河南勃达节能设备有限公司

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公司信息

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刘工
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河南省郑州市国家高新技术开发区翠竹街1号总部企业基地35号楼
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450001
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膨胀珍珠岩的干燥方法及热泵干操设备优势的研究

2014-10-15  阅读(652)

   河南勃达微波设备有限责任公司的资深专家们对膨胀珍珠岩的各种干燥方法进行分析,并结合膨胀珠珍岩的特点进行了一些试验,并对各种试验方法的干燥效果进行比较,zui终研制出一种新型节能型的干燥设备——气流置换式热泵干操设备。

1真空干燥
    物料置于真空干燥设备容器内,抽除容器内的空气,使物料处于低压状态。由于压力降低,水的沸点相应降低,使物料内的水分在常温下就有可能汽化成水蒸汽而逸出,达到干燥的目的。但由于是颗粒状的多孔材料,抽气阻力大,汽化生成的水蒸汽也不易逸出物料层。当容器内的压力达到其环境温度所对应的饱和压力时,将形成一个动态平衡的局面,容器内的压力也就稳定在某一水平。如欲使物料具有较低的含湿量,需要长时间的抽气,这在实际生产中是不实用的。同时也说明膨胀珍珠岩用作低温液体贮槽的绝热材料时,事先一定要尽可能地去除水分,否则会使抽真空非常困难。
2加热干燥
    这是一种zui为人所熟悉的干燥方法,操作简单,是常用的方法之一,干燥效果比真空干燥好得多。试验表明,对同样数量的样品,在100℃下加热干燥二个小时的除湿量比真空干燥的除湿量要高两倍以上。干燥时温度控制在什么范围?是大家关心的问题。从干燥效果来说,应该是温度越高,去湿效果越好。但如果综合考虑能耗等因素,并不*如此。样品分别在100℃、150℃和200℃情况下干燥,对同样数量的样品,加热同样的时间,但除湿量增加并不明显。
3气流置换式干燥
    用干燥的气体强迫流过需要干燥的物料,亦有良好的干燥效果。试验表明,用常温的工业氮气置换干燥,在相同时间内的除湿量与加热干燥接近。如果用高温氮气进行置换,除湿量将成倍增加。这是因为高温气体在流动中与物料充分地接触,使空隙内吸附的水分获得能量后汽化成水蒸汽,干燥气流有很大的吸湿能力,所以除湿效果良好。
4去湿过程
    物料所吸收的水分可分为两类:一类是非结合水,另一类是结合水。非结合水与物料属机械结合,如物料表面的润湿水与空隙水。它们与物料的结合强度较小,比较容易除去。结合水为物化结合的水,吸附于物料毛细孔道。物料的干燥过程大致可分为两个阶段:恒速干燥阶段和降速干燥阶段。恒速干燥阶段除去的是非结合水,降速干燥阶段除去的是结合水。在恒速干燥阶段,非结合水与物料的结合力很小,其蒸汽压与同温度下纯水的蒸汽压一致。在恒定的干燥条件下其蒸汽压与空气中的水蒸汽分压能维持一个恒定的压差(及水蒸汽的浓度差不变),所以在这个阶段的干燥速率是稳定的。当非结合合水被除掉以后,干燥速率便开始下降。结合水是物料的多孔表面物理吸附的水蒸汽分子,由于结合水产生的蒸汽压恒低于同温度下的纯水的饱和蒸汽压,因此水蒸汽扩散到干燥介质中的推动力变小,干燥速度下降。膨胀珍珠岩中难于去除的就是结合水部分。水分的转移与热量有着密切的关系,单纯的加热由于膨胀珍珠岩的热阻很大,物料中心部分难以得到充分的热量,产生的水蒸汽也不易脱离物料。从干燥速率和节约能源的角度综合考虑,提出一种气流置换式热泵干燥设备。
5气流置换式热泵烘干机设备
    根据以上一些试验和分析知道,要有效地除去膨胀珍珠岩中的水分,必须要提供一定的能量给吸附在多孔表面的水蒸汽分子,才能使其解吸而脱离多孔表面,并由干燥的气体把这些水蒸汽带出来。干燥气体的吸湿能力与其相对湿度有关,尽可能降低干燥气体的相对湿度与给物料提供热量具有同样的意义。气流置换式热泵干燥装置能兼顾这两个方面。装置中设置有一个制冷一加热设备,蒸发器和冷凝器(翅片管式换热器)安装在干燥器的前面。空气首先经过制冷系统的蒸发器,使冷却到露点温度以下,,空气中的部分水蒸汽将冷凝在蒸发器的表面,使不宜使蒸发器表面温度接近摄氏零度,以防蒸发器表面结霜,增大空气流动阻力。空气经除湿处理后再经过冷凝器,蒸发器后面应当设置挡水器,,防止水滴被空气夹带。冷凝器是制冷系统的散热器,空气流经时起到加热空气的作用,同时也回收了制冷压缩机所消耗的能量。在干燥后期或视,在干燥空气进入物料之前,设置有一组电加热器,在干燥后期或实际需要时使用。
    干燥介质的吸湿能力主要取决介质中水蒸汽的分压力。如干燥介质是空气,那就与空气的相对湿度有关。因为相对湿度是水蒸汽分压力的总压之比。因此尽量降低空气进干燥器时的相对湿度是非常必要的,冷冻型热泵干燥装置比单纯的加热干燥装置有能使空气相对湿度更低或是达到相同的相对湿度条件下能耗更低的优点。由于制冷装置为热泵型,*全部回收制冷所消耗的功率,而且热效率比直接加热高。
结束语
    前面已提到,在真空——粉末型绝热中,膨胀珍珠岩的干燥程度直接影响真空夹层的压强,而绝热系统的表观热导率又主要取决于夹层内的压强。所以膨胀珍珠岩干燥设备的选用亦是珍珠岩干燥工艺当中非常重要的一环,值得注意的是非常干燥的膨胀珍珠岩在空气中的吸湿速度相当快,当活化好的膨胀珍珠岩在充填到真空夹层时,应尽量用管道输送,使之与空气隔绝。



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