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1、前言
    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，能源消費(fèi)快速增長(zhǎng)，能源供應(yīng)已成為制約我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一個(gè)主要瓶頸。根據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)石油及化工行業(yè)能耗約占全國(guó)總能耗的17%t18%，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)四個(gè)高能耗行業(yè)之一。另根據(jù)測(cè)算，我國(guó)石油化工行業(yè)單位產(chǎn)品的平均能耗是國(guó)際平均水平的2倍多，能源利用率只有33%左右，遠(yuǎn)低于先進(jìn)工業(yè)國(guó)家的水平。因此從我國(guó)目前的能源形勢(shì)和建立集約型社會(huì)的客觀(guān)要求出發(fā)，石油化工行業(yè)深入開(kāi)展節(jié)能技術(shù)與裝備的研究勢(shì)在必行。
2、化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)與裝備研發(fā)的主要方向
2.1采用近代過(guò)程集成技術(shù)，以節(jié)能為中心，優(yōu)化工藝流程。
    目前國(guó)內(nèi)大部分化工生產(chǎn)工藝流程的設(shè)計(jì)仍只考慮化學(xué)工藝的要求，能量的綜合有效利用與回收只作為輔助內(nèi)容考慮。國(guó)外先進(jìn)工業(yè)國(guó)家已經(jīng)做到把工藝過(guò)程、能量供給的公用工程系統(tǒng)及能量回收系統(tǒng)整合起來(lái)，作為一個(gè)有機(jī)結(jié)合的整體來(lái)處理。這樣能實(shí)現(xiàn)把一個(gè)化工廠(chǎng)或某個(gè)大型化工流程設(shè)計(jì)得總體能耗最小，運(yùn)行成本最低。
    采用過(guò)程集成分析方法中較實(shí)用的夾點(diǎn)分析法( Pinch analysis)進(jìn)行工藝流程優(yōu)化設(shè)計(jì)，對(duì)新廠(chǎng)新工藝而言，一般比傳統(tǒng)方法節(jié)能30%~40%，投資節(jié)省10%～15%，對(duì)老工藝、老廠(chǎng)的技術(shù)改造也能達(dá)到20%—25%的節(jié)能效果。
    化工工藝技術(shù)本身是否先進(jìn)直接決定節(jié)能的效果。工藝落后本質(zhì)上能耗一定落后，工藝革新可大幅度降低能耗。開(kāi)展新工藝研發(fā)，努力實(shí)現(xiàn)大幅度節(jié)能。如采用新的高效催化劑和助劑，以膜分離中的超濾技術(shù)代替蒸發(fā)濃縮，以傳導(dǎo)型干燥設(shè)備取代氣流干燥裝置等。
2.2開(kāi)發(fā)高效單元操作設(shè)備并推廣使用
    石油及化工生產(chǎn)設(shè)備的主體是單元操作設(shè)備，如裂解爐、反應(yīng)器、換熱器、蒸發(fā)器、吸收塔、蒸餾塔、萃取塔和干燥器等，可以說(shuō)絕大部分化工工藝的能耗大小決定于單元操作設(shè)備的能耗。選擇典型單元操作設(shè)備進(jìn)行重點(diǎn)開(kāi)發(fā)研究，強(qiáng)化設(shè)備的處理能力和效率，實(shí)現(xiàn)能量的合理利用，達(dá)到高效、節(jié)能的目的，并將開(kāi)發(fā)成功的新型設(shè)備在化工生產(chǎn)中大面積推廣使用。
2.3利用社會(huì)廢棄物經(jīng)化工加工形成新的能源產(chǎn)品
    隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人們生活水平的提高，各類(lèi)工業(yè)和生活廢棄物日漸增多。許多廢棄物可作為二次資源進(jìn)行再利用，如報(bào)廢輪胎、報(bào)廢塑料制品等經(jīng)特種化工工藝處理，可獲得柴油等能源產(chǎn)品。以廢棄物為原料生產(chǎn)能源產(chǎn)品和其他工業(yè)產(chǎn)品的工藝技術(shù)和特種設(shè)備開(kāi)發(fā)，將成為我國(guó)節(jié)能技術(shù)研究中一個(gè)重要的研究方向。
3、近年來(lái)國(guó)內(nèi)化工生產(chǎn)節(jié)能技術(shù)與裝備研發(fā)典型實(shí)例分析報(bào)告
3.1熱法磷酸生產(chǎn)工藝流程的改進(jìn)及具有余熱回收功效的新型燃磷塔的成功開(kāi)發(fā)
    磷的燃燒是一個(gè)劇烈放熱反應(yīng)，釋放的熱量可使五氧化二磷混合煙氣的溫度達(dá)l 800℃左右。在這樣高溫環(huán)境下，磷蒸氣及其聚合物對(duì)燃燒塔等生產(chǎn)設(shè)備具有極強(qiáng)的腐蝕性，且這種腐蝕性隨溫度升高而加劇。因此工業(yè)上為防止腐蝕破壞，通常都使用以?shī)A套結(jié)構(gòu)燃磷塔為核心裝備的二步法工藝流程，具體工藝設(shè)備參見(jiàn)圖1、圖2。其中夾套中循環(huán)冷卻水的出口溫度一般在50℃左右，這樣低溫的余熱茌工業(yè)上難以進(jìn)一步利用。同時(shí)為保證黃磷的流動(dòng)及霧化燃燒，必須使其處于液相狀態(tài)，因此需配置專(zhuān)用燃煤鍋爐來(lái)供給蒸汽融化固態(tài)黃磷。此外為冷卻循環(huán)水或磷酸，還必須配備風(fēng)機(jī)、泵、換熱器等一系列裝置。這種一方面要求外部供熱，另一方面又浪費(fèi)自身燃燒熱的現(xiàn)象是目前熱法磷酸生產(chǎn)中普遍存在的問(wèn)題。因此從節(jié)能和環(huán)保的角度考慮，有必要對(duì)現(xiàn)有工藝進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)的關(guān)鍵在于能否設(shè)計(jì)出具有余熱回收功能的新型燃磷塔。有關(guān)這方面的研究國(guó)外起步較早，日本、美國(guó)和德國(guó)都針對(duì)熱法磷酸生產(chǎn)的余熱回收進(jìn)行了研究和開(kāi)發(fā)，并取得一些成果。但由于技術(shù)保密的緣故，根本無(wú)法得到這些專(zhuān)利的完整數(shù)據(jù)資料。因此，對(duì)于我們這樣一個(gè)磷酸生產(chǎn)和需求的大國(guó)來(lái)說(shuō)，開(kāi)發(fā)具有獨(dú)立知識(shí)產(chǎn)權(quán)的、符合我國(guó)熱法磷酸生產(chǎn)實(shí)際的余熱改造技術(shù)，意義重大。這既是熱法磷酸生產(chǎn)企業(yè)降低成本、提高競(jìng)爭(zhēng)力的需要，也是我國(guó)建設(shè)節(jié)約型社會(huì)的客觀(guān)需要。
    在熱法磷酸的生產(chǎn)過(guò)程中，如果能回收磷的燃燒熱用于固態(tài)黃磷的熔化，實(shí)現(xiàn)能源的優(yōu)化利用，將具有很現(xiàn)實(shí)的工程意義。因此在考慮現(xiàn)有工藝布局的前提下，提出了一種更合理的熱法磷酸生產(chǎn)工藝，流程如圖3所示。改進(jìn)工藝中，新型燃磷塔采用了燃燒室和余熱回收裝置合二為一的整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，如圖4、圖5所示，其燃燒室周壁布置有相應(yīng)數(shù)量的抗磷酸腐蝕的不銹鋼管，這些管束與連于各管之間的強(qiáng)化換熱翅片圍成一個(gè)具有中空腔的環(huán)形膜式水冷壁。水冷壁兩端分別布有上下集箱和封頭，周壁外側(cè)則設(shè)有保溫層，共同構(gòu)成封閉殼體，完成磷的燃燒與熱量回收。同常規(guī)燃磷塔比較，新型燃磷塔具有以下幾個(gè)特點(diǎn)：①新塔的燃燒室與老塔形狀相同，體積相近；燃磷塔結(jié)構(gòu)及燃燒器與燃燒室的相對(duì)安裝位置不變。因此新塔能保證完成磷的燃燒，并產(chǎn)生足量的P2 05煙氣。②將水冷夾套換成膜式水冷壁后，實(shí)現(xiàn)了對(duì)熱法磷酸生產(chǎn)過(guò)程的余熱回收，有效熱利用率大大提高。③整個(gè)燃磷塔重量可由裙座支撐或用鋼架懸吊。工作時(shí)爐體的熱膨脹可向上或向下自由伸展；集汽管兩端與汽包及上集箱的連接，下降管兩端與汽包及下集箱的連接都設(shè)計(jì)有彎頭，可作為熱補(bǔ)償器，自動(dòng)補(bǔ)償各部件熱膨脹量不一致的差別。圖6給出了550kg/h新型燃磷塔的工程設(shè)計(jì)簡(jiǎn)圖。
    工作過(guò)程中，液態(tài)單質(zhì)磷與助燃空氣在壓縮空氣的作用下，經(jīng)噴磷槍接口管自動(dòng)進(jìn)入燃磷塔燃燒，在生成五氧化二磷的同時(shí)釋放出大量熱能。這些熱能以輻射換熱方式被設(shè)置于膜式水冷壁的循環(huán)水吸收。上升管內(nèi)的水因吸收熱量而汽化，形成汽水混合的兩相流體，它的密度要比位于同一水平面的下降管內(nèi)的水密度小，這種密度差形成了水在汽包一下降管一下集箱一上升管一上集箱一導(dǎo)汽管一汽包之間自然循環(huán)的驅(qū)動(dòng)力。燃磷塔回收余熱生產(chǎn)的蒸汽最后在汽包內(nèi)經(jīng)汽水分離后排出。
    改造后的熱法磷酸新工藝系統(tǒng)，不僅能保證磷酸的原有生產(chǎn)能力和品質(zhì)，而且能副產(chǎn)高溫高壓蒸汽，除滿(mǎn)足自身生產(chǎn)所需，還可為其他化工生產(chǎn)提供過(guò)剩蒸汽。由于采用新型燃磷塔的新工藝省掉了專(zhuān)用燃煤鍋爐，一方面降低了設(shè)備投資，另一方面每燃燒It混合磷可節(jié)省標(biāo)準(zhǔn)煤560kg和冷卻水400t，相當(dāng)于每生產(chǎn)1t濃度為85qt的磷酸可降低生產(chǎn)成本97. 37元，經(jīng)濟(jì)效益明顯。目前通過(guò)小試、中試研究和數(shù)值模擬分析，已形成完整的工程設(shè)計(jì)方法。一臺(tái)5000t/a和兩臺(tái)15000t/a的新型燃磷塔已經(jīng)投入運(yùn)行，50000t/a、75000t/a的大型裝置正在設(shè)計(jì)之中。
3.2廢輪胎熱裂解回收發(fā)黑和燃料油的工藝開(kāi)發(fā)與裂解塔的設(shè)計(jì)成功
    隨著汽車(chē)工業(yè)的飛速發(fā)展，廢舊輪胎數(shù)量越來(lái)越多，它們露天堆放，一方面占用耕地，另一方面也對(duì)環(huán)境造成污染，此問(wèn)題亟待解決。熱裂解技術(shù)以其較低的污染排放和較高的能源利用率而被認(rèn)為是21世紀(jì)最具潛力的廢舊輪胎資源化處理方式，其典型流程如圖7所示。除去鋼絲的廢舊輪胎，經(jīng)清洗、烘干、切碎，再通過(guò)螺旋輸送機(jī)進(jìn)入裂解塔內(nèi)進(jìn)行裂解，氣態(tài)產(chǎn)物經(jīng)冷凝器冷凝后得裂解油和不凝氣體。裂解油可直接作為燃料或經(jīng)進(jìn)一步的蒸餾、分離等得到質(zhì)量更高的油品；不凝氣體則通人緩沖罐，作為燃料氣提供裂解反應(yīng)所需的高溫?zé)煹罋狻９虘B(tài)產(chǎn)物炭黑在爐內(nèi)冷卻到常溫，從下方排出，經(jīng)球磨機(jī)中細(xì)磨和旋風(fēng)分離，可得到質(zhì)量較高的商品炭黑。煙道氣從裂解塔排出后一部分通人熱風(fēng)爐與燃燒氣混合，一部分用于烘干濕輪胎，剩余部分排放至大氣中。
    裂解設(shè)備是實(shí)現(xiàn)最終裂解反應(yīng)的場(chǎng)所，它的設(shè)計(jì)成功是整個(gè)工藝的關(guān)鍵所在。在以前的許多試驗(yàn)研究中都能得到質(zhì)量不錯(cuò)的裂解產(chǎn)物，但至今一直未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的最主要原因就在于設(shè)計(jì)出能滿(mǎn)足工藝要求的裂解設(shè)備存在很大困難，具體體現(xiàn)在：①進(jìn)料的復(fù)雜性。廢輪胎種類(lèi)眾多，且隨著橡膠工業(yè)的發(fā)展輪胎性能也在不斷地改進(jìn)，因此對(duì)裂解設(shè)備來(lái)說(shuō)進(jìn)料是很不確定的；相應(yīng)地要求設(shè)備的工藝參數(shù)在一定范圍內(nèi)應(yīng)可靈活調(diào)節(jié)。②密封性要求。由于裂解氣中富含甲烷等易燃易爆的烴類(lèi)氣體，所以對(duì)裂解設(shè)備的泄漏應(yīng)有較為嚴(yán)格的控制措施。③高溫的反應(yīng)條件。裂解塔內(nèi)最高溫度高達(dá)700℃，因此在爐體的密封與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，爐內(nèi)各結(jié)構(gòu)的熱膨脹量是必須考慮的關(guān)鍵因素。④保溫要求。若裂解塔保溫不當(dāng)，氣態(tài)產(chǎn)物極易在塔內(nèi)低溫部位部分冷凝液化，最終流人塔底炭黑中，不但影響炭黑的質(zhì)量，甚至有可能形成黏糊狀的大塊物體堵塞炭黑排出口。
    在國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)的熱裂解裝置中，流化床、移動(dòng)床、回轉(zhuǎn)窯等結(jié)構(gòu)形式多種多樣。在加拿大c.Roy等人開(kāi)發(fā)的以熔融鹽為傳熱介質(zhì)的設(shè)備中，采用了雙層加熱盤(pán)片結(jié)構(gòu)，如圖8所示。其優(yōu)點(diǎn)是采用臥式結(jié)構(gòu)安裝較方便，且對(duì)密封要求低、較易實(shí)現(xiàn)真空操作。但該結(jié)構(gòu)對(duì)操作要求很高，在操作過(guò)程中若發(fā)生斷電等事故，一旦融熔鹽發(fā)生冷卻、凝固，將導(dǎo)致整套裂解裝備的報(bào)廢。
    溫州化工研究院采用了回轉(zhuǎn)筒的結(jié)構(gòu)，如圖9所示。裂解本體以一定的速度回轉(zhuǎn)，為提高傳熱效果，本體外壁設(shè)置螺旋帶，內(nèi)壁設(shè)有翅片。該結(jié)構(gòu)存在著大直徑回轉(zhuǎn)筒的動(dòng)密封問(wèn)題。因此不易采用分段加熱方式，而若僅采用圖中所示的單段加熱方式，則裂解反應(yīng)集中區(qū)為煙道氣的低溫區(qū)，因此要確保橡膠小塊達(dá)到一定的裂解溫度，就要求有較高的進(jìn)口煙氣溫度。在處理量加大，裂解爐本體長(zhǎng)度加長(zhǎng)時(shí)，問(wèn)題更加突出。
    最近一種如圖10所示結(jié)構(gòu)的立式裂解設(shè)備開(kāi)發(fā)成功。塔上部布置的多層空心加熱圓盤(pán)是該裂解塔的主要部件，由間隔排列的大小空心圓盤(pán)組成，其內(nèi)部通人700℃高溫?zé)煔猓ㄓ闪呀猱a(chǎn)生的可燃?xì)怏w燃燒調(diào)溫后送人），使加熱盤(pán)面溫度保持在400—600℃水平。橡膠小塊從塔頂進(jìn)料口進(jìn)入裂解塔內(nèi)并落在第一層大加熱盤(pán)上，然后在耙葉的推動(dòng)下，從大盤(pán)外緣向內(nèi)緣作螺旋線(xiàn)移動(dòng)，最終從大盤(pán)內(nèi)孔落入下層小盤(pán)，小盤(pán)上的料塊在耙葉推動(dòng)下從小盤(pán)內(nèi)緣向外緣沿螺旋線(xiàn)移動(dòng)，最終從小盤(pán)與塔壁間的環(huán)隙中落人下一層大盤(pán)上。如此內(nèi)外交替，在加熱盤(pán)上不斷吸熱升溫完成熱裂解過(guò)程．橡膠小塊的徑向移動(dòng)路線(xiàn)如圖中粗線(xiàn)所示。耙葉、耙桿在轉(zhuǎn)軸、主電機(jī)及減速傳動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)下沿盤(pán)表面旋轉(zhuǎn)。由于裂解反應(yīng)生成的炭黑產(chǎn)物溫度高達(dá)400℃，直接排出至空氣易燃燒，故炭黑需進(jìn)行冷卻才可排出裂解塔。因此在該裂解塔下部布置了數(shù)層冷卻圓盤(pán)，同樣由間隔排列的大小空心圓盤(pán)組成，盤(pán)內(nèi)通人冷卻水。具體出料系統(tǒng)如圖11所示，炭黑在出料刮板的旋轉(zhuǎn)推動(dòng)下排出。另外，對(duì)裂解設(shè)備要求較嚴(yán)格的密封問(wèn)題，在本設(shè)備中得到了較好的解決。在該設(shè)備中，需密封部位主要在塔底與塔頂?shù)妮S密封以及煙道氣管道與簡(jiǎn)體的密封，在以后的試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)尤以后者最關(guān)鍵。在煙道氣進(jìn)口管道內(nèi)煙氣溫度高達(dá)750℃，在該處的熱膨脹量最大，此處的密封也最容易出問(wèn)題。因此在本設(shè)備中，除了與筒體聯(lián)接處的可移動(dòng)密封裝置外，還在簡(jiǎn)體外部加了一帶膨脹節(jié)的密封罩分別與簡(jiǎn)體和煙道氣管道相焊接，以保證該處的密封安全。
    從上述結(jié)構(gòu)分析可知，多層空心盤(pán)式裂解塔具有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：①傳熱效率高。該設(shè)備以傳導(dǎo)方式為主進(jìn)行傳熱。橡膠塊在盤(pán)面上沿螺旋線(xiàn)移動(dòng)使橡膠塊與盤(pán)面的接觸加熱路線(xiàn)延長(zhǎng)了幾倍。同時(shí)由于耙葉對(duì)橡膠塊的不斷翻動(dòng)與攪拌作用也使盤(pán)面的熱傳導(dǎo)效率大大提高。②結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。該裂解塔中不存在難以加工的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，其制造方便、經(jīng)濟(jì)，操作簡(jiǎn)單、安全。③反應(yīng)條件調(diào)節(jié)靈活。耙葉、耙桿三維可調(diào)，可靈活調(diào)節(jié)橡膠小塊在盤(pán)表面的徑向移動(dòng)速度，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)裂解時(shí)間的調(diào)節(jié)；主電機(jī)采用調(diào)速電機(jī)，可宏觀(guān)控制橡膠小塊停留時(shí)間，保證裂解反應(yīng)的完成；可通過(guò)預(yù)設(shè)控溫點(diǎn)的溫度來(lái)調(diào)節(jié)爐內(nèi)溫度并保持穩(wěn)定；爐內(nèi)壓力可由風(fēng)機(jī)加以調(diào)節(jié)。③自動(dòng)化程度較高。在中試過(guò)程中，所有輔助設(shè)備的開(kāi)關(guān)控制以及所有測(cè)試點(diǎn)的壓力、溫度的顯示與控制都集中在一塊面板上，在實(shí)際操作中僅需1~2名操作工。
    立式多層圓盤(pán)結(jié)構(gòu)裂解塔作為一種新型特種反應(yīng)器，近期已完成內(nèi)部傳質(zhì)、傳熱過(guò)程的建模分析。為了使輪胎料塊在塔內(nèi)的運(yùn)動(dòng)與裝置特性定量化，在料環(huán)假設(shè)（圖12）、松散介質(zhì)假設(shè)以及物性假設(shè)的基礎(chǔ)上，建立了加熱盤(pán)面上輪胎料塊的傳質(zhì)模型，得到了塔內(nèi)料環(huán)高度、盤(pán)面積料量、停留時(shí)間以及臨界處理量等參數(shù)的計(jì)算公式。同時(shí)在兩階段假設(shè)、擴(kuò)散模型假設(shè)、物性假設(shè)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用顆粒傳熱擴(kuò)散理論‘IoJ及橡膠裂解動(dòng)力學(xué)方程，建立了多層盤(pán)式裂解塔加熱盤(pán)面與輪胎料塊間的傳熱模型，得到了裂解塔內(nèi)每道料環(huán)出料溫度及橡膠殘余率的迭伐計(jì)算公式，并從理論上給出了裂解塔的最大處理量。目前一套3000Ua廢輪胎處理量的盤(pán)式裂解塔已開(kāi)車(chē)成功。
3.3采用傳導(dǎo)型干燥設(shè)備取代直接氣流干燥的節(jié)能技術(shù)與裝備開(kāi)發(fā)
    干燥設(shè)備按熱量傳遞方式可分為直接傳熱式和間接傳熱式兩種。其中直接傳熱式干燥設(shè)備，物料和干燥介質(zhì)直接接觸，通過(guò)對(duì)流方式傳熱，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低廉等優(yōu)點(diǎn)，但熱效率低，能耗高，同時(shí)對(duì)環(huán)境造成的污染也大。間接傳熱式設(shè)備由于其優(yōu)異的節(jié)能環(huán)保特性，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用日益廣泛，蘭州天華化工機(jī)械研究院等單位在該領(lǐng)域已取得重大成就。這里介紹用于玉米酒精糟生產(chǎn)高蛋白飼料的旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)干燥機(jī)和用于無(wú)機(jī)鹽行業(yè)的旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)烘干機(jī)。
    旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)主要由四部分組成：①轉(zhuǎn)子系統(tǒng)。為干燥機(jī)的核心部件，不同種類(lèi)的干燥機(jī)有不同的轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)。旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式干燥機(jī)的轉(zhuǎn)子由中空軸和焊接在軸上的數(shù)十只圓盤(pán)組成；旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)的轉(zhuǎn)子由兩端中空軸、封頭及數(shù)百根以一定方式排列的管子共同構(gòu)成。它們的結(jié)構(gòu)如圖13、圖14所示。運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)轉(zhuǎn)子靠?jī)啥溯S承支撐：一端為固定軸承，另一端可以自由游動(dòng)，協(xié)調(diào)轉(zhuǎn)子的軸向熱膨脹。轉(zhuǎn)子四周有翻動(dòng)物料的抄板。②傳動(dòng)系統(tǒng)。由主電機(jī)、減速裝置組成。③管路系統(tǒng)。由進(jìn)汽管、排水管、調(diào)節(jié)閥門(mén)、金屬軟管和旋轉(zhuǎn)接頭等組成。④排風(fēng)除塵系統(tǒng)。一般借助引風(fēng)機(jī)排風(fēng)，同時(shí)回收粉塵。
    在密閉干燥室內(nèi)，由圓盤(pán)或管束組成的轉(zhuǎn)子緩慢旋轉(zhuǎn)，通過(guò)轉(zhuǎn)子的人口和出口中空軸導(dǎo)人導(dǎo)出熱介質(zhì)。熱介質(zhì)通過(guò)金屬壁將熱量傳導(dǎo)給待干燥的物料，物料吸熱增焓蒸發(fā)濕分。轉(zhuǎn)子周緣安裝有特殊的抄板，一方面不斷將物料翻起使之與金屬換熱表面接觸，另一方面抄板有一定的軸向傾角，將物料從人口端推向出口端。對(duì)不同的物料，改變干燥室長(zhǎng)度、轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速及抄板軸向傾角，使物料從人口到出口剛好完成干燥過(guò)程。蒸發(fā)的濕分則由頂部風(fēng)機(jī)抽出。
    旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式和旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)都具有較高的熱效率。但相對(duì)而言，后者由于物料在光滑管間的軸向運(yùn)動(dòng)無(wú)任何約束，物料與加熱管的整體接觸率要小于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式干燥機(jī)。一般加熱面積相同時(shí)，后者的整機(jī)傳熱系數(shù)要比前者大60%~70%。但旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造難度大，成本也高。
    傳導(dǎo)型干燥機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，真實(shí)傳熱系數(shù)的分析計(jì)算以及轉(zhuǎn)子的強(qiáng)度校核是關(guān)鍵。從工作原理看，其傳熱系數(shù)的計(jì)算可歸結(jié)為平板或者管束在攪動(dòng)的顆粒床上的熱傳導(dǎo)，根據(jù)Schlunder提出的“顆粒熱傳遞模型”知，移動(dòng)加熱面與待干燥顆粒床間的熱傳遞現(xiàn)象主要受三個(gè)機(jī)制控制，即熱阻主要由以下三部分組成：①加熱壁與顆粒間的熱傳遞；②填料床內(nèi)的熱傳導(dǎo)；③基體中由于顆粒運(yùn)動(dòng)引起的熱對(duì)流。將各部分熱阻疊加起來(lái)，就可以計(jì)算出總的傳熱系數(shù)。干燥機(jī)轉(zhuǎn)子系統(tǒng)中需進(jìn)行強(qiáng)度設(shè)計(jì)的部件因干燥機(jī)類(lèi)型的差異而有所不同。對(duì)旋轉(zhuǎn)列管式干燥機(jī)來(lái)說(shuō)，其危險(xiǎn)部位及校核內(nèi)容主要為：①位于軸承支撐處的主軸應(yīng)力；②轉(zhuǎn)子的剛度分析及最大撓度計(jì)算；③管子與管板聯(lián)接處考慮扭轉(zhuǎn)應(yīng)力后的強(qiáng)度保證；④封頭在復(fù)雜載荷作用下的實(shí)際承載水平計(jì)算。由于該設(shè)備為非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備，在進(jìn)行強(qiáng)度與剛度分析時(shí)，要首先進(jìn)行合理的、趨于安全的力學(xué)模型簡(jiǎn)化，然后針對(duì)力學(xué)模型進(jìn)行分析計(jì)算。對(duì)于旋轉(zhuǎn)圓盤(pán)式干燥機(jī)，轉(zhuǎn)子強(qiáng)度的分析設(shè)計(jì)主要包括兩個(gè)部分：①承受內(nèi)壓大直徑工作圓盤(pán)的強(qiáng)度分析；②承受內(nèi)壓和彎曲扭轉(zhuǎn)載荷的中空軸的強(qiáng)度分析，實(shí)際計(jì)算中要通過(guò)簡(jiǎn)化力學(xué)模型，計(jì)算主軸的撓度和最大應(yīng)力。
3.4夾套反應(yīng)囂的節(jié)能技術(shù)
    夾套反應(yīng)器是化工生產(chǎn)中應(yīng)用最廣泛的基本設(shè)備之一，該設(shè)備的節(jié)能技術(shù)改造意義十分重大。目前進(jìn)行的節(jié)能更新改造主要包括三個(gè)方向：①通過(guò)夾套形式改進(jìn)提高換熱效果，以達(dá)到節(jié)能目的。整體夾套一帶導(dǎo)流板的整體夾套一半圓管夾套一米粒點(diǎn)式蜂窩結(jié)構(gòu)板式夾套一激光焊接蜂窩點(diǎn)夾套等一系列的改進(jìn)，旨在改變介質(zhì)流動(dòng)狀態(tài)，提高總體傳熱系數(shù)副。②采用液氨在冷卻夾套內(nèi)直接蒸發(fā)的夾套反應(yīng)器，要比傳統(tǒng)的低溫鹽水、低溫乙醇水溶液冷卻節(jié)能20%以上。③采用先進(jìn)的攪拌器。改進(jìn)攪拌混合技術(shù)是節(jié)能的一個(gè)重要突破口。
4、結(jié)論
    節(jié)能與環(huán)保是21世紀(jì)科技發(fā)展的目標(biāo)之一。化工生產(chǎn)作為我國(guó)耗能大戶(hù)具有很大的節(jié)能潛力，針對(duì)典型化工產(chǎn)品開(kāi)發(fā)新工藝、采用過(guò)程集成技術(shù)優(yōu)化工藝流程、開(kāi)發(fā)高效單元操作設(shè)備、利用社會(huì)廢棄物經(jīng)化工加工形成新的能源產(chǎn)品等都是國(guó)內(nèi)外化工生產(chǎn)節(jié)能的主要研究方向。這既可緩解我國(guó)優(yōu)質(zhì)能源匱乏和人均能源占有率低下的現(xiàn)狀，也是建立“節(jié)約型社會(huì)”的客觀(guān)要求。