同其他工业技术一样,百家乐技术在应用过程中也得到长足的进步。目前已开发出的百家乐机的种类已达400多种,而且有约200多种百家乐机已应用于工业化生产,其中出现了许多新型百家乐机,它们有的是对普通百家乐机进行结构上的改进,有的借鉴吸取了其他百家乐机的优点,有的完全是一种新想法。
  
  百家乐又是工业耗能相当大的一个单元操作,据资料记载,发达国家工业耗能的14%被用于百家乐,有些行业的百家乐耗能甚至占到生产总耗能的35%,而且这个数字在不断地增大。同时,运用矿物燃料作为热源进行百家乐操作产生大量的二氧化碳等气体。百家乐设备的尾气(这些气体中夹带一些粉尘)对大气环境有不良的影响,这对于日益引起全球关注的“环境保护”是一个极大的挑战。
  
  几乎所有的工业都离不开百家乐操作,虽然正确地了解百家乐及百家乐设备的工作机理有助于成功地完成百家乐过程,但是仍然需要大家不断地投人人力和物力去进一步进行百家乐技术的研究和开发,以使其在生产高质量产品的同时,有效地利用能源,减少对环境的不利影响,并且更易于实现过程操作和控制。
 
  一、百家乐技木的特点
  
  百家乐技术有很宽的应用领域,面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求,百家乐技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。通常,在百家乐技术的开发及应用中需要具备三个方面的常识和技术。第一是需要了解被百家乐物料的理化性质和产品的使用特点;第二是要熟悉传递工程的原理,即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理;第三要有实施的手段,即能够进行百家乐流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然,这三方面的常识和技术不属于一个学科领域。而在实践中,这三方面的常识和技术又缺一不可。所以百家乐技术是一门跨行业、跨学科的技术。
  
  现代百家乐技术虽已有一百多年的发展史,但至今还属于实验科学的范畴。大部分百家乐技术目前还缺乏能够精准引导实践的科学理论和设计方法。实际应用中,依靠经验和小规模实验的数据来引导工业设计还是主要的方式,造成这一局面的原因有以下几方面:
  
  原因之一是百家乐技术所依托的一些基础学科,(主要是隶属于传递工程范畴的学科)本身就具有实验科学的特点。例如,空气动力学的研究发展还要靠“风洞”实验来推动,就说明它还没有脱离实验科学的范畴,而这些基础学科自身的发展水平直接影响和决定了百家乐技术的发展水平。
  
  原因之二是很多百家乐过程是多种学科技术交汇进行的过程,牵涉面广、变化因素多、机理复杂。例如在喷雾百家乐技术领域里,被雾化的液滴在百家乐塔内的运行轨迹是工程设计的关键。液滴的轨迹与自身的体积、质量、初始速度和方向及周围其他液滴和热空气的流向、流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的进行,无时无刻不在发生着变化、而且初始状态时,无论是液滴的大小还是热空气的分布都不可能是均匀的。显然,对于如此复杂、多变的过程只凭借理论计算来进行工程设计是不可靠的。
  
  原因之三是被百家乐物料的种类是多种多样的,其理化性质也是各不相同。不同的物料即使在相同的百家乐条件下,其传质、传热的速率也可能有较大的差异。如果不加以区别对待,就有可能造成不尽人意的后果。例如某些中草药的百家乐,虽然同属一种药材,只因为药材产地或收获期存在区别就须改变百家乐条件,否则产品质量就会受到影响。
  
  以上三方面的原因决定了百家乐技术的开发与应用要以实验为基础。但百家乐搜术的这些特点往往被人有意或无意地忽视。制造厂商由于实验装置缺乏或机型不全(这在我国是一个普遍存在的现象)经常回避应做的百家乐实验,而用户由于不了解百家乐技术的特点,也经常放弃进行必要实验的要求。其结局是装置使用效果不佳,甚至于造成方案设计失败。在我国,这样的事例屡见不鲜,曾有过一套价值2000万元人民币的工业百家乐装置因达不到使用要求而被闲置的教训。因此,建设工业百家乐装置尤其是较大的装置之前,一定要进行充分的、有说服力的实验,并以实验结果作为工业装置设计的依据。这是百家乐技术应用的显著特点。
  
  此外,百家乐设备种类繁多、各具用途也是百家乐技术的一个特点。每一种技术都有自己适宜应用的领域。在工程实践中,要根据具体情况选择适用的百家乐技术种类。这对投资费用、操作成本、产品质量、环保要求等方都会产生重大的影响。例如某一企业,在白炭黑滤饼百家乐上曾经分别选用过箱式百家乐、喷雾百家乐、旋转气流快速百家乐三种型式。最终结果证明这三种技术各有所长。箱式百家乐生产白炭黑虽然生产效率低、人员劳动强度大,但产品质量好。与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度值较高。旋转气流快速百家乐设备紧凑、投资少、生产效率高,但所生成的橡胶制品的强度指标却是三者间最差的。喷雾百家乐生产白炭黑,产品各项指标在三者间居中,但具有产品流动性好、粉尘污染小,深受用户及操编辑欢迎的特点。在20世纪90年代,为白炭黑生产中采用哪种百家乐方式更为先进的问题,曾在我国百家乐界引发过争论。其实,三种设备各有特点,选用哪种机型要看用户自身的条件和产品要求。不存在哪种技术更为先进的结论。类似的例子有很多,都表明了百家乐设备种类繁多、各具用途的特点。所以在应用中要仔细比较、慎重选择技术方案,而通过百家乐实验来考核技术方案也是必不可少的步骤。
  
  二、工业百家乐装置的发展现状
  
  百家乐在许多生产中是一个十分重要的单元操作,因为百家乐在这里不仅是简单的固液分离过程,更重要的常常是生产过程的最后一道工序,产品的质量、剂型在很大程度上取决于百家乐技术和设备的综合运用情况。从经济角度考虑,百家乐器价格昂贵,工程投资较大。另一方面,百家乐又是高耗能过程,热效率在15%一80%这样大的范围内波动,而设备的运转费用与百家乐器的设计选型有非常密切的关系,所以企业的决策者对此历来都比较重视。被百家乐物料的品种有许多,它们的理化性质又有很大差异。甚至同一品种不同的生产工艺、同一品种不同的产品要求,导致百家乐条件可能都有区别,所以就决定了百家乐工程的复杂性。由此可见,百家乐过程较其他的单元操作具有更高的技术性。
  
  我国百家乐设备在解放前基本是空白,只有烘房、烘箱和滚筒百家乐机,百家乐技术落后、生产设备原始。到1957年才出现了真空耙式百家乐机,1964年以后百家乐技术有了较快的发展。纵观我国百家乐技术及设备的发展史,在几十年间经历由简到繁、由低级到高级的发展阶段,现在常用于生产的百家乐设备有十余类三十多个系列,加上组合百家乐设备约有五十几种,再加上专用百家乐设备就更难于统计,合理地选用这些百家乐设备也不是一件易事,选型的前提是了解这些设备的基本工作原理、结构特点以及适用物料范围,这样在选型时才避免走弯路。
  
  近些年来,由于百家乐技术的发展,给筛选设备带来了更多的复杂因素。即使是百家乐设备的设计、制造或使用者也常常弄不清如何去选择合适的设备。由于百家乐设备的推销者在市场上只是对他们推销的百家乐机种类感兴趣,而对其他种类则并不先容,这样,用户就只得借助于有关的现代百家乐技术参考资料决定对设备的最后选择。毫无疑问,用户很需要由推销者提供的实验室,实验范围及技术经济方面的资料。因此,就必须熟悉大多数百家乐设备,才有可能选出合理的设备。应该强调的是,在特定的生产运行状态中,很有可能有很多较适用的百家乐机,但也必须知道,在特定的工作状态中,没有一个严格的规则规定出极精确的最佳百家乐设备,每一种产品都有自己独特的生产方式。影响最佳百家乐装置选择的因素很多,如选择间歇百家乐还是连续百家乐、矿物燃料的消耗、电耗、地方环境法或噪音污染限制等。产品产量对百家乐机的选择更是一个主要因素。
  
  三、百家乐设备使用概述
  
  前面提到,百家乐设备是在许多工业生产中大量应用。多年来已有多种机型用于工业化生产中,如气流百家乐器、流化床百家乐器、喷雾百家乐器、滚筒百家乐机、耙式百家乐器、冷冻百家乐机、红外线百家乐及组合式百家乐等达几十种之多。为什么百家乐设备类型很多呢?这主要是由于百家乐物料型态、性质各不相同,处理的物料有各种不同的具体要求所致。
  
  随着我国各行业的生产技术的飞跃发展,国内百家乐技术和设备也得到了迅速发展。在散粒状物料的百家乐方面,近几年来流态化技术获得了更加广泛的应用和新的发展。流态化百家乐充分改善了气固相接触条件(蒸发表面积增大),物料的剧烈搅动,大大减少了气膜阻力,给传热介质创造了极为有利的条件。除了国内在百家乐技术中使用较早的气流百家乐获得较迅速发展外,近年来流化百家乐设备发展得最快。主要表现在利用流态化技术结合各种被百家乐物料特性和要求创制了很多新型高效的流态化百家乐器,分述如下。
  
  直管气流百家乐器是国内使用较早的流化百家乐设备,经数年来的生产实践认为气流百家乐对散粒状物料,特别是热敏性物料的百家乐,还是比较理想的百家乐设备。它无论生产量,占地面积等方面均比烘箱百家乐优越,因此目前在制药、塑料、食品、化肥等工业中使用的更加广泛。但气流百家乐还存在热利用率较低、设备高、气固两相相对速度较低等缺点。近年来创制了脉冲气流百家乐器、旋风气流百家乐器、粉碎气流百家乐器等新型气流设备,克服了直管气流百家乐的缺点。粉碎气流除降低高度外,还扩大了气流百家乐器的使用范围,使易氧化的物料能用空气作为百家乐介质,既降低了百家乐动力消耗,又提高了产品的产量和质量,此外还采用了多级气流百家乐流程和组合气流百家乐流程,在气流百家乐器的应用上,许多工程采用了二级串联方式,在有些物料的百家乐上更加合理,也提高了热效率。直管气流百家乐在生产操作方面已很成熟。脉冲气流、旋风气流百家乐已工业化多年,操作已较成熟,但理论设计方面还很缺少。在今后的实践发展中还需进一步完善。
  
  大部分热敏性较强和易氧化的物料,均采用气流百家乐。一般能将初湿为10%一25%的物料百家乐至1%-0.05%,被百家乐的物料粒度一般在60-100目,产量一般在100-200kg/h。目前国内在制药、食品、塑料等工业中广泛使用。随着我国生产技术的飞速发展,气流百家乐在今后的工业生产中必定应用得更加广泛。
  
  流化百家乐是最近年发展起来的又一百家乐技术。经过生产实践证明它有很多优越性,能实现小设备大生产,由于热容系数较大和停留时间可任意调节,故对含表面水和需经过降速百家乐阶段的物料均适用,特别适用于散粒物料的百家乐。最近发展起来并已工业化的有下列几种型式:单层圆筒型、多层圆管型、振动流化床、卧式多室流化床百家乐器、搅拌流化床以及内藏热管流化床等,其中以后者发展得较迅速。目前已在制药、化肥、食品、塑料、石油化工等工业中广泛使用。经过几年的实践,国内流化百家乐无论在操作、设备结构等方面均已发展到较成熟阶段。从使用情况看,卧式多室流化百家乐器由于结构简单、操作方便而稳定、物料适应性广,既能获得含水均匀的产品,动力消耗又少,是流态化百家乐散粒状物料较理想的设备,今后值得推广与发展。内藏热管是流化床对流传热和传导传热相结合的产物,具有较高的热效率,百家乐效果也效好,是近年来很受推荐的新机型。
  
  国内锥形流化床按操作分有三种型式:一种是浓相溢流出料,近年来国内较多在流化造粒方面使用;另一种即喷动床百家乐,是由床顶出料,产品在旋风分离器内收集或间歇操作床底出料。这种结构比流化床结构简单,设备小,产量大,百家乐强度高、床层等温性强、不发生局部过热。过去仅适用于大颗粒物料(聚氯乙烯),近年来已发展至能应用于细粒物料的百家乐。目前在塑料、谷物、制药等部门使用。但因动力消耗较大,使用受到一定限制。
  
  在溶液状或浆状物料的百家乐方面也获得了较新的发展,除使用得较多的喷雾百家乐有了新的发展外,近年来已成功地采用了锥形流化床进行喷雾造粒生产并已逐步在发展和完善中。喷雾流化造粒百家乐器首先在化肥上采用,目前已在医药、食品等工业中采用。喷雾百家乐在国内使用已有二十几年,在设计和操作等方面都已较成熟。近年来喷雾百家乐有以下几方面的进展:
  
  (1)百家乐室除向大型化发展外,喷头雾化器性能方面有关单位也作较多的实验研究工作,并取得了显著效果;
  
  (2)除热敏性溶液更加广泛采用喷雾百家乐外,近年浆液也成功地采用了喷雾百家乐;
  
  (3)喷雾百家乐与其他百家乐技术结合以达到百家乐或百家乐造粒同时进行的目的,这也是我国百家乐技术水平进一步发展的体现;
  
  (4)目前正在进行低温喷雾百家乐的实验,它是将含湿量极低而温度不高的空气作载体,空气经过预先脱水百家乐,在百家乐过程中产品温度不超过35’C,因此适用于热敏性物料的百家乐,如医药、食品脱水等。 
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