胡江玲

淄博真空設(shè)備廠有限公司, 山東 淄博 255200

真空干燥作為“綠色環(huán)保型”干燥，其應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)相當(dāng)廣泛。真空干燥設(shè)備也多種多樣，根據(jù)設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)形式來(lái)劃分，可以分為連續(xù)式真空干燥和間歇式真空干燥。但是，由于連續(xù)式真空干燥設(shè)備受價(jià)格貴、占地面積大、使用維修較難等條件的約束，間歇式真空干燥被更加廣泛地采用。

用于間歇式真空干燥的典型系統(tǒng)如圖1所示，主要包括真空干燥設(shè)備、冷凝器、真空系統(tǒng)、除塵設(shè)備，另外還有儀表及控制系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)。真空干燥設(shè)備作為真空干燥工藝的核心設(shè)備在很多干燥文獻(xiàn)中都有詳細(xì)介紹，本文僅對(duì)間歇真空干燥過程中的配套冷凝器、真空系統(tǒng)、除塵設(shè)備做一簡(jiǎn)單論述。

圖1

1.冷凝器的選擇與計(jì)算

在干燥系統(tǒng)中的冷凝器是真空容器，因此要滿足外壓容器的強(qiáng)度要求，筒體和各聯(lián)接部位的泄漏應(yīng)滿足真空密封的要求。在大多數(shù)的干燥系統(tǒng)中所配的冷凝器為管殼式冷凝器（一般為水冷），可用于氣—液、液—液之間的熱量交換，常用來(lái)制作冷凝器和加熱器，用途非常廣泛。

1.1 在列管換熱器中，哪種流體在什么條件下走管程(或殼程)，選擇的一般原則為：(1)不潔凈和易結(jié)垢的流體宜走管程，因管內(nèi)清洗方便；(2)腐蝕性流體宜走管程，以免管束和殼體同時(shí)受腐蝕，且清洗、檢修方便；(3)壓強(qiáng)高的流體宜走管程，以免殼體同時(shí)受壓；(4)有毒流體宜走管程，使泄漏機(jī)會(huì)減少；(5)被冷卻的流體宜走殼程，便于散熱，增強(qiáng)冷卻效果；(6)飽和蒸汽宜走殼程，便于排出冷凝液和不凝氣，且蒸汽潔凈不污染；(7)流量小或粘度大的流體宜走殼程，因折流檔板的作用可使在低雷諾數(shù)(Re＞100)下即可達(dá)到湍流，但也可在管內(nèi)采用多管程；(8)若兩流體溫差較大，宜使α大的流體走殼程，使管壁和殼壁溫差減小。

1.2 折流板設(shè)計(jì)：換熱器安裝折流擋板是為了提高殼程對(duì)流傳熱系數(shù)，為了獲得良好的效果，折流擋板的尺寸和間距必須適當(dāng)。一般弓形缺口高度與殼體內(nèi)徑之比為0.15～0.45，常采用0.20和0.25兩種。

1.3 管徑和排列：傳熱管徑越小，換熱器單位體積的傳熱面積就越大。對(duì)潔凈

的流體可取小管徑，而對(duì)不潔凈或易結(jié)垢的流體管徑應(yīng)大些。目前我國(guó)列管式換熱器標(biāo)準(zhǔn)中采用Φ19×2mm、Φ25×2mm、Φ25×2.5mm等規(guī)格。管板上管子的排列方法常用的為等邊三角形、正方形直列和正方形錯(cuò)列三種。擋板的間距過大，就不能保證流體垂直流過管束，使流速減小，管外對(duì)流傳熱系數(shù)下降；間距過小不便于檢修，流動(dòng)阻力也大。一般取擋板間距為殼體內(nèi)徑的0.2～1.0倍，我國(guó)系列標(biāo)準(zhǔn)中采用的擋板間距為：固定管板式有150，300和600mm三種；浮頭式有 150，200，300，480和600mm五種。

1.4 殼體設(shè)計(jì)：換熱器殼體內(nèi)徑應(yīng)等于或稍大于管板直徑，通常是根據(jù)管徑，管數(shù)和管子的排列方法，用作圖法確定。當(dāng)管數(shù)較多又要反復(fù)計(jì)算時(shí)，可參考系列標(biāo)準(zhǔn)或通過估算初選外殼直徑，待設(shè)計(jì)完成后再用作圖法畫出管子的排列圖。為使管子均勻排列，防止流體走“短路”，可以適當(dāng)增減一定數(shù)目的管子或安排一些拉桿。$

2.真空系統(tǒng)的選擇

真空系統(tǒng)是干燥的動(dòng)力，真空系統(tǒng)在干燥過程中的最大作用就是抽除物料中所含的水分和在真空狀態(tài)下的低沸點(diǎn)溶劑，使需用的加熱溫度降低，達(dá)到干燥的目的。 所以，為達(dá)到不同產(chǎn)品的工藝指標(biāo)、工作效率和設(shè)備工作壽命要求、不同的真空區(qū)段需要選擇不同的真空系統(tǒng)配置。為達(dá)到最佳配置，選擇真空系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)考慮下述各點(diǎn)：

確定工作真空范圍:首先必須檢查確定每一種工藝要求的真空度。因?yàn)槊恳环N工藝都有其適應(yīng)的真空度范圍，必須認(rèn)真研究確定之。

確定極限真空度

在確定了工藝要求的真空度的基礎(chǔ)上檢查真空泵系統(tǒng)的極限真空度，因?yàn)橄到y(tǒng)的極限真空度決定了系統(tǒng)的最佳工作真空度。一般來(lái)講，系統(tǒng)的極限真空度比系統(tǒng)的工作真空度低20%，比前級(jí)泵的極限真空度低50%。

被抽氣體種類與抽氣量

檢查確定工藝要求的抽氣種類與抽氣量。因?yàn)槿绻怀闅怏w種類與泵內(nèi)液體發(fā)生反應(yīng)，泵系統(tǒng)將被污染。同時(shí)必須考慮確定合適的排氣時(shí)間與抽氣過程中產(chǎn)生的氣體量。

真空容積

檢查確定達(dá)到要求的真空度所需要的時(shí)間、真空管道的流阻與泄漏。考慮達(dá)到要求真空度后在一定工藝要求條件下維持真空需要的抽氣速率。

3.除塵設(shè)備

物料在干燥過程中，在各種不同場(chǎng)合將會(huì)有粉塵產(chǎn)生，其中絕大部分粉塵就是產(chǎn)品。目前，在干燥系統(tǒng)中使用最廣泛的是旋風(fēng)除塵器和脈沖袋式除塵器。

3.1 旋風(fēng)除塵器

旋風(fēng)除塵器于1885年開始使用，已發(fā)展成為多種形式。按其流進(jìn)入方式，可分為切向進(jìn)入式和軸向進(jìn)入式兩類。在相同壓力損失下，后者能處理的氣體約為前者的3倍，且氣流分布均勻。

旋風(fēng)分離器是利用旋轉(zhuǎn)的氣體所產(chǎn)生的離心力，將粉塵從氣流中分離出來(lái)的一種干式氣、固分離裝置。旋風(fēng)除塵器的主要特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作彈性大，對(duì)于捕集5￣10μm以上的粉塵，效率較高，管理維修方便，易于制造、安裝和維護(hù)管理，價(jià)格低廉，已廣泛用于從氣流中分離固體和液體粒子，或從液體中分離固體粒子。在普通操作條件下，作用于粒子上的離心力是重力的5～2500倍，所以旋風(fēng)除塵器的效率顯著高于重力沉降室。

3.2 脈沖袋式除塵器

脈沖袋式除塵器的特點(diǎn)是周期性地向?yàn)V袋內(nèi)噴吹壓縮空氣，以清除濾袋積灰，和濾袋效率保持恒定，這種清灰方式效果好，不損傷濾袋。

結(jié)束語(yǔ)

以上是對(duì)間歇式真空干燥工藝過程中輔助系統(tǒng)冷凝器、真空系統(tǒng)、除塵設(shè)備的簡(jiǎn)單介紹。目前，在使用真空干燥的如醫(yī)藥、化工等行業(yè)中，冷凝系統(tǒng)及真空系統(tǒng)已經(jīng)被配套使用。

[1]徐成海等.真空低溫技術(shù)與設(shè)備.冶金工業(yè)出版社，1995

[2]張祉佑.制冷原理與設(shè)備.西安交通大學(xué)機(jī)械工業(yè)出版社，1986

[3]達(dá)道安等.真空設(shè)計(jì)手冊(cè).蘭州物理研究所，1991