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少空气快速干燥技术
一、 所属行业
无机非金属建筑材料
二、 技术名称
少空气快速干燥技术
三、 技术类型
节能,环保
四、 适用领域
陶瓷、电瓷、耐火材料、木材、墙体材料生产企业
五、 技术内容
1、基本原理
陶瓷坯体中含有的水分有3种,化学结合水,吸附水,游离水(自由水)。化学结合水在一般的干燥条件(<400℃)下无法排出,所以坯体的干燥排出的是吸附水和游离水,此两种水分一般称为物理水,坯体干燥主要是围绕物理水的排出来进行的。
坯体的水分排出分为两个方面,由坯体表面蒸发水分扩散到周围介质中去的为外扩散;从坯体内部排出水分到坯体表面的为内扩散。水分的内、外扩散属于传质过程,需要吸收必要的热量。
在坯体的干燥过程中,随着供热过程的进行,坯体受热、排水,直至水分达到干燥要求,一般经过四个阶段:预热、等速干燥、降速干燥、平衡状态。
预热阶段,坯体表面受热较快,表面温度大于内部温度,外扩散速度高,内扩散速度低,此时坯体内外排水速度差距较大,坯体收缩不均,极易造成坯体的开裂,所以常规干燥时,预热阶段一般较长。干燥在等速阶段时,坯体内外温度均匀,外扩散、内扩散速度相等,坯体干燥收缩均匀,不易产生坯裂。降速干燥阶段、平衡状态坯体的水分已经接近或达到干燥要求,坯体的收缩完成,因此不会产生坯裂。
由此可以看出,坯体干燥过程影响最大的阶段是预热阶段,由于预热过程占用干燥的时间占整个干燥时间的一半以上,所以如何缩短预热阶段的时间是提高干燥效率的关键所在。少空气干燥技术即通过采用低温高湿的方法,使得湿坯体在低温段由于坯体表面蒸气压的不断增大,阻碍外扩散的进行,吸收的热量用于提升坯体内部的温度,提高内扩散的速度,使得预热阶段缩短,等速干燥阶段提早进行。等速干燥阶段借助强制排水的方法,进一步提高干燥的效率,最终达到快速干燥的目的。
2、工艺流程图(理解性示意图)
3、技术评价情况
该技术已经成熟,并形成系列化产品。2003年7月25日通过了陕西省科技厅组织的鉴定。
六、
技术适用条件
配备整体烘干设备。
七、
主要技术经济指标
1、
干燥器规格:
ARD-28
2、
干燥室容积:
257.09m3
3、
设备装机容量:
30kw
4、
室内容车数:
50辆(电瓷产品1600件)
5、
干燥周期:
9~11小时/次
6、
坯体干燥前含水率:
14~17%
7、
坯体干燥后含水率:
≤1%
8、
干燥能耗:
1200~1500Kcal/kg水
9、
燃料种类:
石油液化气
八、
投资与效益
以ARD-28型为例。干燥电瓷产品效率为传统间歇烘房的5倍,每周期干燥1600件电瓷悬式绝缘子,干燥水分1536kg。
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投资比较 |
烘干方式 |
少空气干燥器 |
传统间歇烘房 |
备注 |
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设备投资 |
60万/台 |
4万/台×5=20万 |
相同产量类比 |
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基建面积(m2) |
110 |
110×5=550 |
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基建费用(万元) |
8.8 |
44 |
以800元/m2计 |
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一次性投资(万元) |
68.8 |
60 |
相同产量类比 |
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设备运行成本比较 |
干燥能耗(kcal/kg水) |
1200 |
3000 |
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装机容量(kw) |
30 |
5 |
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干燥周期(h) |
10 |
50 |
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燃料消耗(元) |
614.4 |
1536 |
4元/kg液化气 |
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电力消耗(元) |
300 |
250 |
1元/KW.h |
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运行成本(元/周期) |
914.4 |
1786 |
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年运行次数(次) |
660 |
660 |
年工作日330天,2次/天 |
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干燥支出(万元) |
60.3504 |
117.8760 |
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结果分析 |
由以上比较可以看出,采用少空气快速干燥器,设备一次性投资基本相当,而少空气干燥器的运行成本却远远低于传统间歇式烘房。 |
九、
技术应用情况
少空气快速干燥器自从2003年初在大连电瓷厂首度使用后,反映良好,也给企业带来了良好效益。目前,大连电瓷厂已采用两台ARD-28型少空气干燥器,仅每年的节能降耗带来的效益就超过100万。
大连金州向应电瓷厂采用少空气干燥器后,原来的9台烘房拆除,改为成型线,在不增加基建投资的前提下,大大提高了生产能力。
苏州电瓷厂大量采用该干燥器的结果是大大节省了基建投入,为企业搬迁以后控制成本,提升市场竞争力做出了很大的贡献。
十、
已成功应用该技术的主要用户
1、 大连电瓷厂
ARD-28型 2002年使用
2、 苏州电瓷厂
ARD-11型 2004年使用
3、 大连金州向应电瓷厂
ARD-20型 2004年使用
十一、 推广应用的建议
此项技术先进、成熟、可靠, 已在电瓷、日用瓷和卫生陶瓷等应用,燃料适用性强。以一条年产60万件卫生陶瓷为例,年干燥卫生瓷坯体量72万件(25Kg/每件),干燥蒸发水量8.4吨/每日。创通干燥工艺:干燥周期36-48小时,耗能2400大卡/Kg水。而用少空气干燥工艺:干燥周期缩短至6-8小时,,耗能1200大卡/
Kg水。干燥气缩短2/3,节能50%以上。一次性技术改造投资约60万元,每年可节约柴油300吨。在电瓷、日用陶瓷和木材干燥应用这项技术,同样取得良好效果。间接经济效益表现在:干燥占地面积减少1/2,产品合格率提高5%,减少了烟尘排放。建议在日用陶瓷、卫生陶瓷、木材干燥领域推广。
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