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解析高性能的樹脂干燥系統(tǒng)
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任何類型干燥機(jī)的能耗都取決于處理量、樹脂種類、干燥溫度等因素,要比較不同類型干燥機(jī)的能耗更是困難。首先樹脂為什么需要干燥?有些樹脂會吸潮,吸潮后樹脂在加工的時候會造成制品的外觀缺陷,比如氣泡。甚至還有些樹脂如聚氨酯和聚酰胺,會因為這些濕氣造成樹脂水解,從而影響產(chǎn)品的機(jī)械性能為了較大限度提高可比性,所以樹脂干燥是非常必要的,樹脂干燥技術(shù)也應(yīng)用而生,干燥技術(shù)中心(DTC)在測試中不僅對干燥機(jī)型號有所選擇,并且對干燥條件進(jìn)行控制。與只生產(chǎn)一種或少數(shù)幾種干燥機(jī)的廠家相比,對于制造各類干燥機(jī)(見表1)的NOVATEC,實測比較數(shù)據(jù)具有更大的好處。依靠此類數(shù)據(jù),可以嚴(yán)格地根據(jù)客戶的特定要求提出干燥機(jī)選型建議。 干燥技術(shù)中心對下列樹脂干燥系統(tǒng)進(jìn)行了測試: 雙床除濕干燥機(jī)。這是業(yè)內(nèi)的主力干燥設(shè)備,也稱雙塔式干燥系統(tǒng)。雙床式干燥機(jī)采用一個除濕塔再生,而另一個除濕塔進(jìn)行吸濕的間歇性工作方式。干燥時間一般需4小時。 輪式除濕干燥機(jī)。此類系統(tǒng)將干燥劑放在轉(zhuǎn)動的輪盤上,在每圈的轉(zhuǎn)動中,干燥狀態(tài)的干燥劑進(jìn)行吸附水分,同時對飽和吸附的干燥劑進(jìn)行再生,從而實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。NOVATEC可提供NovaWheelTM輪式干燥機(jī)。 真空干燥機(jī)。真空干燥系統(tǒng)利用真空來降低水的沸點,將水分快速轉(zhuǎn)化為水蒸氣,同時利用真空將樹脂顆粒中的水蒸氣吸走。在三套轉(zhuǎn)位裝置中同時進(jìn)行樹脂的加熱和真空干燥,每套裝置都進(jìn)行小批量的批式處理,但總體上形成連續(xù)處理,滿足加工機(jī)械對干燥原料的需求。在專為塑料加工廠家設(shè)計的真空干燥系統(tǒng)中,美奎開發(fā)銷售的LPDTM干燥機(jī)取得廣泛成功(NOVATEC也銷售此干燥機(jī),稱為NovaVac IITM干燥機(jī))。 隔膜式干燥機(jī)。與真空干燥機(jī)一樣,隔膜式干燥系統(tǒng)不使用干燥劑。除濕原理是濕空氣加壓后通過吸附膜進(jìn)行膜吸附。NOVATEC制造的隔膜式干燥機(jī)稱為NovaDrierTM,采用公司自主設(shè)計的高效脫水吸附膜,系統(tǒng)啟動后不到四分鐘,露點-40℃的工藝空氣可穿過整個系統(tǒng)。在嚴(yán)格的較終使用條件下,吸附膜較長可使用20年。 PET專用紅外轉(zhuǎn)鼓(IRD)結(jié)晶干燥機(jī)。IRD裝置的核心部件是一個水平放置的大尺寸不銹鋼滾筒或轉(zhuǎn)鼓,內(nèi)壁刻有螺旋布列的刮板,使PET顆粒沿轉(zhuǎn)鼓的長度方向流動。樹脂從轉(zhuǎn)鼓一端向另一端移動時,樹脂顆粒會翻動,使所有表面平均吸收轉(zhuǎn)鼓中央的紅外加熱組件散發(fā)出的熱量。 新系統(tǒng)能耗低,干燥時間短 干燥技術(shù)中心獲得的初步數(shù)據(jù)表明,真空干燥機(jī)和輪式除濕干燥劑的能耗顯著低于傳統(tǒng)的雙床除濕干燥機(jī),NOVATEC的數(shù)據(jù)(見表2)也支持此結(jié)論。膜式干燥機(jī)固然可以為許多廠家?guī)愍氂械膬?yōu)勢,但是不使用干燥劑所取得的節(jié)能效果卻為空氣壓縮成本所抵消。紅外轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶干燥機(jī)無法與其他新型干燥機(jī)直接進(jìn)行比較,但是干燥技術(shù)中心對紅外轉(zhuǎn)鼓結(jié)晶干燥機(jī)進(jìn)行單獨的測試,結(jié)果證明與傳統(tǒng)的PET干燥結(jié)晶系統(tǒng)相比,降低能耗的潛力很大。 雙床干燥機(jī)將依然保持很大的銷量。雙床干燥機(jī)具有堅固耐用和可靠的優(yōu)點,是大量客戶不可或缺的生產(chǎn)設(shè)備。但是,根據(jù)干燥技術(shù)中心的數(shù)據(jù)判斷,雙床干燥機(jī)在業(yè)內(nèi)已經(jīng)開始走下坡路,并且步伐會越來越快。 輪式干燥機(jī)節(jié)能較多可達(dá)35% 根據(jù)干燥技術(shù)中心的初步測試結(jié)果,按處理能力計算,從每小時100千克至2,300千克,輪式除濕干燥機(jī)有望取代大部分采用干燥劑的傳統(tǒng)除濕干燥系統(tǒng)。輪式干燥機(jī)的每小時能源成本實測值比ABS專用雙床干燥機(jī)低35%,比聚碳酸酯樹脂(PC)專用雙床干燥機(jī)低14%。水分含量降至規(guī)定水平所需的時間無顯著差別。 與雙床干燥機(jī)一樣,輪式干燥機(jī)也是同時進(jìn)行吸附和再生操作,但是通過單一的連續(xù)操作流程進(jìn)行兩種操作。輪式干燥機(jī)內(nèi)的圓柱形轉(zhuǎn)輪內(nèi)部是充填了干燥劑的蜂窩結(jié)構(gòu),分為三個區(qū):來自樹脂料箱的空氣冷卻過濾后,進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)加壓分流成兩部分,一部分進(jìn)入干燥輪的脫濕區(qū),另一部分進(jìn)入吹掃區(qū),對已經(jīng)再生的干燥劑進(jìn)行冷卻。與此同時,熱空氣吹過第三個區(qū),對該區(qū)的干燥劑進(jìn)行再生。轉(zhuǎn)子逆時針方向緩慢轉(zhuǎn)動,使蜂窩結(jié)構(gòu)的每個區(qū)依次經(jīng)歷這三種操作。 輪式干燥機(jī)在每圈轉(zhuǎn)動中,同時進(jìn)行吸附操作和飽和吸附干燥劑的再生操作,與雙床干燥機(jī)相比,具有結(jié)構(gòu)簡單、體積小和成本低的特點。節(jié)能較高可達(dá)35%,主要是因為輪式干燥機(jī)的干燥劑再生操作能耗遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于雙床干燥機(jī)。 真空干燥機(jī)節(jié)能效果較佳,干燥速度較快 自美奎在2000年推出LPD系統(tǒng)以來,迄今售出的真空樹脂干燥機(jī)已達(dá)數(shù)千臺。歐洲、美洲和亞洲用戶的使用數(shù)據(jù)表明,與客戶原有的熱風(fēng)及干燥劑除濕干燥機(jī)相比,LPD干燥機(jī)的能耗只有20%,樹脂的預(yù)干燥處理時間為六分之一。節(jié)能效果來自真空干燥工藝的高效率,同時沒有干燥劑再生的能耗。 真空干燥機(jī)的處理批量小,干燥時間短,因此可以將冷開機(jī)的時間從幾個小時縮短至一小時以內(nèi),從而增加生產(chǎn)時間。此外,干燥機(jī)采用三套裝置轉(zhuǎn)位聯(lián)結(jié),更換色母料和原料時無須停機(jī),也提高了設(shè)備的生產(chǎn)率。 干燥技術(shù)中心測量了水分脫除效果與時間的關(guān)系,結(jié)果證實真空干燥機(jī)的干燥操作可在20至40分鐘內(nèi)完成。雙床除濕干燥機(jī)將水分含量脫除到相同水平,聚碳酸酯需要三倍的時間,ABS需要四至六倍的時間。處理ABS和聚碳酸酯時,真空干燥機(jī)每小時能源成本分別比雙床干燥機(jī)低29%和35%,輪式干燥機(jī)處理ABS的能耗低于真空干燥機(jī),處理聚碳酸酯的能耗高于真空干燥機(jī)。處理高溫物料時,在測試的所有干燥機(jī)中,真空干燥機(jī)的能效較高。另外,在處理能力較高達(dá)每小時90千克時,真空干燥機(jī)與干燥劑除濕干燥系統(tǒng)相比具有突出的能耗優(yōu)勢。 不使用干燥劑的隔膜式干燥機(jī) 干燥技術(shù)中心進(jìn)行的測試表明,NovaDrier的每小時能源成本較高。另一方面,與其他類似處理能力的干燥機(jī)相比,該隔膜式干燥機(jī)具有結(jié)構(gòu)簡單和尺寸緊湊的優(yōu)點,沒有移動部件,無須設(shè)置冷卻盤管。因此,該隔膜式干燥機(jī)的投資成本和維護(hù)要求均較低。此外,即使在較小的加工機(jī)械上,也可安裝該隔膜式干燥機(jī)。NOVATEC自2000年推出NovaDrier干燥機(jī),至今銷量已達(dá)2,000臺,預(yù)計在處理能力要求低于每小時100千克的應(yīng)用領(lǐng)域,銷量會繼續(xù)保持增長。美奎目前正在美洲以外銷售NovaDrier干燥機(jī)。 隔膜式干燥機(jī)使用的壓縮空氣可以來自任何來源,無須制冷降溫或預(yù)先進(jìn)行干燥處理。隔膜式干燥機(jī)沒有除濕干燥機(jī)必備的運動部件(工藝電機(jī)、再生加熱器和電機(jī),以及閥門)。除了正常的料箱清理,通常情況下每十二個月更換兩個過濾組件是膜式干燥機(jī)唯一需要進(jìn)行的維護(hù)。主要的控制裝置就是一個普通的“啟動/關(guān)閉”開關(guān)。 NovaDrier 具有結(jié)構(gòu)簡單的特點,不僅初始投資非常低,而且啟動速度快,干燥效率高,維護(hù)要求低,與干燥劑除濕干燥系統(tǒng)相比,可大大提高生產(chǎn)率。另一個優(yōu)點是,由于工藝溫度穩(wěn)定,并且工藝流程中連續(xù)清除揮發(fā)性物質(zhì),可減少設(shè)備部件的腐蝕老化。 PET結(jié)晶干燥機(jī)能耗降低50%以上 在PET薄膜、板材和纖維的生產(chǎn)中,使用紅外轉(zhuǎn)鼓(IRD)結(jié)晶干燥機(jī)對新舊樹脂進(jìn)行預(yù)處理,不僅處理速度快、操作簡單,而且能夠節(jié)約能源。整個處理流程所用的時間只有傳統(tǒng)設(shè)備的20%,能耗可比干燥劑除濕系統(tǒng)低至65%。干燥技術(shù)中心對IRD干燥系統(tǒng)與傳統(tǒng)的雙床結(jié)晶干燥機(jī)進(jìn)行了比較測試,結(jié)果表明,處理板材和塑料瓶粉碎回收的樹脂時,能源成本分別降低56%和45%。 “泡殼”包裝容器以及其他嚴(yán)重依賴于回收材料的產(chǎn)品,處理量很大,如果采取這一新技術(shù),無須使用大型絕熱干燥料箱和獨立結(jié)晶器,這些設(shè)備往往需要安裝在高凈空的廠房內(nèi)。紅外轉(zhuǎn)鼓(IRD)干燥機(jī)只需要一個處理能力相對較低的干燥機(jī),所連接的存料箱容量不到擠出機(jī)或成型機(jī)一小時的處理量。 IRD系統(tǒng)的投資成本與傳統(tǒng)的干燥機(jī)單配結(jié)晶器大致相同,但I(xiàn)RD的能耗一般為每小時每千克物料0.1千瓦左右,而大多數(shù)傳統(tǒng)結(jié)晶器和干燥機(jī)的能耗是這個能耗的兩倍還多。能效高,是因為紅外線屬于輻射能量,只加熱樹脂,不加熱周邊的空氣,而且熱量是從樹脂顆粒的內(nèi)部向外傳遞。樹脂顆粒排出的水分被周邊的空氣帶走。 使用傳統(tǒng)的干燥劑除濕系統(tǒng)時,PET的干燥時間大約為五六個小時,使用IRD時,PET的結(jié)晶過程僅須八至十三分鐘(PET穿過轉(zhuǎn)鼓的時間),然后PET結(jié)晶物送入中間處理干燥機(jī)/存料箱,再干燥30至45分鐘。也就是說,擠出機(jī)開機(jī)或停機(jī)后,可以大大縮短成品的處理時間。IRD干燥機(jī)采用連續(xù)操作工藝,不要求使用大型料箱來保證生產(chǎn)線的運轉(zhuǎn),而且要更換色母料和加工產(chǎn)品,操作更簡單,時間更短。 2006年,NOVATEC與德國Stricker IRD Patent GbR 公司、英國UPM Holdings Ltd.公司簽署授權(quán)協(xié)議,成為美國唯一獲準(zhǔn)生產(chǎn)和銷售IRD的公司。歐洲和日本的被授權(quán)廠家已經(jīng)生產(chǎn)50多套此類干燥系統(tǒng)。 樹脂干燥方式將快速變化 真空干燥機(jī)、輪式干燥機(jī)、隔膜式干燥機(jī)和紅外干燥機(jī)的出現(xiàn),正在改變塑料加工廠家的樹脂干燥方式。隨干燥系統(tǒng)比較測試的科學(xué)數(shù)據(jù)越來越多,新型干燥機(jī)得到使用加工廠家的更多認(rèn)可,會有更多廠家放棄雙床干燥機(jī)等傳統(tǒng)的干燥劑除濕干燥設(shè)備。 但是,推動變革的較大因素依然將是石化燃料供應(yīng)緊張,成本高昂。隨石油稀缺時代的延續(xù),樹脂干燥方式的轉(zhuǎn)變必定會加速進(jìn)行。一、故障現(xiàn)象描述: 閉合 熱風(fēng)循環(huán)烘箱 空氣開關(guān),按照該熱風(fēng)循環(huán)烘箱的操作說明書設(shè)置好加熱溫度 250 ℃ ,超溫報警溫度 260 ℃ ,保溫計時 1h 后,啟動其自動運行程序,熱風(fēng)循環(huán)烘箱的循環(huán)風(fēng)機(jī)、進(jìn)風(fēng)機(jī)、碟閥、加熱等指示燈按順序亮起,表明程序運行正常。加熱運行 2.5h 后,溫度仍然達(dá)不到設(shè)閃蒸干燥機(jī)是工業(yè)烘干機(jī),是用來干燥和調(diào)整結(jié)塊或糊狀固體材料,結(jié)合機(jī)械攪拌,熱氣體和空氣分離的水分從固體材料中分離出去。閃蒸干燥的主要特點是干燥時間短。這個特點是閃蒸干燥的理想方法,對熱敏感產(chǎn)品的干燥。 閃蒸干燥機(jī)需要收集材料,并將其擺在一個房間,暴露在一個短時間的高溫,然后發(fā)送到收集室一旦完全潔凈的熱風(fēng)經(jīng)閥板分配進(jìn)入床體內(nèi),從加料器進(jìn)入的濕物料被熱風(fēng)形成沸騰狀態(tài)。由于熱風(fēng)與物料廣泛接觸,增強(qiáng)了傳熱傳質(zhì)的過程,因此在較短時間內(nèi)就可干燥。如用連續(xù)型,物料從床體的一頭進(jìn)入,經(jīng)過幾十秒至幾分鐘沸騰干燥,自動從床體另一頭流出。本設(shè)備一般進(jìn)行負(fù)壓操作。 回收粉末干燥在飼料酶制劑專用高效沸騰干燥一步制粒機(jī)串級溫調(diào)系統(tǒng)與干粉輥壓造粒機(jī)的介紹 一步制粒機(jī)的串級溫調(diào)系統(tǒng)的主控制器為SR90系列數(shù)字式溫度控制器,準(zhǔn)確度:+/-0.3%FS+1數(shù)字,副控制器是SR23數(shù)字式溫度控制器, 通過擴(kuò)展不同的輸入輸出智能控制模塊可以構(gòu)建不同的控制系統(tǒng),不僅具有傳統(tǒng)繼電器控制系統(tǒng)的控制功能,而且融合模擬量輸入輸出,實現(xiàn)智能開工至、閉環(huán)控制等多種控制功能。 此外,利用S7-200PLC的串行通信功能,將PLC采集的數(shù)據(jù)上傳至
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