює реакцію полімеризації. Потрібна температура повітря для сушіння була вище 800 градусів, що вимагало використання дорогої нержавіючої сталі, стійкої до високих-температур. Однак, враховуючи, що не всі сушильні камери знаходяться в зоні високих-температур, розрахунки показали, що матеріали, стійкі до високих-температур, використовувалися лише в зоні високих{8}}температур. Вже більше року він працює нормально.
Вибір матеріалу на основі середовища встановлення обладнання: у багатьох випадках, навіть якщо виконуються вищевказані умови, необхідно враховувати вимоги середовища встановлення обладнання до матеріалів. Якщо обладнання встановлено на хімічному заводі, необхідно ретельно розглянути корозійну дію навколишнього середовища на обладнання, систему керування та електричну систему, щоб розробити розумне проектне рішення.
Методи захисту від корозії сушильного обладнання: більшість сушильного обладнання складається із зварних частин, пластин і циліндрів. Антикорозійна обробка необхідна для сушарок різного призначення. Нижче наведено деякий досвід із захисту матеріалів від корозії та методів виробництва.
Процес-пасивації фосфатування: у виробництві вібраційних сушарок із псевдозрідженим шаром 70% деталей виготовлено з вуглецевої сталі. Тривалий час між процесами призводить до утворення великої кількості іржі на поверхні, що вимагає значної ручної праці для видалення іржі перед фарбуванням. Фосфатируюча-пасивація за допомогою електрохімічної реакції очищає-покриті іржею сталеві заготовки за один крок, відкриваючи оригінальний металевий колір, одночасно утворюючи щільну-антикорозійну плівку. Ця плівка може витримувати вплив вологого повітря більше десяти днів без іржавіння. Його експлуатація проста, покращує робоче середовище, знижує трудомісткість і економить робочу силу та ресурси. Розчин для фосфатування-пасивації містить емульгатори, молібдати, розчинні фосфати та різні кислоти. Цей метод застосовний не тільки до вищезгаданих типів машин, але також може бути використаний для захисту від корозії інших подібних конструкцій або рам.
Застосування електростатичного порошкового покриття у виробництві сушильного обладнання: традиційні фарби – це рідини, що містять велику кількість складних ефірів, кетонів і вуглеводнів, що спричиняє численні проблеми при виробництві, зберіганні, транспортуванні та будівництві. Вони легкозаймисті, вибухонебезпечні та дуже небезпечні. Через свою токсичність вони випаровуються в атмосферу, сильно забруднюючи навколишнє середовище. Тому вітчизняні та міжнародні виробники покриттів націлені на розробку нових типів покриттів, які використовують менше або зовсім не використовують розчин. Одним із таких нових видів покриття є порошкове.
Верхня кришка вібраційної сушарки з киплячим шаром здебільшого виготовлена з холоднокатаної нержавіючої сталі, що призводить до високих витрат. Причина використання нержавіючої сталі замість звичайної вуглецевої сталі полягає в тому, що під час роботи обладнання буде контактувати з різними корозійними матеріалами та газами, а нержавіюча сталь має чудову стійкість до корозії; тому використовується холоднокатана нержавіюча сталь.
Електростатичне розпилення порошкових покриттів з поліефірної смоли на звичайну вуглецеву сталь забезпечує стійкість до корозії, порівнянну з нержавіючої сталі. Оскільки цей тип порошкового покриття є міцним, довговічним і має хороші декоративні властивості, а також відмінну стійкість до атмосферних впливів і тепла на відкритому повітрі, а також чудову стійкість до корозії, стійкість до крейди, глянець і колір, електростатичне порошкове напилення ідеально підходить для захисту від корозії оболонок сушильних машин.
Обговорення зварювання аустенітної нікелевої-хромистої нержавіючої сталі. Багато компонентів сушильного обладнання є зварними конструкціями з листового металу, причому більшість листів 1Cr18Ni9Ti (тип 18-8). У процесі зварювання часто виникають проблеми з корозією та руйнуванням. Це серйозно впливає на термін служби та продуктивність продукту. Відмінність аустенітної нержавіючої сталі від звичайної вуглецевої сталі полягає в її поганій теплопровідності, великому коефіцієнті теплового розширення при нагріванні та високому електричному опорі. Через ці характеристики для аустенітної сталі потрібні спеціальні процеси зварювання. Міжкристалічна корозія є однією з основних проблем високолегованої сталі. Хоча ця сталь сама по собі має високу стійкість до корозії, процес зварювання знижує цю стійкість. До форм корозії при зварюванні аустенітної сталі відносяться: загальна, локалізована і міжкристалічна корозія. Вітчизняний завод імпортував сушильне обладнання з-за кордону. Невідповідні методи зварювання пошкодили мікроструктуру каркаса рукавного фільтра з нержавіючої сталі, спричинивши міжкристалітну корозію. Під час сушіння матеріал містив кислотні компоненти, що призводило до швидкого руйнування сталевого каркасу.
Висновок Оскільки технологія сушіння досягла свого сучасного стану, як інженерна технологія, її успіх залежить не лише від рівня теорії сушіння, але також тісно залежить від структури обладнання, вибору матеріалів і методів виробництва. Враховуючи різні фактори, розробка обґрунтованого плану виробництва має важливе економічне значення.