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-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。
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
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—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℃
熱風出口溫度:550℃
燃料:煤
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。