郭映裕

[摘 ? ?要]熱風(fēng)循環(huán)干燥技術(shù)具有一個明顯的缺點，就是干燥設(shè)備的安全性能和節(jié)能性能較差。為解決這個問題，詳細(xì)介紹了熱風(fēng)干燥工藝，分析改進(jìn)熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備安全節(jié)能技術(shù)的重要性，研究熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全節(jié)能改進(jìn)技術(shù)。

[關(guān)鍵詞]干燥設(shè)備;安全節(jié)能;改進(jìn)技術(shù)

[中圖分類號]TQ051.892 [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The hot air circulation drying technology has a obvious disadvantage， which is the poor safety and energy saving performance of drying equipment. In order to solve this problem， this paper will introduce the hot air drying technology in detail， analyze the importance of improving the safety and energy saving technology of the hot air circulation drying equipment， and study the safety and energy saving improvement technology of the hot air circulation drying equipment.

[Keywords]drying equipment; safety and energy saving; improvement technology

1 熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝概述

1.1 熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝的主要特征

熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝主要用于制藥行業(yè)、化工行業(yè)以及涂裝行業(yè)，熱風(fēng)干燥設(shè)備的工作效率決定了這些行業(yè)的發(fā)展方向。在熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備工作的過程中，設(shè)備中的可燃?xì)怏w逐漸增加。當(dāng)可燃?xì)怏w濃度達(dá)到爆炸濃度下限時，在遇見火源的情況下，熱風(fēng)干燥設(shè)備很有可能發(fā)生爆炸。例如，當(dāng)熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備內(nèi)的溫度過高或者設(shè)備接地不良引起靜電火花時，就會生爆炸事件。熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝雖然具有物料干燥速率快、產(chǎn)量高以及干燥均勻等優(yōu)點，但是就目前來看，熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝的安全節(jié)能性較低，工作人員使用熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備開展物料干燥工作時，面臨的危險性比較明顯。與此同時，當(dāng)前的熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備節(jié)能性較低，會浪費很多資源和能源，不符合節(jié)能發(fā)展理念，因此有必要針對熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝存在的缺點，采取具體措施對熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝進(jìn)行改進(jìn)，有效提升熱風(fēng)干燥設(shè)備的工作效率。

1.2 熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的工作原理與日常維修

一般而言，可在熱風(fēng)循環(huán)干燥類設(shè)備的出風(fēng)口測溫，并將該類數(shù)據(jù)反饋到相應(yīng)的溫控儀內(nèi)。在應(yīng)用該設(shè)備前就需完成標(biāo)準(zhǔn)溫度設(shè)定，利用該項數(shù)據(jù)來監(jiān)控該設(shè)備的實際運行溫度，確保該溫度的合理性。在完成溫度檢測后應(yīng)將相關(guān)信息重新傳遞到固定繼電器內(nèi)，通過該類數(shù)據(jù)來控制加熱器的工作情況。在安裝熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的過程中，相關(guān)人員應(yīng)將該裝置放置在室內(nèi)干燥處，避免其遭受潮濕或雨水的侵襲。在使用過程中要保證該環(huán)境內(nèi)的通風(fēng)性，不要在密封箱內(nèi)使用。在維護或檢修期間需讓其遠(yuǎn)離氣體、易爆、易燃等危險品，提升設(shè)備使用的安全性。在開展日常維護期間，相關(guān)人員需適時檢測該設(shè)備電源與整機的連接性，及時清除其內(nèi)部或設(shè)備表面的污跡、油污、塵埃等，提升設(shè)備使用的流暢度，除了定期清理其周圍灰塵外，還要適時清掃通風(fēng)機內(nèi)的進(jìn)風(fēng)口濾網(wǎng)，借助設(shè)備整潔度來改善其運行質(zhì)量，保障各項技術(shù)的充分使用。

2 改進(jìn)熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備安全節(jié)能技術(shù)的重要性

某公司使用的熱風(fēng)循環(huán)干燥罐采用半埋立式設(shè)計，該干燥罐由排氣口、安全照明燈、溫度傳感器、防爆泄壓裝置、膨脹罐、空氣散熱片、氣動閥門、循環(huán)風(fēng)機、電加熱器、冷凝器、導(dǎo)熱器、活性炭吸附裝置以及排氣風(fēng)機組成。從干燥罐底注入空氣，干燥罐將空氣加熱到預(yù)定的溫度后，干燥罐風(fēng)機會將加熱后的空氣輸送到干燥罐內(nèi)對相關(guān)工件表面的涂料進(jìn)行干燥處理。干燥完畢后，空氣會從干燥罐灌頂抽出。在此過程中，一部分空氣會從干燥罐排氣管路排出，另一部分空氣會通過干燥罐的循環(huán)管路再次回到干燥罐罐底循環(huán)使用。在某次干燥過程中，由于干燥罐的安全性能不高，罐內(nèi)的高濃度苯乙烯與空氣爆炸性混合氣體遇點火源，因此造成爆炸事故，給該公司造成了360余萬元的經(jīng)濟損失。同時該熱風(fēng)循環(huán)干燥罐的運行效率不高，耗電量大，不符合安全節(jié)能的發(fā)展理念。從安全性和節(jié)能性兩方面來看，該公司的熱風(fēng)干燥罐均不符合要求。當(dāng)干燥罐發(fā)生爆炸時，會對工作人員造成傷害，且工作人員不按要求操作干燥罐也會存在較大的安全隱患。因此，為降低公司的損失，很有必要采取具體措施，對公司的熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和升級。

3 熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全節(jié)能改進(jìn)技術(shù)研究

使用KLF模型能夠模擬熱風(fēng)循環(huán)干燥罐中苯乙烯的濃度變化，該模型由Stolpe F和Forster H研究提出。該模型的具體表達(dá)式為Vdc=dD-cLdt。在通風(fēng)速率為1 200 m3/h、溫度為150 ℃、繞組數(shù)為12組的情況下，根據(jù)模擬結(jié)果圖可知，當(dāng)熱風(fēng)循環(huán)干燥中的通風(fēng)速率遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過1200 m3/h時，能夠避免干燥罐中最大苯乙烯的濃度介于爆炸范圍之間，由此可有效避免爆炸事故的發(fā)生。但是在這種情況下，熱風(fēng)循環(huán)干燥罐的能量損耗極高，不利于公司的可持續(xù)發(fā)展。與此同時，適當(dāng)減小熱風(fēng)干燥罐的繞組數(shù)，能夠有效降低苯乙烯的濃度，從而能夠避免爆炸事故的發(fā)生。但是在這種情況下，熱風(fēng)干燥罐的生產(chǎn)效率會大幅降低。針對這些問題，可從以下三個方面對熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。

3.1 熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的本質(zhì)安全節(jié)能改進(jìn)思路

通過往熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備中加入惰性氣體的方式，可有效降低干燥設(shè)備工作過程中的爆炸危險性，同時這也是熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的本質(zhì)安全節(jié)能思路?？稍跓犸L(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備中設(shè)置氮氣雙進(jìn)回路和雙排氣回路，將設(shè)備中的氣壓維持在一定的范圍內(nèi)，防止空氣進(jìn)入干燥設(shè)備中，對干燥設(shè)備的正常運行造成影響。與此同時，通過簡化熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝過程，摒棄傳統(tǒng)的間歇通風(fēng)換氣工序，將熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)改造成完全密閉的全循環(huán)形式，即可有效提升熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全性和節(jié)能性。熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的本質(zhì)節(jié)能改進(jìn)思路可從三個方面進(jìn)行考慮，這三個方面分別是物料、工藝和設(shè)備。對于物料而言，通過采用氮氣置換空氣的方式，即可有效提升熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全性和節(jié)能性。對于熱風(fēng)循環(huán)干燥工藝而言，①通過將系統(tǒng)微正壓控制在不大于0.1MPa范圍內(nèi)的方式，有效提升熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。②改進(jìn)熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的進(jìn)氣管路和排氣管路，也能有效提升熱循環(huán)干燥系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。③物料干燥工作前和物料干燥后，通過抽真空排氣，進(jìn)行系統(tǒng)自動泄壓，能夠有效提高熱風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)的安全性能和節(jié)能性能。對于熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備而言，在保證干燥產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的前提下，對熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的本質(zhì)安全進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化，即可有效提升設(shè)備的安全節(jié)能性能。同時，在熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)中增加安全輔助裝置也能有效提高干燥系統(tǒng)的整體性能。另外，增加密閉全循環(huán)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)，也可最大限度提升熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的節(jié)能性和安全性。

3.2 干燥設(shè)備干燥過程中的充氮控氧工藝設(shè)計

對熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)后，主要使用氮氣代替空氣作為循環(huán)介質(zhì)對物料進(jìn)行干燥，通過這種方式，能夠有效降低熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備運行過程中存在的爆炸危險性。為降低熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)的爆炸危險性，可將設(shè)備內(nèi)氮氣的濃度控制在低于苯乙烯氣體爆炸的最大允許氧含量內(nèi)。一般情況下，將罐內(nèi)氧含量控制在7%以內(nèi)，即氮氣濃度為93%以上，即可有效降低干燥罐的爆炸危險性。為控制干燥罐內(nèi)的環(huán)境和氧含量，需要往干燥罐中不斷充入氮氣，保持罐內(nèi)微正壓符合要求，即可有效提升熱風(fēng)循環(huán)干燥罐的安全性和節(jié)能性。

3.3 干燥前后增加抽真空排氣工序

在干燥前后增加抽真空排氣工序，能夠有效解決傳統(tǒng)熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)干燥周期較長、尾氣處理措施存在缺陷等問題。進(jìn)行物料干燥作業(yè)前，增加該工序的主要目的是為了減少充氮置換過程中對氮氣的消耗，達(dá)到節(jié)約氮氣資源、節(jié)約干燥時間的效果。對物料進(jìn)行干燥作業(yè)后，增加抽真空排氣工序的主要目的是迅速排除干燥罐內(nèi)的可燃性混合物，從而提升干燥系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。與此同時，應(yīng)用氣體濃度檢測系統(tǒng)和其他安全輔助后，也能在一定程度上提升熱風(fēng)循環(huán)干燥系統(tǒng)的安全性和節(jié)能性。

3.4 熱風(fēng)循環(huán)干燥烘干易拉罐的實例

易拉罐在清洗后、內(nèi)涂、彩印工藝后都必須烘干。采用循環(huán)熱空氣帶走物料上的水分，熱風(fēng)通過位于頂部的循環(huán)風(fēng)機，新熱干空氣往下吹，經(jīng)過導(dǎo)流、多孔板均化、垂直風(fēng)刀引流后作用于易拉罐上，帶走罐上的水分;循環(huán)風(fēng)從底部的兩側(cè)回到循環(huán)風(fēng)機的入口，必經(jīng)通道設(shè)置燃燒機，加熱空氣;未經(jīng)燃燒前抽走部分濕熱空氣，抽出的量經(jīng)過計算，保證長期連續(xù)烘干熱空氣成分的穩(wěn)定，這樣才能保證連續(xù)烘干的有效性，由于燃燒室氣壓比環(huán)境氣壓低，新鮮風(fēng)門能自動吸入新鮮空氣，以保證每一循環(huán)熱干空氣的成分恒定。

燃燒機設(shè)置有根據(jù)溫度自動調(diào)節(jié)燃?xì)饬康谋壤y，熄火自動斷氣的高低壓截止閥，紫外線自檢火焰探測器，風(fēng)壓開關(guān)監(jiān)控風(fēng)機是否意外停止，防爆自動門設(shè)定一定壓力下自動卸壓，熄火后通過循環(huán)排空再繼續(xù)點火以防燃?xì)庑孤┰斐牲c火時爆炸，多手段串聯(lián)防止安全事故的發(fā)生。

這套設(shè)計模式已取得美國防火協(xié)會、全球保險系統(tǒng)等機構(gòu)的安全認(rèn)證。

3.5 熱風(fēng)循環(huán)干燥類設(shè)備的安全度研究

為探究熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全節(jié)能效果，對該設(shè)備內(nèi)部的技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行了一定的改造。熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的安全性指標(biāo)主要包含主反應(yīng)熱、副反應(yīng)熱、易燃性、爆炸性、毒性、腐蝕性等，在應(yīng)用過程中其總量、溫度、壓力、設(shè)備安全性等數(shù)據(jù)也會出現(xiàn)較大改變，在進(jìn)行實際設(shè)計時，技術(shù)人員依照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，科學(xué)調(diào)整該設(shè)備中的各類數(shù)據(jù)，使其影響安全類數(shù)據(jù)符合設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)。在完成改造以后，熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備的能耗數(shù)據(jù)與干燥用時都得到了合理控制，其能耗縮減的速度較快，干燥節(jié)能的效率甚至提升到了80%，利用干燥過程的全封閉系統(tǒng)可有效克服此前系統(tǒng)內(nèi)部的熱損失問題，有效改善設(shè)備的干燥效率。在實際使用時由于熱風(fēng)循環(huán)干燥設(shè)備存有能耗高、安全性低的缺陷，通過使用思路的轉(zhuǎn)換，借助雙充氮進(jìn)氣回路可切實改進(jìn)干燥罐中的氣體惰化環(huán)境，利用排氣雙回路有效完善系統(tǒng)運行狀態(tài)，使該系統(tǒng)始終保持著微正壓狀態(tài)?？山栌脽犸L(fēng)循環(huán)干燥技術(shù)來優(yōu)化該裝置的內(nèi)部指標(biāo)，如危險性等，通過化學(xué)指標(biāo)的改進(jìn)，設(shè)備安全性得到較大改善，其干燥效率得到提高，能耗適時降低，增強設(shè)備運行的科學(xué)性。

4 結(jié)論

安全節(jié)能是當(dāng)下各領(lǐng)域的重要研究話題，同時也是實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。因此，針對熱風(fēng)循環(huán)干燥技術(shù)存在的缺點，有必要采取具體措施對熱風(fēng)循環(huán)安全節(jié)能技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提升熱風(fēng)干燥設(shè)備的工作效率。

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