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高温热管热风炉在白炭黑干燥中应用

作者:查建军 人气:发表时间:2021/5/10 16:48:17

一、前言 
    热管是一种具有极高导热性能的传热元件,由热管组成的热管换热器具有传热效率高、结构紧凑、流体阻损小等优点。目前已广泛应用于冶金、化工、炼油、锅炉、陶瓷、轻纺、机械等行业中,并取得了显著的经济效益。 
    二、热管式热风炉 
    热风炉是燃烧燃料、加热空气、生产热风的设备。随着热管技术的发展,热管也正作为传热元件应用于热风炉中。热管式热风炉与其它型式的热风炉相比有下列优点: 
    (1) 冷却段和加热段的长度比、翅片密度及两段传热面积可以人为地调节,以强化冷却端的换热,使壁温降低; 
    (2)高温区及低温区可采用不同结构、不同工质的热管;避免了为适应高温而整体采用昂贵的材料; 
    (3)管子可拆卸,安装方便;热管两端可自由伸长,不存在热膨胀、热应力问题; 
    (4)烟气侧是管子外部换热,因而积灰比较容易清理; 
    (5)由于采用了翅片管强化传热,使整个设备结构比较紧凑。 
    三、喷雾干燥 
    喷雾干燥设备的热效率一般可以表示为: 
    总效率η:η= (t1-t2)/(t1-t0)×100% 
    式中:t1-t2——干燥过程中热风的温度差(即进风温度-排风温度)[℃] 
    t0 ——大气温度[℃] 
    由上面式子可知,增大热风的温度,是提高热效率的关键。因此,在实际操作时,在不影响被干燥物料的质量前提下,尽可能提高热风入口温度,降低排风温度,对节约能源具有重大意义。
    针对白炭黑喷雾干燥,如采用热风与物料并流进行传质热交换,550℃的热风也不会影响产品质量。因此为提高干燥热效率,降低白炭黑的运行成本,应尽量提高热风的进口温度,但如采用普通式的热风炉则很难产生400℃以上的热风。 
    四、应用  
    热风炉根据不同的温度区,分别采用了高温热管、中温热管及普通水—碳钢热管。使得本热风炉热风温度可达到550℃。该热风炉基本参数如下: 
    热负荷:880kW(75万大卡/小时) 
    烟气入口温度:850℃ 
    烟气出口温度:180℃ 
    热风出口温度:550℃ 
    燃料:煤  
    高温热管热风炉在福建某厂使用至今,热风洁净,各项指标均达到了设计要求,完全满足了该厂生产工艺需要。原项目设计规模为年产量2000吨,使用该设备后,由于突破了生产“瓶颈”,年产量可达3000吨,与传统热风炉相比,热风温度从350℃提高到550℃;干燥效率从60%提高到81%。综合年经济效益达到70万元。 
    五、总结 
    热管热风炉作为一种新型的热风炉,它可以获得500℃以上的干净热风,能够满足各种用热风设备的需要;而且烟气排烟温度低,因此热效率高、节省燃料,是一种高效节能型热风设备。它不仅适合于白炭黑的喷雾干燥,也同样适合于很多食品、颜料及其它化工产品的干燥。