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沸腾干燥机工作原理、流程和防爆安全性

编辑 : 杭州澳门银河娱乐在线公司 时间: 2017-11-03 22:07

    沸腾已显示出其在干燥领域的独特地位,目前在制药、化工、食品等方面越来越体现出它的重要作用。

沸腾干燥机的工作原理及流程

  沸腾干燥机工作原理

    沸腾干燥又称流化床干燥,它利用热空气流使湿颗粒悬浮,流态化的沸腾使材料运行热交换,通过热空气把蒸发的水分或有机溶媒带走,其采用热风流动对材料运行气—固二相悬浮接触的质热传递方式,达到湿颗粒干燥的目的流化床干燥技术涉及传热和传质两个相互过程。在对流干燥过程中,热空气通过与湿材料接触将热能传至材料表面,再由表面传至材料内部,这是一个传热过程;而湿材料受热后,表面水分首先气化,而内部水分以液态或气态扩散到材料表面,并不断气化到空气中,使材料的水分逐渐降低,完成干燥,这是一个传质过程。

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沸腾干燥机工作流程

    材料通过料车运送到沸腾床,在气缸顶升作用下通过密封圈与沸腾床密封。然后,空气在引风机动力作用下,经过滤装置净化、散热器加热后,再经气流分布板(筛网)分配进入沸腾床(干燥室)。料斗内的材料在热风和搅拌作用下形成沸腾状态(即流态化),在大面积气、固两相接触中,材料内部的水分(或溶剂)在较短的时间内蒸发并随排出空气带走,材料干燥。

对沸腾干燥、沸腾制粒等沸腾干燥设备来说,基本都是以流化床工作原理为基础的,其物料干燥过程的基础就是粉体的沸腾。同时,在排风作用下,容器内细微粉体经捕集袋过滤后排向室外,其捕集的过程就有大量的超细粉的产生,不管是在流态沸腾还是在捕集运行中,沸腾干燥的整个过程均伴有超细的粉体运动。然而,粉体运动存在的过程常伴有静电和粉尘爆炸的二个问题,在某些因素引导下会引起爆炸现象。目前国内在处理此类问题时,认为只要安置防爆电机就可行了,实属考虑欠妥。本文从粉体沸腾的静电和粉尘爆炸问题作理论的探讨,针对沸腾干燥设备的防爆安全性提出自己的观点,目的是为了此类设备制造和应用得更完整、更可靠和更安全。


1.沸腾干燥机粉体沸腾中静电产生的因素探讨

  物料在沸腾干燥设备沸腾干过程中,由于干燥气体与物料颗粒表面产生剧烈的摩擦,干燥固体粒子之间也会产生剧烈的碰撞与摩擦,同时固体粒子还与筒体壁面、捕集袋及管路壁面发生剧烈的碰撞与摩擦,使得固体粒子表面带有大量的静电;另一方面,随着固体粒子的不断细化,产生了大量的新生表面,原粒子的表面电荷平衡状态被破坏,使新生粒子表面带上大量电荷。由于聚集、粘附管壁等原因,一旦当整机接地状态不良时,可使积累的静电电荷形成相当高的电压,其在一定条件下会导致静电释放产生的电火花。如果被干燥物料是易燃易爆物,这种静电火花极易引起干燥物料的突然燃烧或爆炸。

文献研究认为静电最高处在于捕集袋内,这是由于风机运行抽去大量容器内细小粉尘,这样在捕集袋内大量积累带电粉尘。而产生火花放电的最危险点可认为在捕集袋、分离小管道内。


2.沸腾干燥机中粉尘爆炸产生的因素探讨

  粉尘爆炸的定义为悬浮于空气中的粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触,在特定条件下瞬时完成氧化反应,反应中放出大量热,从而产生高温、高压的现象。一般来说,可燃固体在空气中燃烧时会释放出能量,并产生大量的气体,而释放出能量的快慢既燃烧速度的大小在固体(粉尘)暴露在空气中的面积有关。因此,对于同一种固体物质的粉体,其粒度越小,比面积越大,燃烧扩散就越快。若固体的粒度很细,以至可悬浮起来,一旦有点火源使之引燃,则可在极短的时间内释放出大量的能量,这些能量来不及散逸到周围的环境中去,致使该空间内气体受到加热并绝对膨胀,而另一方面粉体燃烧时产生大量的气体,会使体系形成局部高压,以至产生爆炸及传播。

文献认为,任何粉尘爆炸要具备三个要素,即①点火源;②可燃细粉尘;③粉尘浮悬于空气中,形成在爆炸浓度范围内的粉尘云。其中,三个要素同时存在才会发出爆炸,因此只要消除其中一个要素,就可有效防止粉尘爆炸。


3.沸腾干燥机中粉体不安全因素的探讨

  由于不管是在流态沸腾还是在捕集运行中,物料在沸腾干燥设备沸腾极易产生大量粉尘,粉尘沸腾极易造成上述的静电火花,即可能造成点火源要素。对于粉尘云而言,正如文献所述的o;可燃物粉体颗粒大于400μm时,所形成的粉尘云不再具有可爆性。而当粉体颗粒度在10μm以下时,则具有较大的危险性,对沸腾干燥设备的捕集袋与排出管道之间的粉体粒度极细的情况下,极有可能上述的;粉尘云;。故对一般物料就极有可能存在着粉尘爆炸的因素,倘如物料中含有可燃细粉组分的话,就意味着具备粉尘爆炸的三个要素,粉尘爆炸的可能性极大。

如果只在沸腾干燥设备中设有防爆电机的话,只是基础上防止点火源,其也是此类设备所必须配置的。上述可知,静电和粉尘爆炸是此类设备防爆安全的关键所在,其常被人们所忘却,而药品生产的实际是确保生产设备的安全、可靠和符合相应工艺要求。人们不能只凭过去没有发生此类事故,对此不必太认真的概念去生产制造此类设备,应科学性和安全性去考虑。

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