A dupla kúpos vákuumszárító berendezések jellemzői és hátrányai

1 Áttekintés

A dupla kúpos vákuumszárító (a továbbiakban: dupla kúpos) egy hosszú múltra visszatekintő, vákuumos, közvetett fűtésű, dinamikus szárító, amely egy energiatakarékos szárítóberendezés. Jellemzője, hogy a vákuumkúpot egy hajtásmechanizmus 360 fokban megforgatja. A forgás elősegíti az anyagok keveredését a kúpban, és a kúp fűtőfelületével érintkezik a melegítéssel. Az anyagok folyamatos keverése öntisztító hatást gyakorol a fűtőfelületre. A hőmérsékletkülönbség nagyon előnyös számos hőérzékeny anyag alacsony hőmérsékletű szárításakor is.

A kettős kúp vákuum alatt működik, más inert gázok beavatkozása nélkül, ami nagyon kedvez a különféle szerves oldószereket tartalmazó anyagok elpárologtatásának és szárításának, valamint az oldószerek nagy oldószer-visszanyerési aránnyal történő visszanyerésének. A kettős kúp szerkezeti alakja nagyon kedvez a száraz anyag tiszta és gyors ürítésének, ami egy olyan működési előny, amely nem hasonlítható össze más típusú szárítóval.

A dupla kúp alkalmas különféle laza anyagok ragadós falak nélküli szárítására. Mivel a kipufogógáz-szűrő a kúp belsejében lévő vákuumszívócsőre van felszerelve, a kipufogógáz által magával ragadt termékpor vesztesége csökken, és a szárítási hozam magas.

Egyszerre zárt módon képes betáplálni és kirakodni, elkerülve az üzemi szennyezést, valamint a por szállongását és a környezet szennyezését a kirakodás során. A dupla kúpos dinamikus szárítási hatékonyság sokkal magasabb, mint a különféle tárcsás szárítóké.

A dupla kúpos szárításnak azonban vannak hiányosságai is. Először is, a dupla kúp csak szakaszos szárításra alkalmas.

A súrlódó mechanikus vákuumtömítések használata miatt lehetetlen elkerülni a tömítés kopását és idegen anyagok bejutását a száraz súrlódás során. Ha vákuumszivárgás történik, a tömítésben lévő kopást és idegen anyagokat a kettős kúpba kell beszívni, és össze kell keverni a szárítandó termékkel. Ha a termék gyógyszer, a gyógyszer szennyeződik, így a jó gyógyszer rossz gyógyszerré válik, és károsítja az emberek gyógyszereit.

A dupla kúp egy köpennyel ellátott fűtőszárító. Ha a dupla kúpot gömbnek tekintjük, akkor a szárító megnagyobbításakor a fűtött felülete F (m²) a gömb átmérőjének D (mm) négyzetével egyenes arányban bővül, míg a gömb térfogata V(m²) a gömb átmérőjének D (mm) köbével arányosan bővül. Ezért, amikor a dupla kúp kis átmérőjűről nagy átmérőjűre tágul, a fűtött felülete jóval kisebb, mint a térfogat-tágulása.

Ennek eredményeként a bikúp fűtési területének F(rfl) és a bikúp térfogatának V(m) aránya az átmérő D (iTlm) tágulásával egyensúlyból kibillen, aminek eredményeként a kis méretű bikúp F/V értéke sokkal nagyobb lesz, mint a nagy méretű bikúp F/, értéke. Például egy 5 m-es kettős kúp F/V értéke körülbelül fele kisebb, mint egy 0,3 m-es kettős kúpé, körülbelül 3,6 m3/m3, és amikor a kettős kúp térfogata 10 m3-re tágul, az F/V értéke 2,5 m3/m3-re csökken.

Ahogy a neve is sugallja, a kettős kúpos vákuumszárító berendezést fűtésre és szárításra használják, és fő funkciójának a fűtési és szárítási hatékonyságban vagy a hőcserélő terület méretében kell tükröződnie.

Viszonylag véve a térfogat másodlagos fontosságú. Jelenleg azonban a dupla kúpos szárítók szinte összes termékmintája a térfogatot használja a dupla kúpok specifikációinak azonosítására. Bizonyos mértékig a dupla kúpok gyártói szándékosan vagy akaratlanul félrevezetik a felhasználókat. Mivel sok felhasználó nem veszi észre, hogy a bikúpos nagyítás során az F/V rendszeresen változik.

Félreértik, hogy a nagy és a kis térfogatú bikúpok hasonló szárítási hatékonysággal rendelkeznek. Gyakran előfordul, hogy egy nagyméretű dupla kúpos szárító vásárlásakor azt tapasztalják, hogy annak szárítási hatékonysága jóval alacsonyabb, mint a szárítóüzemben végzett kisméretű dupla kúpos tesztgyakorlat során elért szárítási hatékonyság. Mivel a szárítási hatékonyság megduplázódott, és nem tudja kielégíteni a kívánt teljesítményt, egy másik nagyméretű dupla kúpos szárítót kell vásárolni.

Ez nemcsak a beruházásokat és a növényterület nagyságát növelte, hanem a termelési tervet is késleltette.

Sok hőérzékeny termék szárítási hőmérséklete 100°C alatt van, és sok hőérzékeny termék még mindig szárítás alatt áll.< A 100°C-os forró vizet hőforrásként használják, ezért kiegészítő berendezésekkel, például melegvíz-tartállyal, melegvíz-szivattyúval és melegvíz-vezetékkel kell felszerelni. A melegvíz érzékeny hőfűtésének hőmérséklet-különbséggel kell rendelkeznie a bemenet és a kimenet között, ami természetesen csökkenti a hőmérséklet-különbséget a gőzzel történő látens hőfűtéshez képest, ami nagyon kedvezőtlen az alacsony hőmérsékletű, nagy hőérzékenységű fűtéshez.

A melegvíz-fűtés hőátadási együtthatója sokkal alacsonyabb, mint a telített gőzfűtésé, és a köpenyes melegvíz-fűtés szerkezete is bonyolultabb, mint a gőzfűtésé, ami nemcsak a berendezések beruházását növeli, hanem a kezelést sem segíti elő.

A száraz anyag folyamatos keverése és forgatása miatt a kettős kúpban egyes finom kristályokat tartalmazó és magas víztartalmú termékek, mint például a riboflavin, az acetilspiramicin és más termékek, a keverési folyamat során könnyen különböző méretű pelleteket képezhetnek. A pelletek kialakulása után nehéz elérni a teljes szárítást.

Elvileg a dupla kúpok nem alkalmasak olyan anyagokhoz, amelyek szárítási folyamatban pelleteket tartalmaznak.

A dupla kúpos szárító egy dinamikus szárító, amely folyamatosan forog egy fűtőkazánnal (fűtőköpennyel). A nagyméretű (nagy átmérőjű) hagyományos dupla kúpos kúpos bélés és a köpeny külső falának vastagsága vastag és nehéz.

A kúp belső tartálya általában rozsdamentes acélból, míg a köpeny külső fala szénacélból készül. A nagy dupla kúp (2-10 m) átmérője 1600-2600 mm, a kúp belső tartályának falvastagsága 8-14 mm, a köpeny külső falának falvastagsága pedig vastagabb. Mint mindannyian tudjuk, a rozsdamentes acél hőállósága ötször nagyobb, mint a szénacélé. A vastag rozsdamentes acél bélés nem segíti elő a kúp hőátadását, ami csökkenti a dupla kúp fűtési és szárítási hatékonyságát. A nehéz bélés meghajtása természetesen növeli a meghajtómotor teljesítményét.

A dupla kúp külső köpenye vastagabb és nehezebb, ami növeli a hajtómotor energiafogyasztását. A dupla kúp évente több ezer órát üzemel, így a dupla kúp hosszú távú működésének helyes kezelése az energiamegtakarítás és a fogyasztás csökkentése érdekében aktívan mozgósítja és kutatja az energiatakarékosság új korszakát világszerte. A múltban elhanyagolt berendezésszerkezetek és berendezésanyagok tekintetében érdemes mélyrehatóan tanulmányozni és megvitatni.

A következő megbeszélés GMP-követelmények nélküli dupla kúpokon alapul.

2 A bikónusz nagyítása

A finomkémiai termékek fejlődésével egyre nagyobb igény mutatkozik a jobb hatásfokú és nagy méretű kettős kúpos adagolókra.

Hagyományos nagyméretű dupla kúp, hatalmas alakja nincs arányban a benne rejlő fűtőfelülettel, egy 5 méteres dupla kúp fűtőfelülete mindössze 18 m2, az F/V érték pedig 3,6 m2/m2, míg egy 10 méteres dupla kúp F/V értéke tovább csökkent 2,5 m2/m2-re, és nem túlzás a dupla kúpot kívülről erősnek, belülről száraznak nevezni.

A dupla kúpos vákuumszárító megnagyobbítása természetesen a hőcserélő terület megnagyobbodását is jelenti. Szerencsére a kúpban hatalmas hely áll rendelkezésre, és ennek a térnek a megfelelő kihasználása a kulcs.

A berendezés tisztítását tekintve minél egyszerűbb a hőcserélő elem felülete, annál jobb. A vékony, üreges c,Di~ fűtőlap kiválasztása azért történik, hogy megfeleljen a sima felület, a könnyű tisztíthatóság és a tömörség kettős követelményének. Példaként véve a 10 m-es dupla kúpot, egy vékony belső fűtőlap szerelhető be a hatalmas kúpos térbe az anyagáramlás irányában, így helyet hagyva a tisztításnak és a szükséges karbantartásnak, például a belső fűtőlapok közötti 110-160 mm távolság betartásának. Általánosságban elmondható, hogy a belső fűtőlap területének növelése 1,5-3-szorosa lehet az eredeti kúpos fűtési területnek, így a dupla kúp F és V értékei 0,2 m-re növelhetők.

Hasonló, 9,0 m/m érték a kis bikúp esetében. Különösen a belső fűtőlap vastagsága kevesebb, mint a kúp vastagságának egyharmada, a fűtési terület megduplázódik, és a hőállóság jelentősen csökken, így a megnövelt dupla kúp szárítási hatékonysága több mint 2-3-szorosa a hagyományos dupla kúpnak. A 10 m-es dupla kúp belső szerkezete a belső fűtőlap beszerelése után az 1. ábrán látható.

Az 1. ábra szemlélteti, 10 m.

A kúp átmérője 2600. A 600 mm széles karbantartó csatorna mindkét oldalán 7 belső fűtőlap található # l-től ≠}7-ig, összesen 14. A belső fűtőlap teljes területe F=56 m2, a belső fűtőlap vastagsága 40 mm, a belső fűtőlap teljes térfogata V=2,2 m2, a két belső fűtőlap középpontja közötti távolság d=200 mm, a két belső fűtőlap közötti tényleges rés 160 mm, a kúpburkolat fűtési területe F=29,6 m2, tehát a 10 m2-es dupla kúpok teljes fűtési területe F=85,6 m3, a kúp térfogata V=12,1 m3, a belső fűtőlap levonása utáni tényleges térfogat V=9,9 m3. Ismert, hogy az új bikúp F/V értéke eléri a 8,6 m2/m2-t, ami nagyon közel van a kis 0,2 hüvelykes bikúp 9,0 1TI/m2-es értékéhez. A belső fűtőlap nélküli 10 1TI dupla kúp F/V értéke 2,5 II1 /m, tehát a belső fűtőlap hozzáadása után a 10 1TI érték több mint háromszorosa a dupla kúp F/V értékének (ahogy a 2. ábra mutatja). Ha az F/V értéket növeljük, egy új dupla kúp szárítási hatékonysága megegyezhet a hagyományos három készlet szárítási hatékonyságával. A dupla kúp hajtómotorja óránként körülbelül 60 kW/h energiafogyasztást takaríthat meg.

3 Rozsdamentes acél megtakarításának összehasonlítása nagy dupla kúpos belső fűtőlap hozzáadásával

Vegyük példaként a 10 m3-et (tényleges üzemi térfogat). A 10 m3-es dupla kúp teljes méretei 2600 X 3600 (teljes magasság). A fenti leírás szerint a dupla kúpos fűtőköpeny területe F=29,6 hüvelyk, a belső fűtőlap teljes területe pedig F=56 1TI. Ha a dupla kúp falvastagsága 14 milliméter, a belső fűtőlap falvastagsága pedig 3 mm, akkor a dupla kúp rozsdamentes acél anyaga 3-3 t, míg a belső fűtőlap rozsdamentes acél anyaga 1,34 t.

Látható, hogy a dupla kúphoz négyzetméterenként 111,4 kg rozsdamentes acélra van szükség, míg a fűtőlaphoz négyzetméterenként szükséges rozsdamentes acél mennyisége mindössze 24 kg, azaz a dupla kúp fűtőfelületének négyzetméterére vetítve ugyanannyi rozsdamentes acélt fogyasztunk. A belső fűtőlap fűtőfelülete 4,6-szor nagyobb. Ha csak a meglévő nagyméretű hagyományos dupla kúp ~IE4 fűtőfelületét és a sok rozsdamentes acél fogyasztását vesszük figyelembe, a kúp üreges és üres, így lehetséges a belső fűtőlap növelése, de a belső fűtőlap növelése is nagyon szükséges, hogy ellensúlyozzuk a kúp falvastagságának negatív hatásait.

4 A belső fűtőlap szerkezeti megerősítése

A hagyományos üreges és vékony belső fűtőlapokat dugóhegesztéssel kell megerősíteni. Mivel a belső fűtőlap falvastagsága mindössze 2-3 mm, az üreges fűtőlap mindkét oldalát fúrni kell. Nehéz a vékony lemezen a hornyot szigorúan a hegesztési specifikáció szerint megmunkálni, különösen a gyógyszeripari GMP által előírt fűtőlap hegesztés után csiszolni és polírozni kell, így sok dugóforrasztási kötésben apró gyenge láncszemek vannak, amelyek a jövőbeni gyártási műveletek során a helyi repedések miatt hirtelen a teljes fűtőlap törését okozhatják.

A hagyományos vékony lemezes dugóhegesztésű megerősítő szerkezet könnyen elhagyja ezt a rejtett veszélyt.

Mély leckét tanultunk ebből, és roncsolásmentes hegesztési megerősítési technológiát alkalmaztunk az új, dupla kúpos belső fűtőlap-erősítő szerkezeten. A belső fűtőlap kétoldalas alaplapján nem kell lyukakat lyukasztani, így elkerülhetők a perforált dugós hegesztési művelet okozta hátrányok. Ez kiküszöböli a belső fűtőlap megmunkálásának gyakorlati nehézségeit, amelyek a bikúpos nagyításhoz szükségesek.

5 Alacsony hőmérsékletű (100°C) hőforrás problémája a kettős kúpos rendszernek

Amikor a dupla kúpot hőérzékeny termékek szárítására használják, a hagyományos dupla kúp melegvizes fűtési módszert alkalmaz.

A melegvíz-melegítés nemcsak nehézkes melegvíz-tartályok, melegvíz-szivattyúk és csővezetékek egész sorát igényli, hanem a melegvíz érzékelhető hője miatt hőmérséklet-különbségnek kell lennie a be- és kimenet között, és a melegvíz-kimenetnél a természetes fűtő- és szárítóhatás sokkal alacsonyabb, mint a melegvíz-bemenetnél. A melegvíz-melegítés hőmérséklet-különbsége nagyon kedvezőtlen a szárítás szempontjából.

Ha a nagyméretű kettős kúpos fűtőtestet továbbra is forró vízzel melegítik, a szükséges hőterhelés is jelentősen megnő a szárítóberendezés terhelésének jelentős növekedése miatt. Ez számos hátránnyal jár a szárítóberendezések hatékonysága szempontjából. Ha azonban telített gőzt használnak hőforrásként, és a kettős kúpos fűtőköpenyben lévő hőmérsékletet vagy nyomást szigorúan szabályozzák, hogy a hőmérséklet vagy a nyomás megfeleljen a fűtési hőmérséklet által megkövetelt telített gőz fizikai paramétereinek, akkor a köpenyben lévő gőz idővel kondenzálható. A vizet kiszivattyúzzák.

A 0,2 MPa nyomású telített vízgőz közvetlenül felhasználható hőforrásként a kettős kúp alacsony hőmérsékletű fűtéséhez. Természetesen a nagyméretű kettős kúpos köpeny belsejében nagy a tér, és a jármű beindításakor sok inert gáz van a köpenyben (különösen a belső fűtőlapban), amelyet ki kell üríteni, különben komolyan befolyásolja a normál működést. Ezután telített vízgőzt kell hozzáadni.

6. Nagyméretű kettős kúpos berendezések falvastagságának csökkentésére irányuló kutatás

A mai világ az energiatakarékosságról és a kibocsátáscsökkentésről gondolkodik. A repülőgépektől a vonatokon át az autókig mindenki próbálja csökkenteni a szerkezet vastagságát.

A dupla kúp hátulján lévő nagy kazánra (fűtőköpenyre) emlékeztetve úgy tűnik, hogy kutatásokat kell végezni az energiatakarékosság, a kibocsátáscsökkentés, a rozsdamentes acél megtakarítása, valamint a fűtési és szárítási hatékonyság javítása terén is. Hozzá kell járulnunk a szárítási technológia területén is.

7 Következtetés

A finomkémiai ipar nagyméretű termelésével számos nagyméretű, dupla kúpos vákuumszárítóra van szükség. Mivel a nagyméretű, dupla kúpos szerkezet nem tartott lépést a korral, számos problémát okozott a termelésben és a felhasználásban. Ipari termelésünk kimeneti értékének és energiafogyasztásának aránya jóval magasabb, mint a fejlett országokban, például Japánban, figyelmen kívül hagyva számos berendezés hatékonyságát, különösen azt a félreértést, hogy az ár nem a berendezés költséghatékonyságán, hanem a berendezés súlyán alapul. A dupla kúpos vákuumszárító berendezések valószínűleg tipikusak ebben a tekintetben.