淺談干燥設備與材料防腐
干燥設備處理的物料難以計數(shù)，除各種物料的理化性質(zhì)及產(chǎn)品的要求不同外，干燥過程物料的熱物理性質(zhì)及加熱過程中對干燥系統(tǒng)設備的材料要求更是設計者著重考慮的問題，本文就干燥設備的用材問題提出一些方法，供設計者參考。
1前言干燥設備是應用^廣泛的單元設備之一，可以認為，干燥設備的應用已經(jīng)遍及國民生產(chǎn)的各個部門。對于干燥設備，絕不能簡單地認為它僅是熱物理方法脫水機械。由于干燥過程中處理的物料不同，含濕種類不同，產(chǎn)品的各項指標也不同。設備的安裝地點不同，制造時對干燥設備的選材、設備型式以及制造、安裝方法都有不同的要求。正確處理上述問題是成功設計干燥設備的重要因素之一。
2干燥設備的特點
2.1干燥設備的種類到目前為止，已開發(fā)成功的干燥設備有幾百種之多，常用于工業(yè)化生產(chǎn)的也有百余種。對干燥設備的分類方法也有多種，如果按干燥過程的傳熱方式可分為對流干燥器(如氣流干燥器、噴霧干燥設備、旋轉(zhuǎn)快速干燥器、流化床干燥器等)、傳導傳熱干燥器(如耙式干燥器、輥筒干燥器)、幅射干燥器(如微波干燥器、遠紅外干燥器)等。此外，還有結合幾種傳熱方式的干燥設備如槳葉式干燥機等。
2.2干燥設備的特點絕大多數(shù)干燥器都是非標設備，主要是因為每臺干燥器所處理的物料都不相同，很多干燥條件都隨物料的不同而改變，由此導致干燥器結構及材料的改變。所以必需明確待干燥物料的具體參數(shù)，如物料狀態(tài)、所含濕分種類、處理量、干燥過程中物料特性、如有無腐蝕性、燃燒和爆炸性、是否產(chǎn)生靜電、產(chǎn)品具體要求、物料的熱敏性溫度等，才能確定干燥器的各種參數(shù)。為此許多干燥器都不能批量生產(chǎn)，在設計過程中必需注意對物料的針對性和對工作條件的適應性。
3干燥設備制造材料的選擇方法眾所周知，干燥設備的材質(zhì)是構成干燥裝置造價的重要元素，合理的選擇材料是控制設備價格的重要手段。一般情況下，選擇干燥設備的材料應從以下幾個方面考慮：
3.1滿足所處理物料的需要干燥設備的主要任務是對給定的物料進行干燥。因干燥器處理物料種類繁多，復蓋了糧食、食品、制藥、化工、林產(chǎn)品、紙張、冶金等眾多領域，產(chǎn)品更是難以計數(shù)。被干燥的物料要求千差萬別，如化工試劑、藥品、電子材料、電工陶瓷材料等干燥過程中絕不能混入鐵離子，因此在設備選材上要避免選用碳鋼材料。另外，物料中的濕分如果含有酸、堿、鹽、有機溶劑等，對不同的金屬材料會有腐蝕性。特別在加熱過程中，對材料的腐蝕會加劇，所以應根據(jù)物料中所含濕分的特點選擇恰當?shù)牟牧稀?/p>
3.2針對干燥機型式選擇材料前面提到，干燥機有多種型式，每種機型工作原理各不相同，因此在選擇材料時也應予以充分考慮。如氣流干燥器在干燥氧化鎂時，因物料在氣流管中速度很高，氧化鎂物料堅硬，對干燥管轉(zhuǎn)彎壁處磨損嚴重，因此在這一區(qū)域就要設計防磨損結構或選擇耐磨材料。再如，與碳鋼相比，不銹鋼材料導熱性能明顯低于前者。所以在以傳導傳熱為主的干燥設備中，如果選擇不銹鋼為主要材料，則設備的換熱面積應以不銹鋼的導熱系數(shù)進行計算。工程實例證明，在選擇蒸汽換熱器時，不銹鋼材料要比碳鋼材料面積大出30%。
3.3針對干燥過程選擇材料物料不同干燥條件也不同，筆者曾設計過一臺高溫型干燥器，在干燥無機鹽的同時還要對其進行聚合反應。要求干燥熱空氣溫度在800℃以上，干燥材料不得不選擇價格不蜚的耐高溫型不銹鋼，但考慮到干燥室并不都處于高溫區(qū)，根據(jù)計算，只在高溫區(qū)選用了耐高溫材料，現(xiàn)已運行一年多一切正常。
3.4針對設備安裝環(huán)境選擇材料在很多情況下，盡管上述條件都能滿足要求，還要注意設備安裝環(huán)境對材料的要求。如果安裝在化工廠的設備，環(huán)境對設備、對控制系統(tǒng)、電器系統(tǒng)有無腐蝕性都要認真考慮，拿出合理的設計方案。
4干燥設備的防腐方法大多數(shù)干燥設備都是以焊接件、平板、筒體組成。真對不同用途的干燥器進行防腐處理，下面介紹幾種在材料防腐及制造方法的一些經(jīng)驗。
4.1磷化——鈍化工藝在振動流化床干燥機的制造中，有百分之七十的零件是碳鋼結構。工序間周轉(zhuǎn)時間較長，因此表面生成大量的鐵銹，涂漆前需用較多的人工來除銹。磷化——鈍化工藝，是通過電學和電化學反應，通過一次性處理，既可使生滿鐵銹的鋼鐵工件，表面呈現(xiàn)出金屬的本來顏色，同時在金屬表面生成致密的防銹膜層?？梢栽诔睗竦目諝庵蟹胖檬畮滋?，也不會銹蝕。它的操作方法簡單，能改善作業(yè)環(huán)境，減輕勞動強度，節(jié)省人力物力。對磷化——鈍化處理液中含有乳化劑、鉬酸鹽、可溶性磷酸鹽和各種酸等，該方法不僅用在上述機型中，其它類似結構或機架都可以采用此法進行防腐處理。
4.2靜電粉末噴涂在干燥設備制造上的應用傳統(tǒng)的油漆涂料是液態(tài)的，其中含有大量的酯酮及烴類等有機溶劑，給生產(chǎn)、儲運、施工帶來一系列麻煩，易燃易爆且很不安全。因有一定的毒性，揮發(fā)到大氣中，嚴重地污染環(huán)境。因此，國內(nèi)外的涂料^們都在致力于開發(fā)少用溶液或不用溶液的新型涂料。這種新型涂料之一便是粉末涂料。
振動流化床干燥機的機上蓋板，多是用冷軋不銹鋼板制成的，因而成本很高。為什么用不銹鋼而不采用普通碳鋼，就因為該設備在工作狀態(tài)會接觸到各種腐蝕物料及氣體，而不銹鋼抗腐蝕性能非常優(yōu)越，因而采用不銹鋼冷軋板制成。
用普通碳鋼進行靜電噴涂聚酯樹脂粉末涂料，其抗腐蝕能力完全與不銹鋼相媲美。由于該種粉末涂料具有堅韌、耐久、裝飾性好的特點，并具有卓越的室外耐候性和耐熱性，同時具有卓越的耐腐蝕和耐粉化性能、卓越的光澤和色光性能，所以，靜電粉末噴涂完全適用于干燥器殼體的防腐。
4.3奧氏體鎳鉻不銹鋼焊接的探討干燥設備中，有許多是板材焊接結構件，大部分板材為1Cr18Ni9Ti(18-8型)。焊接過程中常出現(xiàn)腐蝕、斷裂等問題。嚴重影響產(chǎn)品壽命及使用性能。奧氏體不銹鋼與普通碳素鋼的區(qū)別在于導熱性差，加熱時膨脹系數(shù)大，電阻值高。由于奧氏體鋼的這些特性，需要采用特殊焊接工藝方法來焊接。晶間腐蝕是高合金鋼主要問題之一。這種鋼本身耐蝕性高，但焊接過程中降低了耐蝕性。奧氏體鋼焊接時其腐蝕形式有：整體，局部，晶間腐蝕。國內(nèi)某廠引進國外的干燥設備，布袋除塵器的不銹鋼架因焊接方法不當破壞了材料的組織結構造成晶間腐蝕，干燥過程中物料中含有酸性成分，鋼架很快造成斷裂。
5結束語干燥技術發(fā)展到今天，作為一項工程技術，成功與否不僅與干燥理論水平有關，與設備結構、材料選用、加工制造方法的關系也^密切。綜合多種因素，制定合理的加工制造方案具有重要的經(jīng)濟意義。