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微波干燥:让超微粉体干燥能耗更低,团聚更少
2017年10月25日 发布 分类:行业要闻 点击量:4249
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无论是湿化学法还是湿法研磨制备的超细粉体,在进一步获取粉体材料时,都需经过干燥这一个步骤。而干燥是能耗大的单元操作之一,根据资料记载,干燥操作消耗的能量约占总能耗的13%-20%。

 

举个例子:陶瓷行业的干燥操作所消耗能量的占陶瓷总能耗的10%-20%以上,而现今能源成本越来越大,节能环保要求也越来越高,因此,节能也成为了粉体工业乃至所有存在高能耗的工业的一个重点照顾对象。指不定哪一天,你家的小炉子就会因为高能耗(能力有效利用率太低)而被要求升级整改了呢!

 

 

 

除了能耗高及高能耗以外,超微粉体的干燥过程,极其容易引起粉体材料的团聚等问题,进而影响粉体的分散性、活性、流动性,烧结性能等。这是也是许多超微粉体生产厂家很头痛的问题。近年来,人们探索了许多在干燥阶段消除团聚的方法,例如:临界干燥和冷冻干燥,微波干燥等,目前超临界干燥法所得产品质量最好,其次是冷冻干燥法、微波干燥法,但都存在设备成本高、操作费用高的问题,对实现工业化造成了一定的阻力。

 

这其中微波干燥法因具有加热均匀、热利用率高、干燥时间短等特点,产品综合质量好等优点,目前在许多产品上已经实现了工业化的应用,很有发展潜力。

 

工业产品示例传输式(连续式)微波干燥设备

备注北方微波技术供图

 

工业产品示例间歇式微波干燥设备

备注:北方微波技术供图

 

为了一步了解微波干燥技术,小编特意采访了烟台北方微波技术有限公司王爱华总经理,王总从事微波能技术研究20余年,是全国微波能应用学术会议专家委员会委员,对微波技术研发及应用非常的了解。下文小编将带大家看看微波干燥为何能做到降低能耗及解决超细粉体干燥引发团聚的。

 

一、微波干燥如何做到节能高效?

官方解释:微波是指波长为0.001-1m,频率为300MHz-300GHz的具有穿透特性的电磁波,在微波作用下,物料中的极性分子(如水)的极性取向随着微波场极性的快速变化而急剧变化,使分子急剧摩擦、碰撞,而使物料产生热化和膨化等一系列过程而达到微波加热干燥的目的。微波干燥利用的是介质损耗原理,由于水是强烈吸收微波的物质,因而水的损耗因数比干物质大得多,能大量吸收微波能并转化为热能。

 

简单的理解:可以认为,所谓“微波干燥”实际上就是利用微波加热促使水分 (或其他液体)蒸发,使产品干燥。这里有个值得一提的题外话,类似于家里的微波炉,并非所有材料都能用微波加热,不同材料由于其自身的介电特性不同,其对微波的反应也不相同,根据材料对微波的不同反应,可将材料分为:微波反射型、微波渗透型、微波吸收型和部分微波吸收型。

 

例如,金属不吸收微波,严格地说,微波遇到金属只能作浅表层的透射,大部分微波将反射回去,属于微波反射型。就跟你不能把铁盘子丢近微波炉里面“叮”一样,既伤害炉体又起不到加热作用。


 

回到我们的正题,微波干燥如何做到节能高效?请看下文详细解析。

 

高效

在常规加热中,设备预热、辐射热损失和高温介质热损失在总的能耗中占据较大的比例,而微波进行加热时,介质材料能吸收微波,并转化为热能,而设备壳体金属材料是微波反射型材料,它只能反射而不能吸收微波 (或极少吸收微波)。

 

所以,组成微波加热设备的热损失仅占总能耗的极少部分。再加上微波加热是内部 “体热源”,它并不需要高温介质来传热,因此绝大部分微波能量被介质物料吸收并转化为升温所需要的热量,形成了微波能量利用高效率的特性。与常规电加热方式相比,它一般可以节电30%-50%。

 

快速

“就地发热,里外一起加热,干燥速率非常快”微波加热的最大特点为:热是在被加热物体内部就地产生的,而不是像常规加热那样从外部传入的。微波也是一种热源,和传统热源不同的是:材料分子吸收微波能后随交变电磁场方向变化而产生内热,升温速度快,所以节能效果更好,提高质量。


、微波干燥如何影响粉体品质?

“穿透能力好,加热均匀,产品质量好”,微波干燥具有由内向外的干燥特点,即对物料整体而言,将是物料内层首先干燥。这就克服了在常规干燥中因物料外层首先干燥而形成硬壳板结而阻碍内部水分继续外移的缺点,且由于微波能在瞬间渗透到被加热物体中,无须热传导过程,数分钟就能把微波能转换为物质的热能,加热速率快,干燥效率高,并且减小了颗粒长大和团聚的可能性,从而更易得到颗粒均匀的纳米粒子,故微波干燥常适用于陶瓷纳微米等超细粉体的干燥。

 

根据北方微波在研发生产上的一些经验总结,微波加热对物质结构都在起到积极的促进作用原来流动性不好的,经过微波加热作用,流动性好了;原来溶解性不好的,经过微波照射溶解性和渗透性好了。此外,微波干燥还有高效物理杀菌功能, 可用于食品干燥及杀菌一体。

 

微波会改变材料的分子结构,流体性、堆积高度、溶解率、色度、活性等会产生变化,需要工艺和装备配合。口说无凭,如果你有对于一些超细粉干燥上的一些疑惑想要解决,欢迎带上自家超细粉体与北方微波技术有限公司(王爱华13953598088)联系进一步“拍砖”认证。

 

粉体圈 作者:小白

 

备注:

高耗能是指因技术设备落后等原因造成的生产过程中需要耗费许多能源的过程,高能耗是指产品或生产过程本身就需要大量的能源。一个是浪费,一个是需求。

 


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