塑料的除濕干燥方法

塑料的除濕干燥方法

　　干燥膠粒所需的能量由兩部分組成，一部分是將物料由室溫加熱至干燥溫度所需要的能量，另一部分是蒸發(fā)水分所需要的能量。在確定物料所需的氣體量時(shí)，通常是以干燥氣體進(jìn)入或離開(kāi)干燥料斗時(shí)的溫度為基礎。一定溫度的干燥空氣通過(guò)對流的方式將熱量輸送至膠粒中也是一種對流干燥過(guò)程。

　　在實(shí)際生產(chǎn)中，實(shí)際能耗值有時(shí)要比理論值高得多。例如，物料可能在干燥料斗中的停留時(shí)間過(guò)長(cháng)，完成干燥所消耗的氣體量較大，或者分子篩的吸附能力未充分發(fā)揮等。減少干燥氣體的需求量從而削減能源成本的可行方法是采用兩步法干燥料斗。在這種設備中，干燥料斗上半部的物料只是被加熱而并未被干燥，所以可以用環(huán)境中空氣或干燥過(guò)程的排氣來(lái)完成加熱。

　　采用這種方法后，往往只需要向干燥料斗中供應通常干燥氣體量的1/41/3，從而降低了能源成本。提高除濕氣體干燥效率的另一種方法是通過(guò)熱電偶和露點(diǎn)受控的再生，而德國Motan公司則利用天然氣作為燃料來(lái)降低能源成本。

　　真空干燥

　　目前，真空干燥也進(jìn)入到塑料加工領(lǐng)域當中，例如美國Maguire公司開(kāi)發(fā)出來(lái)的真空干燥設備就已被應用到塑料加工之中。這種連續操作型的機器由安裝于旋轉傳送帶上的三個(gè)腔體組成。在第一腔體處，當膠粒被填滿(mǎn)后，通入被加熱至干燥溫度的氣體以加熱膠粒。在氣體出口處，當物料達到干燥溫度時(shí)即被移至抽成真空的第二腔體中。

　　由于真空降低了水的沸點(diǎn)，所以水分更容易變成水蒸汽被蒸發(fā)出來(lái)，因此，水分擴散過(guò)程被加速了。由于真空的存在，從而在膠粒內部與周?chē)諝庵g產(chǎn)生了更大的壓力差。一般情況下，物料在第二腔體中的停留時(shí)間為20min40min，而對于一些吸濕性較強的物料而言，最多需要停留60min。最后，物料被送到第三腔體，并由此被移出干燥器。

　　在除濕氣體干燥和真空干燥中，加熱塑料所消耗的能源是相同的，因為這兩種方法是在同樣的溫度下進(jìn)行。但是在真空干燥中，氣體干燥本身并不需要消耗能源，但需要用能源來(lái)創(chuàng )造真空，創(chuàng )造真空所需的能耗與所干燥物料的量以及含水量有關(guān)。

　　紅外線(xiàn)干燥

　　干燥膠粒的另一種方法是紅外線(xiàn)干燥工藝。在對流加熱中，氣體與膠粒之間、膠粒與膠粒之間以及膠粒內部的熱導率都很低，因此熱量的傳導受到極大的限制。而采用紅外線(xiàn)干燥時(shí)，由于分子受到紅外線(xiàn)輻照，所吸收的能量將直接轉換成熱振動(dòng)，這意味著(zhù)物料的加熱比在對流干燥中更快。與對流加熱相比，在干燥過(guò)程中，除了環(huán)境空氣和膠粒中水分的局部壓力差以外，紅外線(xiàn)干燥還有一個(gè)逆向的溫度梯度。

　　通常，干燥氣體和受熱微粒之間的溫度差愈大，干燥過(guò)程就愈快。紅外線(xiàn)干燥時(shí)間通常在5min~15min。目前，紅外線(xiàn)干燥過(guò)程已經(jīng)被設計為轉管模式，即順著(zhù)一只內壁有螺紋的轉管，膠粒被輸送和循環(huán)，在轉管的中心段有數個(gè)紅外線(xiàn)加熱器。

　　如前所述，物料含水量的不同將會(huì )導致工藝參數的差別。一般，殘余水分含量的不同可能是因為不同物料的流通速率不同，所以干燥過(guò)程的中斷或機器的啟動(dòng)、停機都會(huì )引起停留時(shí)間的不同。在氣體流量固定的情況下，材料流通量的不同一般表現為溫度曲線(xiàn)的變化和排氣溫度的變化。干燥機制造商們以不同方法進(jìn)行測量，并將干燥氣體流量與被干燥物料的量相匹配，進(jìn)而調整干燥料斗的溫度曲線(xiàn)，從而使膠粒在干燥溫度下經(jīng)歷穩定的停留時(shí)間。

　　另外，物料不同的初始水分含量也會(huì )導致殘余水分含量的不穩定。因為停留時(shí)間是固定的，初始水分含量的明顯變化必將導致殘余水分含量發(fā)生同樣明顯的變化。如果需要穩定的殘余水分含量，就需要測量初始或殘余的水分含量。由于相關(guān)的殘余水分含量低，在線(xiàn)測量不易進(jìn)行，而且物料在干燥系統中的停留時(shí)間較長(cháng)，把殘余水分含量當作輸出信號會(huì )引起系統受控的問(wèn)題，所以干燥機制造商們開(kāi)發(fā)出來(lái)一種新的控制概念，能實(shí)現穩定的殘余水分含量這一目標。

　　這種控制概念以保持殘余水含分量的穩定為目的，將塑料的初始水分量、進(jìn)入和流出氣體的露點(diǎn)、氣體流動(dòng)量和膠粒流通率等工藝參數作為輸入變量，從而使干燥系統能夠根據這些變量的不同進(jìn)行及時(shí)調整，以保持穩定的殘余水分含量。

　　紅外線(xiàn)干燥和真空干燥是塑料加工中的新技術(shù)，這些新技術(shù)的應用極大地縮短了物料的停留時(shí)間并降低了能源消耗。但是，創(chuàng )新的干燥工藝其價(jià)格也相對較高。因此，近些年來(lái)，人們也在努力地提高傳統除濕氣體干燥的效率。所以，在做出投資決策時(shí)，應當進(jìn)行精確的成本評估，不僅要考慮采購成本，還要考慮管路、能源、空間和維修保養等，以使最小的投資得到最大的回報。

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