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高溫熱管熱風爐在白炭黑干燥中的應用

時間:2011-06-09 08:47:02 來源:未知
一、前言       熱管是一種具有極高導熱性能的傳熱元件，由熱管組成的熱管換熱器具有傳熱效率高、結構緊湊、流體阻損小等優點。目前已廣泛應用于冶金、化工、煉油、鍋爐、陶瓷、輕紡、機械等行業中，并取得了顯著的經濟效益。       二、熱管式熱風爐       熱風爐是燃燒燃料、加熱空氣、生產熱風的設備。隨著熱管技術的發展，熱管也正作為傳熱元件應用于熱風爐中。熱管式熱風爐與其它型式的熱風爐相比有下列優點：       (1)冷卻段和加熱段的長度比、翅片密度及兩段傳熱面積可以人為地調節，以強化冷卻端的換熱，使壁溫降低；       (2)高溫區及低溫區可采用不同結構、不同工質的熱管；避免了為適應高溫而整體采用昂貴的材料；       (3)管子可拆卸，安裝方便；熱管兩端可自由伸長，不存在熱膨脹、熱應力問題；       (4)煙氣側是管子外部換熱，因而積灰比較容易清理；       (5)由于采用了翅片管強化傳熱，使整個設備結構比較緊湊。       三、噴霧干燥       噴霧干燥設備的熱效率一般可以表示為：       總效率η：η=(t1-t2)/ (t1-t0)×100%       式中：t1-t2——干燥過程中熱風的溫度差(即進風溫度一排風溫度)[℃] t0——大氣溫度[℃]       由上面式子可知，增大熱風的溫度，是提高熱效率的關鍵。因此，在實際操作時，在不影響被干燥物料的質量前提下，盡可能提高熱風入口溫度，降低排風溫度，對節約能源具有重大意義。噴霧干燥的溫度與運轉費用的關系如圖1所示。         針對白炭黑噴霧干燥，如采用熱風與物料并流進行傳質熱交換，550℃的熱風也不會影響產品質量。因此為提高干燥熱效率，降低白炭黑的運行成本，應盡量提高熱風的進口溫度，但如采用普通式的熱風爐則很難產生400℃以上的熱風。       四、應用         圖2是一臺用于白炭黑噴霧干燥的高溫熱管熱風爐示意圖。該熱風爐根據不同的溫度區，分別采用了高溫熱管、中溫熱管及普通水一碳鋼熱管。使得本熱風爐熱風溫度可達到550℃。該熱風爐基本參數如下：       熱負荷：880kW(75萬大卡/小時)     煙氣入口溫度：850℃     煙氣出口溫度：180℃#p#分頁標題#e#     熱風出口溫度：550℃     燃料：煤       該高溫熱管熱風爐在福建某廠使用至今，熱風潔凈，各項指標均達到了設計要求，完全滿足了該廠生產工藝需要。原項目設計規模為年產量2000噸，使用該設備后，由于突破了生產“瓶頸”，年產量可達3000噸，與傳統熱風爐相比，熱風溫度從350℃提高到550℃；干燥效率從60%提高到81%。綜合年經濟效益達到70萬元。       五、總結       熱管熱風爐作為一種新型的熱風爐，它可以獲得500℃以上的干凈熱風，能夠滿足各種用熱風設備的需要；而且煙氣排煙溫度低，因此熱效率高、節省燃料，是一種高效節能型熱風設備。它不僅適合于白炭黑的噴霧干燥，也同樣適合于很多食品、顏料及其它化工產品的干燥。