工业干燥器往往具有气态和微粒排放。最大的排放源之一是挥发性有机化合物(VOC)的产生,通过干燥器本身的热损坏产品。通过旋风分离器或二次净化可能会损失较小的进料颗粒。
你为什么要关心?如果干燥器足够大,美国环保署无论如何都需要进行二次净化。你应该关心,因为你可能会损失很多钱。如果您的干燥机在45%水分含量(MC)湿基的基础上处理800,000公吨,您可以预期在10%MC湿基础上出现488,889公吨。但是,如果您是热损坏产品并驱除VOC,那么这不是您将获得的。如果您损坏1%的干固体,这相对容易,您的损失大约为750,000美元。如果你损坏4%的干燥固体,仍然不是很大的延伸,那么价值将近300万美元(图1)。
如果您忽略热损伤并仅查看微粒排放,则会出现类似情况。再说一遍,你期待离开
每年488,889公吨,但如果你的旋风效率为98%,那么你每年将减少近150万美元(图2)。在袋式除尘器中可以部分地回收颗粒物排放,但是由于火灾风险,大多数植物已经远离它们。
目标是立即在颗粒周围获得保护性蒸汽屏障,而不是让它受到热损伤。在热煎锅上蹦蹦跳跳的水滴,或将手浸入液氮中,都会显示莱顿弗罗斯特效应。形成临时蒸汽屏障以保护水滴或手。在产品周围形成保护性蒸汽屏障正是如何防止干燥器中的热损坏。通过提高湿球温度,增加干燥气体的水蒸气含量来实现这一点。当颗粒进入时,不得不立即达到湿球温度的表面水分,而是必须将其加热至约170华氏度,即新的湿球温度。因为在这种情况下绝不形成绝缘纤维素层,所以热量更有效地传递到颗粒内部,而没有热损伤。水能够从颗粒内部自由移动到外部并蒸发。
防止颗粒物排放的第一道防线是机械分离。有许多旋转滚筒干燥系统可以通过旋风分离器发送所有产品。即使旋风分离效率高达98%,也浪费了大量资金。在旋风分离器之前使用分级出口料斗可以提高整体分离效率,即使它降低了旋风分离器的实际分离效率。如果出口料斗在进入旋风分离器之前从气流中去除了85%的产品,则较少的产品被送到旋风分离器。这一行动可能会降低旋风分离效率,因为它们的产品越来越少,但如果保持95%的分离效率,只会损失约550,000美元,而不是接近140万美元,净收益为900,000美元。
如果无法在旋风分离器之前添加分级出口料斗,有一些方法可以提高旋风分离效率。在旋风锥底部添加一个下落或捕获盒对于阻止颗粒旋转很重要,但最重要的是可以在每个旋风分离器的出口处或每个旋风分离器下方放置一个气闸,确保维护良好,每年或每两年更换一次转子。没有旋风是相同的,并且压力总会存在差异,因此如果没有气闸或带有破损的气闸,一个旋风分离器可以通过输送机或滑槽进入另一个旋风分离器,并将已经分离的产品带回。
排放不仅对环境有害,而且对你的底线也不利。热损坏加上微粒损失很容易造成价值100万美元到450万美元的损失。我们喜欢说“不要让水分损害你的利润”,但我们也可以说“不要让热损害燃烧你的利润”,“不要让微粒排放物吹走你的利润。”
概念化烘干机中发生的情况非常重要。每个人家里都有一个干衣机,所以人们往往认为这是一个相对简单的设备。想象一下,购买全新的蓬松毛巾。然后,你洗几次干。他们产生了很多皮棉!您的烘干机会损坏毛巾。我们可以设想棉绒是挥发性有机化合物,最终,你会得到薄而沙哑,不那么蓬松的毛巾。想想 - 你想卖蓬松的毛巾,而不是薄毛巾。
作为热损伤产品的干燥器通常具有苛刻的干燥环境。严酷的干燥环境类似于过早地在烤架上放一个汉堡,木炭太热了。结果是一个汉堡酥脆,外面烧焦,内部仍然冷和红。大多数干燥机操作员将决定这样的产品实际上是未充分干燥,而不是热损坏,并且会升高温度,导致过度干燥的可能性很大。在恶劣的干燥环境中,永远不会有幸福的媒介。
这让我们讨论了结合水分与自由水分的关系。考虑叶子上的水滴是自由水分,而叶子本身的水分可以被认为是束缚水分。蒸发产品表面的自由水分相对容易且直接,但不会蒸发结合的水分。它是用于蒸发结合水分的方法,该水分决定了热损伤的程度。
苛刻的干燥环境是低湿球干燥环境。湿球温度(Twb)是水蒸发的温度,而不是干球温度(Tdb),这是温度计上读取的温度。如果夏天孩子们在洒水喷头上玩耍,他们的湿衬衫在干燥的日子会比在潮湿的日子里感觉凉爽。温度感觉被认为是湿球温度。
当干燥系统加热大气时,干燥器产品入口处可达到的最佳湿球温度在夏季最高约为80华氏度(冬季低得多)。一旦粒子进入热干燥气体,温度超过80华氏度,表面或自由水分就会干燥,留下干燥的纤维素层,这恰好是一个很好的绝缘体。颗粒继续与试图穿透绝缘纤维素层的热气体一起行进,这导致颗粒的未受保护的壳体过热并变得热损坏。
来自干燥气体的热量最终穿透纤维素边界,水蒸气开始从颗粒内部传播到外部,形成保护性蒸汽屏障,以便更有效地将热量传递到颗粒中,并最终结合水分蒸发。
——文章发布于2019年5月20日