Materiały przetwarzane przez urządzenia suszące są niezliczone. Oprócz różnic we właściwościach fizykochemicznych różnych materiałów i wymagań produktu, właściwości termofizyczne materiałów podczas procesu suszenia oraz wymagania materiałowe dotyczące wyposażenia systemu suszenia podczas ogrzewania są również kluczowymi czynnikami rozważanymi przez projektantów. W artykule zaproponowano pewne metody doboru materiałów w urządzeniach suszących, do wykorzystania przez projektantów.
Charakterystyka sprzętu suszącego
Do chwili obecnej z sukcesem opracowano setki typów urządzeń suszących, z czego ponad sto jest powszechnie stosowanych w produkcji przemysłowej. Istnieją również różne metody klasyfikacji urządzeń suszących. Ze względu na metodę wymiany ciepła w procesie suszenia można je podzielić na suszarki konwekcyjne (takie jak suszarki nadmuchowe, suszarki rozpyłowe, szybkie suszarki rotacyjne, suszarki ze złożem fluidalnym itp.), suszarki przewodzące (takie jak suszarki grabiowe, suszarki walcowe) i suszarki radiacyjne (takie jak suszarki mikrofalowe, suszarki na daleką-podczerwień). Ponadto istnieją urządzenia suszące, które łączą w sobie kilka metod wymiany ciepła, takie jak suszarki łopatkowe.
Zdecydowana większość suszarek to wyposażenie niestandardowe-, głównie dlatego, że każda suszarnia przetwarza inne materiały, a wiele warunków suszenia zmienia się w zależności od materiału, co prowadzi do zmian w strukturze i materiałach suszarki. Dlatego istotne jest jasne określenie konkretnych parametrów suszonego materiału, takich jak stan materiału, rodzaj zawartości wilgoci, przepustowość, charakterystyka materiału w procesie suszenia, obecność korozyjności, palność i wybuchowość, wytwarzanie elektryczności statycznej, specyficzne wymagania produktu i temperatura termoczuła materiału, w celu określenia różnych parametrów suszarki. Z tego powodu wielu suszarek nie można-produkować masowo; dlatego w procesie projektowania należy zwrócić uwagę na specyfikę materiału i jego zdolność adaptacji do warunków pracy.
Metoda doboru materiałów stosowanych w urządzeniach suszących jest dobrze-znana. Materiał sprzętu suszącego jest kluczowym elementem kosztu urządzenia suszącego, a rozsądny dobór materiałów jest ważnym sposobem kontrolowania cen sprzętu. Ogólnie rzecz biorąc, przy wyborze materiałów do sprzętu suszącego należy wziąć pod uwagę następujące aspekty: Spełnienie potrzeb przetwarzanego materiału. Głównym zadaniem urządzeń suszących jest suszenie danego materiału. Ponieważ suszarki obsługują szeroką gamę materiałów, obejmujących wiele dziedzin, takich jak zboża, żywność, farmaceutyki, chemikalia, produkty leśne, papier i metalurgia, liczba produktów jest niezliczona. Wymagania dotyczące suszonych materiałów są bardzo zróżnicowane. Na przykład odczynników chemicznych, farmaceutyków, materiałów elektronicznych i materiałów ceramicznych nie wolno mieszać z jonami żelaza podczas procesu suszenia; dlatego przy wyborze sprzętu należy unikać materiałów ze stali węglowej. Ponadto, jeśli wilgoć w materiale zawiera kwasy, zasady, sole lub rozpuszczalniki organiczne, może powodować korozję różnych materiałów metalowych. Korozja ta nasila się, zwłaszcza podczas ogrzewania. Dlatego też należy dobierać odpowiednie materiały w oparciu o charakterystykę zawartości wilgoci w materiale.
Jeśli chodzi o dobór materiału w zależności od typu suszarki, jak wspomniano wcześniej, istnieją różne typy suszarek, każdy o innej zasadzie działania. Dlatego należy to w pełni wziąć pod uwagę przy wyborze materiałów. Na przykład podczas suszenia tlenku magnezu w suszarce przepływowej duża prędkość materiału w rurze przepływu powietrza i twardość tlenku magnezu powodują poważne zużycie zagięć rury suszącej. Dlatego dla tego obszaru należy zaprojektować-odporną na zużycie konstrukcję lub-materiał odporny na zużycie. Ponadto stal nierdzewna ma znacznie niższą przewodność cieplną niż stal węglowa. Dlatego też w urządzeniach suszących, w których podstawową metodą wymiany ciepła jest przewodzenie ciepła, jeśli jako główny materiał wybrano stal nierdzewną, powierzchnię wymiany ciepła należy obliczyć na podstawie przewodności cieplnej stali nierdzewnej. Przykłady inżynieryjne pokazują, że przy wyborze parowych wymienników ciepła stal nierdzewna wymaga o 30% większej powierzchni niż stal węglowa.
Wybór materiałów do procesu suszenia różni się w zależności od materiału i warunków suszenia. Kiedyś zaprojektowałem wysokotemperaturową-suszarkę, która jednocześnie suszy sole nieorganiczne i inicjuje reakcję polimeryzacji. Wymagana temperatura powietrza suszącego przekraczała 800 stopni, co wymagało zastosowania drogiej stali nierdzewnej-odpornej na wysokie temperatury. Biorąc jednak pod uwagę, że nie wszystkie komory suszące znajdują się w strefie-wysokiej temperatury, obliczenia wykazały, że materiały odporne-na wysoką temperaturę zostały użyte tylko w obszarze-wysokiej temperatury. Już ponad rok działa normalnie.
Wybór materiału w oparciu o środowisko instalacji sprzętu: W wielu przypadkach, nawet jeśli powyższe warunki są spełnione, należy wziąć pod uwagę wymagania środowiska instalacji sprzętu dotyczące materiałów. Jeżeli sprzęt jest zainstalowany w zakładzie chemicznym, w celu opracowania rozsądnego rozwiązania projektowego należy dokładnie rozważyć korozyjność środowiska dla sprzętu, układu sterowania i układu elektrycznego.
Metody ochrony antykorozyjnej urządzeń suszących: Większość urządzeń suszących składa się z części spawanych, płyt i cylindrów. W przypadku suszarek o różnych zastosowaniach konieczne jest zabezpieczenie przed korozją. Poniżej przedstawiono niektóre doświadczenia w zakresie ochrony materiałów przed korozją i metod produkcji.
Proces pasywacji-fosforanowania: podczas produkcji wibracyjnych suszarek ze złożem fluidalnym 70% części jest wykonanych ze stali węglowej. Długi czas pomiędzy procesami powoduje powstawanie dużej ilości rdzy na powierzchni, co wymaga znacznej pracy ręcznej w celu usunięcia rdzy przed malowaniem. Fosforanowanie-pasywacja, poprzez reakcję elektrochemiczną, pozwala na obróbkę-pokrytych rdzą elementów stalowych w jednym etapie, odsłaniając oryginalny metaliczny kolor, jednocześnie tworząc gęstą-powłokę antykorozyjną. Folia ta wytrzymuje ekspozycję na wilgotne powietrze przez ponad dziesięć dni bez rdzewienia. Jego obsługa jest prosta, poprawia środowisko pracy, zmniejsza intensywność pracy oraz oszczędza siłę roboczą i zasoby. Roztwór do-pasywacji fosforanowej zawiera emulgatory, molibdeniany, rozpuszczalne fosforany i różne kwasy. Metodę tę można zastosować nie tylko w przypadku wyżej wymienionych typów maszyn, ale można ją również zastosować do zabezpieczenia antykorozyjnego innych podobnych konstrukcji lub ram.
Zastosowanie elektrostatycznego malowania proszkowego w produkcji urządzeń suszących: Tradycyjne farby to ciecze zawierające duże ilości estrów, ketonów i węglowodorów, powodujące liczne problemy w produkcji, przechowywaniu, transporcie i budownictwie. Są łatwopalne, wybuchowe i bardzo niebezpieczne. Ze względu na swoją toksyczność ulatniają się do atmosfery, poważnie zanieczyszczając środowisko. Dlatego krajowi i międzynarodowi producenci powłok poświęcają się opracowywaniu nowych typów powłok, które wykorzystują mniej roztworu lub nie wykorzystują go wcale. Jednym z takich nowych rodzajów powłok jest malowanie proszkowe.
Górna pokrywa wibracyjnej suszarki ze złożem fluidalnym jest w większości wykonana z-walcowanej na zimno stali nierdzewnej, co wiąże się z wysokimi kosztami. Powodem stosowania stali nierdzewnej zamiast zwykłej stali węglowej jest to, że podczas pracy sprzęt będzie miał kontakt z różnymi materiałami i gazami korozyjnymi, a stal nierdzewna ma doskonałą odporność na korozję; dlatego stosuje się-walcowaną na zimno stal nierdzewną.
Elektrostatyczne natryskiwanie powłok proszkowych z żywicy poliestrowej na zwykłą stal węglową pozwala uzyskać odporność na korozję porównywalną ze stalą nierdzewną. Ponieważ ten rodzaj powłoki proszkowej jest wytrzymały, trwały i ma dobre właściwości dekoracyjne, a także doskonałą odporność na warunki atmosferyczne i odporność na ciepło, a także doskonałą odporność na korozję, odporność na kredowanie, połysk i zachowanie koloru, elektrostatyczne natryskiwanie proszkowe doskonale nadaje się do ochrony przed korozją korpusów suszarek.
Dyskusja na temat spawania austenitycznej stali niklowej-chromowej stali nierdzewnej Wiele elementów urządzeń suszących to spawane konstrukcje blaszane, przy czym większość blach to 1Cr18Ni9Ti (typ 18-8). Podczas procesu spawania często pojawiają się problemy z korozją i pękaniem. Ma to poważny wpływ na żywotność i wydajność produktu. Różnica między austenityczną stalą nierdzewną a zwykłą stalą węglową polega na jej słabej przewodności cieplnej, dużym współczynniku rozszerzalności cieplnej podczas ogrzewania i wysokiej rezystancji elektrycznej. Ze względu na te właściwości, w przypadku stali austenitycznej wymagane są specjalne procesy spawania. Korozja międzykrystaliczna jest jednym z głównych problemów stali wysokostopowej. Chociaż sama ta stal ma wysoką odporność na korozję, proces spawania zmniejsza tę odporność. Do form korozji występujących podczas spawania stali austenitycznej zalicza się korozję ogólną, miejscową i międzykrystaliczną. Krajowa fabryka importowała sprzęt suszący z zagranicy. Niewłaściwe metody spawania uszkodziły mikrostrukturę ramy ze stali nierdzewnej filtra workowego, powodując korozję międzykrystaliczną. Podczas procesu suszenia materiał zawierał składniki kwasowe, co doprowadziło do szybkiego pęknięcia stalowej ramy.
Wniosek W miarę jak technologia suszenia osiągnęła swój obecny stan, czyli technologię inżynieryjną, jej powodzenie zależy nie tylko od poziomu teorii suszenia, ale także ściśle od konstrukcji sprzętu, doboru materiałów i metod produkcji. Biorąc pod uwagę różne czynniki, opracowanie rozsądnego planu produkcji ma duże znaczenie ekonomiczne.