热管技术在干燥领域的开发与应用.pdf

热管技术在干燥领域的开发与应用 陶汉中 张红庄骏陈兴元 (南京工业大学机械与动力工程学院热能及动力工程系 江苏 南京 210009) 摘要：本文阐述了热管技术在干燥领域应用的特点与优越性，进而概述了热管技术在干 燥领域应用的现状，并指出以可再生能源(太阳能)为能量供应的热管式干燥设备是今后发展 的方向。 关键词：干燥／烘干；热管技术：高温热风；太阳能 1 概述 干燥是很多生产过程的一道关键工艺，同时也是能量消耗的主要过程。有资料表吲1】：干 燥1吨物料耗煤1吨以上：木材干燥是木材加工中不可缺少的重要环节，其所消耗的能量一般 占木材加工总耗能的60％-70％，因此针对干燥过程进行节能改造势在必行。近几十年来，热 管技术在许多干燥领域获得了推广应用，实践证明，热管技术具有如下的优点12】： i． 适合利用余热作为干燥热源，节能率一般在10％～45％，典型的，可以停开蒸汽 锅炉： ii． 设备体积小、重量轻、流体压力损失小； iii． 可靠性高、维修方便、寿命长； iv． 可利用多种热源； 尽管热管技术在干燥领域应用已经取得了一些成就，但热管技术的潜力远未得到充分发 挥。同时由于对热管技术的基本内涵缺乏系统的理解，因而在应用中也出现不少问题，不仅得 不到应有的效果，反而造成不必要的损失。 本文将针对上述问题，对热管技术在干燥领域中开发应用的有关问题及实例作一概述，并 指出可再生能源与热管技术结合是未来干燥工艺一项重要研究内容。 2热管热风发生器的工作原理及特性 热管技术在干燥领域中的应用主要是产生不同温度的清洁热风，在大多数情况下均作为气 一气热交换器使用一热管热风炉(热风发生器)。 已经有众多的文献及应用实例证明了作为气一气热交换器的热管换热器的综合指标居各 种类型换热器之首。其主要特征原理如下： 热管换热器是一种相变热转换及传递装置，这种特点决定了它可以采用冷热两侧同时强化 (附1Jn次传热面)的方法，来达到提高气—气热交换器传热系数的目的，并具有如下特点： (1)极高的气…气换热效率，体积紧凑，流体流动压力降小，是其它换热设备无法达到 的 (2)多种余热利用的适应性 1． 烟气加热产生热风 2． 蒸汽加热产生热风 3． 热水加热产生热风 4． 高腐蚀介质气(液)体加热产生热风 (3)多种热源的适应性 5． 矿物原料燃烧与空气换热产生热空气 6． 电热产生热空气 7． 太阳能产生热空气 8． 地热产生热空气 9． 生物质能产生热空气 (4)寿命长，可靠性高，结构简单，便于维修 3热管技术在干燥领域应用中出现的问题及其研究 经过近数十年的国内各有关单位对干燥领域所使用的热管单管研究及整体换热器的设计 开发，已基本上解决了干燥应用的各种基本技术问题。 a．温度范围选择及材料与工作液体相容性选择： 适用于干燥领域的热管换热器使用温度范围及相应的热管内部工作温度及材料分别列于 下表【21。 表l适用于干燥领域的热管换热器使用温度范围及相应的热管内部工作温度及材料 温度范围(℃) 热管工作介质 热管壳体材料 氟氯昂 铝、铁、不锈钢、铜 丙酮 铝、铜、不锈钢 10．60 乙醇 铜、不锈钢 甲醇 铜、不锈钢、碳钢 50．250 水 铜、碳钢(内壁经化学处理) 200．380 萘、联苯 碳钢、不锈钢 400．1100