幹燥設備技術有很寬的服務領域。麵對眾多的產業、理化性質(zhì)各不相同的物料、產品質量及其他方麵千差(chà)萬(wàn)別的(de)要求,幹燥設備技術是一門跨行業、跨學科、具(jù)有實驗科學性質的技術。
通常,在(zài)幹燥技術(shù)的開發及應用中需要(yào)具備三個方麵的知識(shí)和技術。第一是需要了解被幹(gàn)燥(zào)物料的理化性質和產品的使用特點(diǎn)。第二是要熟悉傳遞工程的原理,即傳質、傳熱、流體力學和空氣動力學等能量傳遞的原理。第三要有實(shí)施的手段,即能夠進行幹燥流程、主要(yào)設備、電氣儀表控製等方麵(miàn)的工程設計。顯(xiǎn)然(rán),這三方麵的知識和技術不屬於一個學科(kē)領域。而在(zài)實踐中(zhōng),這三(sān)方(fāng)麵的知識和技術又(yòu)缺一不可(kě)。所以幹燥技術是(shì)一(yī)門跨行業、跨學科的(de)技術。
現代幹燥設備技術雖已有一百多年的發展史,但至今還屬於實驗科學的範疇。大(dà)部分(fèn)幹燥設備技術目前還缺乏能夠精準指導實踐的(de)科學理論和設計方(fāng)法(fǎ)。實際應用中,依靠經驗和小(xiǎo)規模試驗的數據來指導還是主要的方式。造成這一局麵的原因有以下幾方麵:
原因之一是(shì)幹燥技術所依托的一些基礎學科,(主要是隸屬於傳(chuán)遞工程(chéng)範疇的學科)本身就具有實驗科學的特點(diǎn)。例,空氣動力學的研究發展還要靠“風洞”試驗來推(tuī)動,就說明它還沒(méi)有(yǒu)脫離實驗科學的範疇。而這些基礎學(xué)科自身的發展水平直接影響和決定了幹燥技術的發展水平。
原因之二是很多(duō)幹燥(zào)過程是多種學科技術交匯進行的過程,牽涉麵廣、變數多、機理複雜。例如在噴霧幹燥技術領域裏,被(bèi)霧化的液滴在幹燥塔內的運行軌跡是工程設計的關鍵。而液滴的軌跡與自身的體積、質量、初始速度和方向及(jí)周圍其他液(yè)滴和熱風的流向流速有關。但這些參數由於傳質、傳熱過程的(de)進行,無時(shí)無刻不在發生(shēng)著變化。而且初始狀態時,無論是液滴的大(dà)小還是熱風的分布都不可能(néng)是(shì)均勻的。顯然,對於如此(cǐ)複雜、多變的(de)過程隻憑(píng)借(jiè)理論計(jì)算來(lái)進行工程設計是不(bú)可靠的。
原因之三是被幹燥物料的種類是(shì)多種多樣的,其理化性質也是各不相同的(de)。不同的物料即(jí)使在相同的幹燥設備條件下(xià),其傳(chuán)質(zhì)、傳熱(rè)的速率也可能有較大的差(chà)異(yì)。如果不加以區別對(duì)待,就有可(kě)能造(zào)成不盡人意的(de)後果。例如某些中草藥(yào)的幹燥,雖然同屬一種藥材隻因為藥材產地或收獲期存(cún)在區別就須改變幹燥條件,否則(zé)產品質量就會不合格。
以上三方麵(miàn)的原因決(jué)定了幹(gàn)燥(zào)技術(shù)的開發與應(yīng)用要以試驗為基礎。但幹燥設備技術的這些特點往往(wǎng)被人有意或無意(yì)地忽視(shì)。製造廠商(shāng)由於(yú)試驗(yàn)裝(zhuāng)置缺(quē)乏或類型不(bú)全(這在我國是一個普遍存在的現象)經常回(huí)避應做的幹燥實驗,而用戶由於不了解幹燥技術的特點,也經常放棄進行必要試驗的要求。其結局是裝置使用效果不佳,甚至於報廢。在我國(guó),這樣的事例屢見不鮮,曾(céng)有過(guò)一套價值2000萬元人民幣的工業幹燥裝置因達不到使用要(yào)求而被閑置的教訓(xùn)。因此,建設(shè)工業(yè)幹燥裝置尤(yóu)其是較大(dà)的裝置之(zhī)前,一定要進行(háng)充分的(de)、有說服力的試驗,並以試驗結果作為工業裝置建(jiàn)設的依據。這是幹燥技術應用的顯著特點。
此(cǐ)外,種類繁多、各具用途也是幹燥(zào)設備技術的一個特點。每一種技術都有自己適宜應用的領域。在工程實踐中,要根據具體情況選擇適用的幹燥技術種(zhǒng)類。這對投資費用(yòng)、操作(zuò)成本(běn)、產品質量、環保(bǎo)要求(qiú)等方(fāng)都會產生重大(dà)的影響。例如某(mǒu)一企業(yè),在白炭黑濾餅幹燥技術上曾經分別選用過廂式幹燥、噴(pēn)霧幹燥、旋轉氣流快速(sù)幹(gàn)燥三種模式。^終他們(men)體會到這三種技術各有所(suǒ)長。廂式幹燥生產白碳黑雖然(rán)生(shēng)產效率低、人員勞動強度大;但產品質量好。與橡膠混煉後所生成的製品扯斷強度值較高。旋轉氣流快速幹燥設備緊湊、投資(zī)少、生(shēng)產效率高(gāo),但所生成的橡(xiàng)膠製品的強(qiáng)度指標卻(què)是三(sān)者間^差的。噴霧幹燥生(shēng)產白碳黑,產品各項指標在三者間居中,但具有產品流動性好、粉塵汙染小,深受用戶及本廠操作者歡迎的(de)特點。在20世紀(jì)90年代,為白炭黑生產中采用哪種幹燥方式更為先進的問題,曾在我國幹燥界引發過爭論(lùn)。其實,三種設備各有特(tè)點(diǎn),選用哪種類(lèi)型的技術要看用戶自身的條件和產品(pǐn)要求。不存在哪(nǎ)種技術更為先進(jìn)的結論。類似的例子有很多,都表明了幹燥技(jì)術(shù)種類(lèi)繁多、各具用途的特點(diǎn)。所以在應用中要仔細比較、慎重選(xuǎn)擇技術方案,而通過幹燥試驗來考核技(jì)術方案也是必不可少的步驟。