粉粒體物料的熱交換

在粉體顆粒物料的生產(chǎn)流程當(dāng)中，常常需要在反應(yīng)加工階段提供熱量升高物料溫度滿足工藝需求，而在流程的末尾，又需要通過熱量交換降低物料溫度，進(jìn)行產(chǎn)品的分選，包裝。

與液體生產(chǎn)線不同，粉體顆粒生產(chǎn)中的熱量交換有著更多因素需要在設(shè)計(jì)時(shí)考慮，正是這些因素決定了設(shè)備的使用效果，關(guān)乎您財(cái)富的生產(chǎn)流水線。隨著非接觸式節(jié)能換熱器的普及，許多機(jī)械加工廠紛紛進(jìn)行仿制，但這種仿制能否成功呢？PT為您詳解換熱器中的科學(xué)原理，供您了解作為決策的依據(jù)。

一般來說，顆粒系統(tǒng)的換熱介質(zhì)一般無外乎氣態(tài)和液態(tài)兩類。前者的典型代表是空氣，而后者則是水。采用不同的換熱介質(zhì)有著重要的區(qū)別，例如：在室內(nèi)條件下，1升水所具有的熱容相當(dāng)于3.2立方米空氣，更強(qiáng)的載熱能力能夠在工質(zhì)輸送方面節(jié)約更多的能量，管板的設(shè)計(jì)加工成本也更低；氣體能夠更為容易的實(shí)現(xiàn)與顆粒的混合，從而以直接熱接觸的方式實(shí)現(xiàn)更率的熱量交換，這一點(diǎn)是液體無法輕易實(shí)現(xiàn)的；隨著溫度的升高，空氣以正比于熱力學(xué)溫度發(fā)生體積膨脹，而水的體積則在達(dá)到沸點(diǎn)前基本不變，達(dá)到沸點(diǎn)后劇烈氣化膨脹，這對(duì)于換熱性能和設(shè)備都有著重要影響。

顆粒本身屬于多孔介質(zhì)體系，較大的比表面積容許氣體從中流通以接觸方式進(jìn)行換熱，理論上可以實(shí)現(xiàn)很高的換熱效率，但在實(shí)際過程中，由于顆粒和氣流的相互作用復(fù)雜多樣，利用這一原理呈現(xiàn)出多種的工作狀態(tài)，例如移動(dòng)床、流化床、沸騰床、滾筒式、篦冷機(jī)等。在這樣的系統(tǒng)中，如果氣流速度小，則換熱工質(zhì)能夠得到充分利用，顆粒形態(tài)保持好，系統(tǒng)排放污染小，但通常無法實(shí)現(xiàn)大功率換熱。相反，如果增大鼓氣量提高換熱功率，則通常需要大量電力成本進(jìn)體鼓風(fēng)，同時(shí)也難以避免物料的破碎、粉塵排放污染甚至爆炸風(fēng)險(xiǎn)。

非接觸式換熱采用了與接觸式換熱完全不同的思路，其實(shí)現(xiàn)了分隔的換熱工質(zhì)與物料流獨(dú)立循環(huán)。這樣一來換熱工質(zhì)的的再處理等環(huán)節(jié)變得更為便利和清潔，并且能夠采用具有高體積熱容的液態(tài)工質(zhì)。相比而言，非接觸式換熱將設(shè)計(jì)重點(diǎn)從氣體流通設(shè)計(jì)變?yōu)榱死鋮s管板排布設(shè)計(jì)。由于傳熱接觸面積小于直接冷卻式，其理論換熱極限較等體積的直接接觸式略差，另外由于內(nèi)部安裝了換熱管板結(jié)構(gòu)，其在高溫系統(tǒng)中的熱回收能力與可靠穩(wěn)定性也會(huì)略差于相同品質(zhì)的接觸式換熱器。此外，由于物料流動(dòng)較為獨(dú)立和封閉，在露點(diǎn)、料位、流動(dòng)的控制方面需要進(jìn)行針對(duì)性的獨(dú)特設(shè)計(jì)。

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