Die von Trocknungsanlagen verarbeiteten Materialien sind zahllos. Neben den Unterschieden in den physikalisch-chemischen Eigenschaften verschiedener Materialien und Produktanforderungen sind auch die thermophysikalischen Eigenschaften der Materialien während des Trocknungsprozesses und die Materialanforderungen an die Ausrüstung des Trocknungssystems während des Erhitzens wichtige Überlegungen für Designer. In diesem Artikel werden einige Methoden zur Materialauswahl in Trocknungsgeräten als Referenz für Designer vorgeschlagen.
Eigenschaften von Trocknungsgeräten
Bis heute wurden Hunderte Arten von Trocknungsgeräten erfolgreich entwickelt, von denen über hundert häufig in der industriellen Produktion eingesetzt werden. Es gibt auch verschiedene Methoden zur Klassifizierung von Trocknungsgeräten. Basierend auf der Wärmeübertragungsmethode im Trocknungsprozess können sie in Konvektionstrockner (wie Luftstromtrockner, Sprühtrockner, rotierende Schnelltrockner, Wirbelschichttrockner usw.), Konduktionstrockner (wie Rechentrockner, Walzentrockner) und Strahlungstrockner (wie Mikrowellentrockner, Ferninfrarottrockner) unterteilt werden. Darüber hinaus gibt es Trocknungsgeräte, die mehrere Wärmeübertragungsmethoden kombinieren, beispielsweise Schaufeltrockner.
Bei der überwiegenden Mehrheit der Trockner handelt es sich um nicht standardmäßige Geräte, vor allem weil jeder Trockner unterschiedliche Materialien verarbeitet und sich viele Trocknungsbedingungen je nach Material ändern, was zu Änderungen in der Struktur und den Materialien des Trockners führt. Daher ist es wichtig, die spezifischen Parameter des zu trocknenden Materials, wie Materialzustand, Arten des Feuchtigkeitsgehalts, Durchsatz, Materialeigenschaften während des Trocknungsprozesses, Vorhandensein von Korrosivität, Entflammbarkeit und Explosionsfähigkeit, Erzeugung statischer Elektrizität, spezifische Produktanforderungen und die wärmeempfindliche Temperatur des Materials, klar zu definieren, um die verschiedenen Parameter des Trockners zu bestimmen. Aus diesem Grund können viele Trockner nicht in Massenproduktion-hergestellt werden; Daher muss beim Entwurfsprozess auf die Spezifität des Materials und seine Anpassungsfähigkeit an die Arbeitsbedingungen geachtet werden.
Die Auswahlmethode für Materialien, die in Trocknungsgeräten verwendet werden, ist allgemein bekannt. Das Material der Trocknungsausrüstung ist ein entscheidender Faktor für die Kosten der Trocknungseinheit, und eine angemessene Materialauswahl ist ein wichtiges Mittel zur Kontrolle der Ausrüstungspreise. Im Allgemeinen sollten bei der Auswahl der Materialien für Trocknungsgeräte die folgenden Aspekte berücksichtigt werden: Erfüllung der Anforderungen des zu verarbeitenden Materials. Die Hauptaufgabe von Trocknungsgeräten besteht darin, ein bestimmtes Material zu trocknen. Da Trockner eine Vielzahl von Materialien verarbeiten und viele Bereiche wie Getreide, Lebensmittel, Pharmazeutika, Chemikalien, Forstprodukte, Papier und Metallurgie abdecken, ist die Anzahl der Produkte zahllos. Die Anforderungen an die zu trocknenden Materialien sind sehr unterschiedlich. Beispielsweise dürfen chemische Reagenzien, Arzneimittel, elektronische Materialien und elektrische Keramikmaterialien während des Trocknungsprozesses nicht mit Eisenionen vermischt werden; Daher sollten Kohlenstoffstahlmaterialien bei der Auswahl der Ausrüstung vermieden werden. Wenn die Feuchtigkeit im Material außerdem Säuren, Laugen, Salze oder organische Lösungsmittel enthält, kann sie verschiedene Metallmaterialien korrodieren. Diese Korrosion wird insbesondere beim Erhitzen verstärkt. Daher sollten geeignete Materialien basierend auf den Eigenschaften des Feuchtigkeitsgehalts im Material ausgewählt werden.
Hinsichtlich der Materialauswahl je nach Trocknertyp gibt es, wie bereits erwähnt, verschiedene Trocknertypen mit jeweils unterschiedlichen Funktionsprinzipien. Daher sollte dies bei der Materialauswahl umfassend berücksichtigt werden. Wenn beispielsweise Magnesiumoxid in einem Luftstromtrockner getrocknet wird, führen die hohe Geschwindigkeit des Materials im Luftstromrohr und die Härte des Magnesiumoxids zu starkem Verschleiß an den Bögen des Trocknungsrohrs. Daher sollte für diesen Bereich eine verschleißfeste Struktur bzw. ein verschleißfestes Material konzipiert werden. Darüber hinaus hat Edelstahl eine deutlich geringere Wärmeleitfähigkeit als Kohlenstoffstahl. Daher sollte bei Trocknungsanlagen, bei denen die Wärmeleitung die primäre Wärmeübertragungsmethode ist, und wenn Edelstahl als Hauptmaterial gewählt wird, die Wärmeaustauschfläche auf der Grundlage der Wärmeleitfähigkeit von Edelstahl berechnet werden. Technische Beispiele zeigen, dass Edelstahl bei der Auswahl von Dampfwärmetauschern 30 % mehr Oberfläche benötigt als Kohlenstoffstahl.
Die Auswahl der Materialien für den Trocknungsprozess variiert je nach Material und Trocknungsbedingungen. Ich habe einmal einen Hochtemperaturtrockner entworfen, der gleichzeitig anorganische Salze trocknet und eine Polymerisationsreaktion initiiert. Die erforderliche Trocknungslufttemperatur lag über 800 Grad, was die Verwendung von teurem, hochtemperaturbeständigem Edelstahl erforderlich machte. Da jedoch nicht alle Trockenkammern in der Hochtemperaturzone liegen, ergaben Berechnungen, dass hochtemperaturbeständige Materialien nur im Hochtemperaturbereich verwendet wurden. Es läuft jetzt seit über einem Jahr normal.
Materialauswahl basierend auf der Installationsumgebung der Ausrüstung: In vielen Fällen müssen, selbst wenn die oben genannten Bedingungen erfüllt sind, die Anforderungen der Installationsumgebung der Ausrüstung an die Materialien berücksichtigt werden. Wenn die Ausrüstung in einer Chemieanlage installiert wird, muss die Korrosivität der Umgebung auf die Ausrüstung, das Steuerungssystem und das elektrische System sorgfältig berücksichtigt werden, um eine vernünftige Konstruktionslösung zu entwickeln.
Korrosionsschutzmethoden für Trocknungsgeräte: Die meisten Trocknungsgeräte bestehen aus geschweißten Teilen, Platten und Zylindern. Für Trockner unterschiedlicher Einsatzbereiche ist eine Korrosionsschutzbehandlung erforderlich. Nachfolgend finden Sie einige Erfahrungen zum Materialkorrosionsschutz und zu Herstellungsmethoden.
Phosphatieren-Passivierungsprozess: Bei der Herstellung von vibrierenden Wirbelschichttrocknern bestehen 70 % der Teile aus Kohlenstoffstahl. Die lange Durchlaufzeit zwischen den Prozessen führt dazu, dass sich auf der Oberfläche eine große Menge Rost bildet, was vor dem Lackieren einen erheblichen manuellen Arbeitsaufwand für die Rostentfernung erfordert. Die Phosphatierungspassivierung behandelt durch eine elektrochemische Reaktion rostbedeckte Stahlwerkstücke in einem einzigen Schritt und bringt die ursprüngliche metallische Farbe zum Vorschein, während gleichzeitig ein dichter Rostschutzfilm entsteht. Diese Folie hält der Einwirkung feuchter Luft über zehn Tage stand, ohne zu rosten. Die Bedienung ist einfach, verbessert das Arbeitsumfeld, verringert die Arbeitsintensität und spart Arbeitskräfte und Ressourcen. Die Phosphatierungs--Passivierungslösung enthält Emulgatoren, Molybdate, lösliche Phosphate und verschiedene Säuren. Dieses Verfahren ist nicht nur auf die oben genannten Maschinentypen anwendbar, sondern kann auch zum Korrosionsschutz anderer ähnlicher Strukturen oder Rahmen verwendet werden.
Die Anwendung der elektrostatischen Pulverbeschichtung bei der Herstellung von Trocknungsgeräten: Herkömmliche Farben sind Flüssigkeiten, die große Mengen an Estern, Ketonen und Kohlenwasserstoffen enthalten und zahlreiche Probleme bei Produktion, Lagerung, Transport und Bau verursachen. Sie sind brennbar, explosiv und sehr unsicher. Aufgrund ihrer Toxizität verflüchtigen sie sich in der Atmosphäre und belasten die Umwelt stark. Daher widmen sich nationale und internationale Beschichtungshersteller der Entwicklung neuer Beschichtungsarten, die weniger oder gar keine Lösung benötigen. Eine dieser neuen Beschichtungsarten ist die Pulverbeschichtung.
Die obere Abdeckung eines vibrierenden Wirbelschichttrockners besteht größtenteils aus kaltgewalztem Edelstahl, was hohe Kosten verursacht. Der Grund für die Verwendung von Edelstahl anstelle von gewöhnlichem Kohlenstoffstahl besteht darin, dass die Ausrüstung während des Betriebs mit verschiedenen korrosiven Materialien und Gasen in Kontakt kommt und Edelstahl eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit aufweist. Daher wird kalt-gewalzter Edelstahl verwendet.
Durch elektrostatisches Aufsprühen von Polyesterharz-Pulverbeschichtungen auf gewöhnlichen Kohlenstoffstahl wird eine mit Edelstahl vergleichbare Korrosionsbeständigkeit erreicht. Da diese Art der Pulverbeschichtung robust und langlebig ist und über gute dekorative Eigenschaften sowie eine hervorragende Witterungs- und Hitzebeständigkeit im Außenbereich sowie eine ausgezeichnete Korrosionsbeständigkeit, Kreidungsbeständigkeit, Glanz und Farbleistung verfügt, eignet sich das elektrostatische Pulverspritzen hervorragend für den Korrosionsschutz von Trocknergehäusen.
Diskussion zum Schweißen von austenitischem Nickel-Chrom-Edelstahl. Viele Komponenten von Trocknungsgeräten sind geschweißte Blechkonstruktionen, wobei die meisten Bleche aus 1Cr18Ni9Ti (Typ 18-8) bestehen. Während des Schweißprozesses treten häufig Korrosions- und Bruchprobleme auf. Dies beeinträchtigt die Lebensdauer und Leistung des Produkts erheblich. Der Unterschied zwischen austenitischem Edelstahl und gewöhnlichem Kohlenstoffstahl liegt in seiner schlechten Wärmeleitfähigkeit, seinem großen Wärmeausdehnungskoeffizienten beim Erhitzen und seinem hohen elektrischen Widerstand. Aufgrund dieser Eigenschaften sind für austenitische Stähle spezielle Schweißverfahren erforderlich. Interkristalline Korrosion ist eines der Hauptprobleme hochlegierter Stähle. Während dieser Stahl selbst eine hohe Korrosionsbeständigkeit aufweist, verringert das Schweißverfahren diese Beständigkeit. Zu den Korrosionsformen beim Schweißen von austenitischem Stahl gehören: allgemeine, lokale und interkristalline Korrosion. Eine inländische Fabrik importierte Trocknungsgeräte aus dem Ausland. Unsachgemäße Schweißmethoden beschädigten die Mikrostruktur des Edelstahlrahmens des Beutelfilters und führten zu interkristalliner Korrosion. Während des Trocknungsprozesses enthielt das Material saure Bestandteile, die zu einem schnellen Bruch des Stahlrahmens führten.
Fazit Da sich die Trocknungstechnologie zu ihrem heutigen Stand als Ingenieurstechnologie entwickelt hat, hängt ihr Erfolg nicht nur vom Niveau der Trocknungstheorie ab, sondern auch eng von der Gerätestruktur, der Materialauswahl und den Herstellungsmethoden. Unter Berücksichtigung verschiedener Faktoren ist die Entwicklung eines vernünftigen Fertigungsplans von erheblicher wirtschaftlicher Bedeutung.