DOC《南京师范大学》

b)提高干燥产品的质量, 在干燥产品质量控制方面比现有设备要好;

c)避免或减少对环境的污染;

d)操作更安全、可靠;

e)总体上降低能耗, 降低设备制造成本.此外,工业生产对干燥技术的需求剧增,也促使了干燥设备朝机电一体化和制造加工标准化的方向得以迈进.总之,经过近几十年的快速发展,我国的干燥技术及设备虽然已经结束了完全依赖进口的被动局面,但总体而言,与国外的同行业相比,国内的干燥设备设计技术目前仍不够成熟,多数仍是在借鉴国外同类技术的基础上小幅改进而成.在设计过程中,通常均采用模拟设计和相似设计的办法,绘制样机,然后按照约定比例进行放大或缩小,其间再对部分不完善的地方进行改进和革新,以此适应自身的生产条件或扩展生产能力.显然,诸如此类的设计流程和方法势必将存在较大的先天不足或缺陷,不仅具有较高的盲目性和风险性,如只有待样机制造出来后方可验证设备是否符合要求,另一方面也极大延长着设计周期,导致生产产品的更新换代滞后,成本攀高.此外,自动化程度低、适应范围窄、能耗高亦是我国干燥设备普遍存在的特点,故而也严重制约着国内干燥技术的快速发展,亟待进一步解决. 第1.2节 课题研究进展 1.2.1 工业干燥技术 1.2.1.1 引言 干燥就是利用热能使湿物料中的湿分(水分或其他溶剂)汽化,水汽或蒸汽经气流带走或由真空泵将其抽出除去,而获得固体产品的操作过程.工业上,干燥操作不仅影响着产品的生产效率与操作能耗,且通常作为产品加工的最后一道工序,对产品的最终质量起着重要的保证作用.因此,干燥操作的技术水平将直接影响到生产企业的经济效率与市场竞争力,譬如我国有许多的工业出口产品,单就纯度而言,已经达到或超过了国外的同类产品,但只因干燥技术的落后,致使产品的粒度、色泽和堆积密度等物性指标偏低,从而在国际市场竞争中常处于劣势,如白炭黑、轻质碳酸钙等.为此近年来,国内的有关单位或部门正着力加大对干燥技术的研究力度,先后成立了各级干燥技术研究中心,组织召开了多届干燥技术交流会,并取得了阶段性的研究成果,目前已涌现出了一批专业的新型干燥设备生产与制造厂商,进而有力推动了国内干燥技术由传统的粮食、肥料、饲料、燃料、陶瓷、织物和矿物等生产领域向新兴的生物化工、高分子材料、催化剂制造、印染、食品与制药等高科技领域中的应用拓展,初步显示出良好的发展势头和广阔的应用前景. 干燥单元的重要性不仅在于它对产品生产过程的效率和总能耗有较大的影响,还在于它往往是生产过程的最后工序,操作的好坏直接影响产品质量,从而影响市场竞争能力和经济效益.我国有许多产品,就纯度而言已经达到甚至超过国外产品;

然而就是由于干燥技术不如国外技术,堆积密度、粒度、色泽等物性指标上不去.在国际市场竞争中处于劣势,有的甚至售价仅为国外同种产品的1/3.目前我国某些大型石化干燥装备还依赖进口.根据粗略估计,我国生产的干燥设备种类仅为国外30-40%.因此进行干燥技术研究的任务迫切. 第一届全国干燥会议干1975年6月23日在南京召开,至今已经30年了.30多年来,我国干燥技术研究队伍不断壮大.目前我国从事干燥技术研究的大专院校、科研院所、研究单位大约有50多家,领域涉及化工、医药、染料、轻工、林业、食品、粮食、造纸、硅酸盐、水产业、渔业等行业,全国共有设备制造厂600多家,已形成了一支强有力的干燥科研开发队伍,广泛开展干燥技术的基础研究、工艺研究及工业化研究,使我国干燥技术研究正向世界水平迈进,某些技术领域达到了国际先进水平.30年来,中国对许多干燥技术实现了工业化.其中喷雾干燥机,旋转快速干燥机,振动流化床干燥机,蒸汽管(管壁导热的)回转干燥机,双锥回转真空干燥机,粮食干燥机等,均接近或达到国际先进水平,这对我们中国来说,是一个伟大的转折.中国有许多干燥设备制造厂,他们制造的常用干燥设备,基本上满足了国内市场的需要,并有个别机种出口到国外. 1.2.1.2 传统的流化干燥操作 流化干燥是一种典型的流态化操作过程,属于流态化技术范畴.流态化技术是指利用流动流体的作用,促使大量固体颗粒悬浮于流体介质中,从而使得固体颗粒呈现出类似于流体的某些表观特性的过程操作.流态化技术自1921年发明以来,干燥是应用最早的领域之一.世界上第一套工业化的流化床干燥装置于1948年在美国出现,设计用于白云石的干燥处理.此后,针对该类型的操作过程,各国学者相继开展了大量的实验与理论研究,我国学者也于20世纪60年代开始了相关的研发工作,当时的华东化工学院、浙江大学、成都工学院等科研单位在流化操作、流化机理及理论计算等方面均进行了不同深度地探索,并形成和积累了大量珍贵的基础文献资料,从而为国内后期的流化干燥研究奠定了基础. 在气固流化干燥过程中,由于待干燥物料被悬浮于介质气流之中,故物料与气流间可保持充分地接触,两者的相际接触面积甚大,故干燥的热容系数较高.又由于物料在流化过程中呈沸腾状翻滚,即物料自身的运动十分剧烈,传热的气膜阻力也较小,故流化干燥的热效率也较高.与其他的干燥装置相比,流化干燥装置的密封性能通常也十分优异,其传动机械一般并不与物料直接接触,故杂质不易掺入和污染被处理的物料,这一特性对于纯度要求较高的制药生产尤为实用.此外,流化干燥还普遍具有操作温度低、设备结构简单、维护及检修方便等诸多优点,但传统的流化干燥技术也仍存有一些自身的不足之处,主要表现为:(1)物料的停留时间不一致,难以获取湿含量均匀的干燥产品,部分产品可能会因过度干燥而变质;