热风循环干燥设备安全节能改进技术分析

郭映裕

[摘    要]热风循环干燥技术具有一个明显的缺点，就是干燥设备的安全性能和节能性能较差。为解决这个问题，详细介绍了热风干燥工艺，分析改进热风循环干燥设备安全节能技术的重要性，研究热风循环干燥设备的安全节能改进技术。

[关键词]干燥设备;安全节能;改进技术

[中图分类号]TQ051.892 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）03–0–02

[Abstract]The hot air circulation drying technology has a obvious disadvantage， which is the poor safety and energy saving performance of drying equipment. In order to solve this problem， this paper will introduce the hot air drying technology in detail， analyze the importance of improving the safety and energy saving technology of the hot air circulation drying equipment， and study the safety and energy saving improvement technology of the hot air circulation drying equipment.

[Keywords]drying equipment; safety and energy saving; improvement technology

1 熱风循环干燥工艺概述

1.1 热风循环干燥工艺的主要特征

热风循环干燥工艺主要用于制药行业、化工行业以及涂装行业，热风干燥设备的工作效率决定了这些行业的发展方向。在热风循环干燥设备工作的过程中，设备中的可燃气体逐渐增加。当可燃气体浓度达到爆炸浓度下限时，在遇见火源的情况下，热风干燥设备很有可能发生爆炸。例如，当热风循环干燥设备内的温度过高或者设备接地不良引起静电火花时，就会生爆炸事件。热风循环干燥工艺虽然具有物料干燥速率快、产量高以及干燥均匀等优点，但是就目前来看，热风循环干燥工艺的安全节能性较低，工作人员使用热风循环干燥设备开展物料干燥工作时，面临的危险性比较明显。与此同时，当前的热风循环干燥设备节能性较低，会浪费很多资源和能源，不符合节能发展理念，因此有必要针对热风循环干燥工艺存在的缺点，采取具体措施对热风循环干燥工艺进行改进，有效提升热风干燥设备的工作效率。

1.2 热风循环干燥设备的工作原理与日常维修

一般而言，可在热风循环干燥类设备的出风口测温，并将该类数据反馈到相应的温控仪内。在应用该设备前就需完成标准温度设定，利用该项数据来监控该设备的实际运行温度，确保该温度的合理性。在完成温度检测后应将相关信息重新传递到固定继电器内，通过该类数据来控制加热器的工作情况。在安装热风循环干燥设备的过程中，相关人员应将该装置放置在室内干燥处，避免其遭受潮湿或雨水的侵袭。在使用过程中要保证该环境内的通风性，不要在密封箱内使用。在维护或检修期间需让其远离气体、易爆、易燃等危险品，提升设备使用的安全性。在开展日常维护期间，相关人员需适时检测该设备电源与整机的连接性，及时清除其内部或设备表面的污迹、油污、尘埃等，提升设备使用的流畅度，除了定期清理其周围灰尘外，还要适时清扫通风机内的进风口滤网，借助设备整洁度来改善其运行质量，保障各项技术的充分使用。

2 改进热风循环干燥设备安全节能技术的重要性

某公司使用的热风循环干燥罐采用半埋立式设计，该干燥罐由排气口、安全照明灯、温度传感器、防爆泄压装置、膨胀罐、空气散热片、气动阀门、循环风机、电加热器、冷凝器、导热器、活性炭吸附装置以及排气风机组成。从干燥罐底注入空气，干燥罐将空气加热到预定的温度后，干燥罐风机会将加热后的空气输送到干燥罐内对相关工件表面的涂料进行干燥处理。干燥完毕后，空气会从干燥罐灌顶抽出。在此过程中，一部分空气会从干燥罐排气管路排出，另一部分空气会通过干燥罐的循环管路再次回到干燥罐罐底循环使用。在某次干燥过程中，由于干燥罐的安全性能不高，罐内的高浓度苯乙烯与空气爆炸性混合气体遇点火源，因此造成爆炸事故，给该公司造成了360余万元的经济损失。同时该热风循环干燥罐的运行效率不高，耗电量大，不符合安全节能的发展理念。从安全性和节能性两方面来看，该公司的热风干燥罐均不符合要求。当干燥罐发生爆炸时，会对工作人员造成伤害，且工作人员不按要求操作干燥罐也会存在较大的安全隐患。因此，为降低公司的损失，很有必要采取具体措施，对公司的热风循环干燥设备的安全节能技术进行改进和升级。

3 热风循环干燥设备的安全节能改进技术研究

使用KLF模型能够模拟热风循环干燥罐中苯乙烯的浓度变化，该模型由Stolpe F和Forster H研究提出。该模型的具体表达式为Vdc=dD-cLdt。在通风速率为1 200 m3/h、温度为150 ℃、绕组数为12组的情况下，根据模拟结果图可知，当热风循环干燥中的通风速率远远超过1200 m3/h时，能够避免干燥罐中最大苯乙烯的浓度介于爆炸范围之间，由此可有效避免爆炸事故的发生。但是在这种情况下，热风循环干燥罐的能量损耗极高，不利于公司的可持续发展。与此同时，适当减小热风干燥罐的绕组数，能够有效降低苯乙烯的浓度，从而能够避免爆炸事故的发生。但是在这种情况下，热风干燥罐的生产效率会大幅降低。针对这些问题，可从以下三个方面对热风循环干燥设备的安全节能技术进行改进和优化。

3.1 热风循环干燥设备的本质安全节能改进思路

通过往热风循环干燥设备中加入惰性气体的方式，可有效降低干燥设备工作过程中的爆炸危险性，同时这也是热风循环干燥设备的本质安全节能思路。可在热风循环干燥设备中设置氮气双进回路和双排气回路，将设备中的气压维持在一定的范围内，防止空气进入干燥设备中，对干燥设备的正常运行造成影响。与此同时，通过简化热风循环干燥工艺过程，摒弃传统的间歇通风换气工序，将热风循环干燥系统改造成完全密闭的全循环形式，即可有效提升热风循环干燥设备的安全性和节能性。热风循环干燥设备的本质节能改进思路可从三个方面进行考虑，这三个方面分别是物料、工艺和设备。对于物料而言，通过采用氮气置换空气的方式，即可有效提升热风循环干燥设备的安全性和节能性。对于热风循环干燥工艺而言，①通过将系统微正压控制在不大于0.1MPa范围内的方式，有效提升热风循环干燥系统的安全性和节能性。②改进热风循环干燥设备的进气管路和排气管路，也能有效提升热循环干燥系统的安全性和节能性。③物料干燥工作前和物料干燥后，通过抽真空排气，进行系统自动泄压，能够有效提高热风循环系统的安全性能和节能性能。对于热风循环干燥设备而言，在保证干燥产品质量和生产效率的前提下，对热风循环干燥设备的本质安全进行改进和优化，即可有效提升设备的安全节能性能。同时，在热风循环干燥系统中增加安全辅助装置也能有效提高干燥系统的整体性能。另外，增加密闭全循环和安全联锁系统，也可最大限度提升热风循环干燥设备的节能性和安全性。

3.2 干燥设备干燥过程中的充氮控氧工艺设计

对热风循环干燥系统进行优化改进后，主要使用氮气代替空气作为循环介质对物料进行干燥，通过这种方式，能够有效降低热风循环干燥设备运行过程中存在的爆炸危险性。为降低热风循环干燥系统的爆炸危险性，可将设备内氮气的浓度控制在低于苯乙烯气体爆炸的最大允许氧含量内。一般情况下，将罐内氧含量控制在7%以内，即氮气浓度为93%以上，即可有效降低干燥罐的爆炸危险性。为控制干燥罐内的环境和氧含量，需要往干燥罐中不断充入氮气，保持罐内微正压符合要求，即可有效提升热风循环干燥罐的安全性和节能性。

3.3 干燥前后增加抽真空排气工序

在干燥前后增加抽真空排气工序，能够有效解决传统热风循环干燥系统干燥周期较长、尾气处理措施存在缺陷等问题。进行物料干燥作业前，增加该工序的主要目的是为了减少充氮置换过程中对氮气的消耗，达到节约氮气资源、节约干燥时间的效果。对物料进行干燥作业后，增加抽真空排气工序的主要目的是迅速排除干燥罐内的可燃性混合物，从而提升干燥系统的安全性和节能性。与此同时，应用气体浓度检测系统和其他安全辅助后，也能在一定程度上提升热风循环干燥系统的安全性和节能性。

3.4 热风循环干燥烘干易拉罐的实例

易拉罐在清洗后、内涂、彩印工艺后都必须烘干。采用循环热空气带走物料上的水分，热风通过位于顶部的循环风机，新热干空气往下吹，经过导流、多孔板均化、垂直风刀引流后作用于易拉罐上，带走罐上的水分;循环风从底部的两侧回到循环风机的入口，必经通道设置燃烧机，加热空气;未经燃烧前抽走部分湿热空气，抽出的量经过计算，保证长期连续烘干热空气成分的稳定，这样才能保证连续烘干的有效性，由于燃烧室气压比环境气压低，新鲜风门能自动吸入新鲜空气，以保证每一循环热干空气的成分恒定。

燃烧机设置有根据温度自动调节燃气量的比例阀，熄火自动断气的高低压截止阀，紫外线自检火焰探测器，风压开关监控风机是否意外停止，防爆自动门设定一定压力下自动卸压，熄火后通过循环排空再继续点火以防燃气泄漏造成点火时爆炸，多手段串联防止安全事故的发生。

这套设计模式已取得美国防火协会、全球保险系统等机构的安全认证。

3.5 热风循环干燥类设备的安全度研究

为探究热风循环干燥设备的安全节能效果，对该设备内部的技术指标进行了一定的改造。热风循环干燥设备的安全性指标主要包含主反应热、副反应热、易燃性、爆炸性、毒性、腐蚀性等，在应用过程中其总量、温度、压力、设备安全性等数据也会出现较大改变，在进行实际设计时，技术人员依照相关标准，科学调整该设备中的各类数据，使其影响安全类数据符合设备标准指标。在完成改造以后，热风循环干燥设备的能耗数据与干燥用时都得到了合理控制，其能耗缩减的速度较快，干燥节能的效率甚至提升到了80%，利用干燥过程的全封闭系统可有效克服此前系统内部的热损失问题，有效改善设备的干燥效率。在实际使用时由于热风循环干燥设备存有能耗高、安全性低的缺陷，通过使用思路的转换，借助双充氮进气回路可切实改进干燥罐中的气体惰化环境，利用排气双回路有效完善系统运行状态，使该系统始终保持着微正压状态。可借用热风循环干燥技术来优化该装置的内部指标，如危险性等，通过化学指标的改进，设备安全性得到较大改善，其干燥效率得到提高，能耗适时降低，增強设备运行的科学性。

4 结论

安全节能是当下各领域的重要研究话题，同时也是实现人类社会可持续发展的重要途径。因此，针对热风循环干燥技术存在的缺点，有必要采取具体措施对热风循环安全节能技术进行改进，提升热风干燥设备的工作效率。

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