紙頁的干燥對于整個造紙過程來說是*的,由于干燥過程的好壞直接影響了紙張的性能,這一過程吸引了許多專業(yè)人員的目光,在過去幾十年中,干燥過程機(jī)理研究方面已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展,個別單一現(xiàn)象的研究已經(jīng)取得了一些突破。而在干燥方式機(jī)越來越多的今天,正確的干燥選型無疑非常的重要。下面簡要介紹干燥動力學(xué)和比干燥物料內(nèi)部濕分階段遷移機(jī)理的研究狀況并對干燥中對烘干機(jī)選擇的注意事項(xiàng)進(jìn)行簡要分析。
干燥就是從各種物料中去除濕分的過程,由于物料的物理、化學(xué)、熱特征性千差萬別,濕物料的干燥過程很難用一個通用的物理機(jī)制來描述,各種物料可以是固體、液體或氣體,固體又可分大塊料、纖維料、顆粒料、細(xì)粉料等等,而濕分一般是物料中的水分,也可以是其它溶劑,在本文中以水分為對象,進(jìn)行研究。而干燥設(shè)備的選型合理和使用好壞直接影響到產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)效率、生產(chǎn)成本、能源消耗、人員勞動強(qiáng)度等指標(biāo),因?yàn)楦稍锓椒ê透稍镌O(shè)備多種多樣,同一種物料有多種干燥方式,可使用多種類型的干燥設(shè)備,同一種干燥設(shè)備又能干燥多種物料,因此,干燥設(shè)備的合理選型和正確使用是非常重要的。
目前較*并有在生產(chǎn)中采用的干燥技術(shù)主要有熱力對流干燥、遠(yuǎn)紅外輻射干燥、高頻干燥、微波干燥、太陽能干燥等技術(shù),其中太陽能干燥雖然沒有大規(guī)模投產(chǎn)但作為清潔能源目前的發(fā)展前景很廣闊。
(1)熱力對流干燥是以熱空氣或熱煙氣為介質(zhì)對紙頁加熱和除濕以進(jìn)行干燥;
?。?)導(dǎo)熱式干燥是靠導(dǎo)熱(接觸式換熱)進(jìn)行熱交換來干燥紙頁;
(3)遠(yuǎn)紅外輻射干燥是由紅外發(fā)射器發(fā)出的遠(yuǎn)紅外不可見光波對待烘干紙頁進(jìn)行照射,使其中的水分子產(chǎn)生劇烈的振動而升溫(紅外加熱),從而達(dá)到干燥的目的;
?。?)高頻干燥及微波干燥工作原理相同,都是利用高頻電場或微波電場所產(chǎn)生的電磁波(同太陽能)對紙頁進(jìn)行照射,高頻電磁波或微波電磁波使物料中的水分子產(chǎn)生快速極性變換,從而產(chǎn)生熱效應(yīng),使水分發(fā)散以達(dá)到干燥的目的。
(5)太陽能干燥是依靠太陽能對紙頁進(jìn)行加熱,但由于這項(xiàng)技術(shù)的不穩(wěn)定性,通常僅僅是用于小規(guī)模的紙頁預(yù)熱。
目前的生產(chǎn)中的干燥方法有三類: (1)機(jī)械脫水法
機(jī)械脫水法其實(shí)就是通過對物料加壓的方式,將其中一部分水分?jǐn)D出。常用的有壓榨、沉降、過濾、離心分離等方法。機(jī)械脫水法只能除去物料中部分自由水分,結(jié)合水分仍殘留在物料中,因此,物料經(jīng)機(jī)械脫水后物料含水率仍然很高,一般為40~60%。但機(jī)械脫水法是一種的方法。
?。?)加熱干燥法
也就是我們常說的干燥,它利用熱能加熱物料,氣化物料中的水分。除去物料中的水分需要消耗一定的熱能。通常是利用空氣來干燥物料,空氣預(yù)先被加熱送入干燥器,將熱量傳遞給物料,氣化物料中的水分,形成水蒸汽,并隨空氣帶出干燥器。物料經(jīng)過加熱干燥,能夠除去物料中的結(jié)合水分,達(dá)到產(chǎn)品或原料所要求的含水率。目前通常和機(jī)械脫水法聯(lián)合使用以達(dá)到令人滿意的效率
(3)化學(xué)除濕法
是利用吸濕劑除去氣體、液體、固體物料中的少量水分,由于吸濕劑的除濕能力有限,僅用于除去物料中的微量水分。因此生產(chǎn)中應(yīng)用很少。在實(shí)際生產(chǎn)過程中,對于高濕物料一般均盡可能先用機(jī)械脫水法去除大量的自由水分,之后再采取其它干燥方式進(jìn)行干燥。
目前就中國國內(nèi)來說,干燥或烘干幾乎都在采用機(jī)械+升溫的方式進(jìn)行處理,但由于各個紙業(yè)情況并不相同,所以在此提出以下干燥系統(tǒng)選擇的建議:
?。?)紙頁的特點(diǎn)
包括密度、強(qiáng)度、打漿度、熱容以及紙頁的粘附性能等。粘附性能的高低,對進(jìn)料和某些形式的干燥機(jī)的工作有很大的影響,粘附嚴(yán)重時干燥過程無法進(jìn)行甚至損壞紙頁和機(jī)械。所以按照物性、車速以及是否易被破壞等特性來選擇是至關(guān)重要的。
(2)經(jīng)濟(jì)條件
經(jīng)濟(jì)條件好的建議使用自動化干燥機(jī)系統(tǒng)以保證干燥的品質(zhì)。經(jīng)濟(jì)條件差的可以選擇一些簡易的干燥機(jī)。
?。?)能源條件
選擇干燥機(jī)時,還要考慮當(dāng)?shù)氐哪茉礌顩r,充分利用當(dāng)?shù)氐馁Y源。當(dāng)?shù)孛罕容^多的,可選擇用煤作為燃料的干燥機(jī);平原地區(qū),可考慮秸桿氣化干燥機(jī);但目前普遍使用電力作為能源,處于環(huán)境考慮電力也是一個上佳的選擇
?。?)其他條件
如果有可利用的廠房,則可減少初期的投入。選購專業(yè)廠生產(chǎn)、售后服務(wù)好、各證齊全的產(chǎn)品。
zui后還有兩點(diǎn)需要注意,首先是氣候問題這里主要是指天氣的變化對干燥的影響,一般干燥機(jī)都是以加熱作為干燥的方式,氣候的溫度越高,濕度越低,就越有利于干燥,而南方春夏季,天雨潮濕,空氣濕度很大,就不利于干燥機(jī)能力的發(fā)揮,影響產(chǎn)量。我國幅員遼闊,南北方空氣濕度相差很大。就湖南來說,冬季的濕度僅為0.008kg水/kg絕干空氣,而到春夏季,其大氣濕度卻高達(dá)0.025kg水/kg絕干空氣,是前者的三倍多,因此,在春夏季時大氣濕度增高,其干燥速率必然下降,而所需的時間將上升。由于大氣濕度的增高,物料的平衡水含量亦必然上升,這些因素均將使干燥產(chǎn)量下降,在某些情況下會使產(chǎn)量下降50%以上。
其次便是水的排出。所有的干燥設(shè)備都應(yīng)該設(shè)有有排濕口,而通常來說排濕口或多或少總會夾帶一些紙張粉末。對一些價(jià)值較高或排放量有限制的物質(zhì)(通常在特種紙張中出現(xiàn)),物料的回收顯得格外重要。物料的回收有專門的裝置,在干燥系統(tǒng)中,回收系統(tǒng)處理對干燥機(jī)的工作參數(shù)有影響,在設(shè)備選型時要一并考慮。