Os materiais processados pelos equipamentos de secagem são inúmeros. Além das diferenças nas propriedades físico-químicas de vários materiais e requisitos de produtos, as propriedades termofísicas dos materiais durante o processo de secagem e os requisitos de materiais para o equipamento do sistema de secagem durante o aquecimento também são considerações importantes para os projetistas. Este artigo propõe alguns métodos para seleção de materiais em equipamentos de secagem para referência dos projetistas.
Características do equipamento de secagem
Até o momento, centenas de tipos de equipamentos de secagem foram desenvolvidos com sucesso, sendo mais de cem comumente usados na produção industrial. Existem também vários métodos de classificação de equipamentos de secagem. Com base no método de transferência de calor no processo de secagem, eles podem ser divididos em secadores de convecção (como secadores de fluxo de ar, secadores por spray, secadores rotativos rápidos, secadores de leito fluidizado, etc.), secadores de condução (como secadores de ancinho, secadores de rolo) e secadores de radiação (como secadores de micro-ondas, secadores de infravermelho distante). Além disso, existem equipamentos de secagem que combinam diversos métodos de transferência de calor, como secadores de pás.
A grande maioria dos secadores são equipamentos não{0}}padrão, principalmente porque cada secador processa materiais diferentes, e muitas condições de secagem mudam dependendo do material, levando a alterações na estrutura e nos materiais do secador. Portanto, é essencial definir claramente os parâmetros específicos do material a ser seco, tais como estado do material, tipos de teor de umidade, rendimento, características do material durante o processo de secagem, presença de corrosividade, inflamabilidade e explosividade, geração de eletricidade estática, requisitos específicos do produto e temperatura termossensível do material, a fim de determinar os vários parâmetros do secador. Por esse motivo, muitos secadores não podem ser produzidos-em massa; portanto, o processo de projeto deve estar atento à especificidade do material e à sua adaptabilidade às condições de trabalho.
O método de seleção de materiais usados em equipamentos de secagem é bem-conhecido. O material do equipamento de secagem é um elemento crucial no custo da unidade de secagem, e a seleção razoável do material é um meio importante de controlar os preços dos equipamentos. Geralmente, os seguintes aspectos devem ser considerados na seleção de materiais para equipamentos de secagem: Atender às necessidades do material que está sendo processado. A principal tarefa do equipamento de secagem é secar um determinado material. Como os secadores lidam com uma ampla variedade de materiais, cobrindo muitos campos como grãos, alimentos, produtos farmacêuticos, produtos químicos, produtos florestais, papel e metalurgia, o número de produtos é incontável. Os requisitos para os materiais a serem secos variam muito. Por exemplo, reagentes químicos, produtos farmacêuticos, materiais eletrônicos e materiais cerâmicos elétricos não devem ser misturados com íons de ferro durante o processo de secagem; portanto, materiais de aço carbono devem ser evitados na seleção do equipamento. Além disso, se a umidade do material contiver ácidos, álcalis, sais ou solventes orgânicos, ela poderá corroer diferentes materiais metálicos. Esta corrosão é agravada, especialmente durante o aquecimento. Portanto, os materiais apropriados devem ser selecionados com base nas características do teor de umidade do material.
Em relação à seleção do material com base no tipo de secador, conforme mencionado anteriormente, existem vários tipos de secadores, cada um com um princípio de funcionamento diferente. Portanto, isso deve ser totalmente considerado na seleção dos materiais. Por exemplo, ao secar óxido de magnésio em um secador de fluxo de ar, a alta velocidade do material no tubo de fluxo de ar e a dureza do óxido de magnésio causam desgaste severo nas curvas do tubo de secagem. Portanto, uma estrutura-resistente ao desgaste ou um material{4}}resistente ao desgaste deve ser projetada para esta área. Além disso, o aço inoxidável tem uma condutividade térmica significativamente menor que o aço carbono. Portanto, em equipamentos de secagem onde a condução é o principal método de transferência de calor, se o aço inoxidável for escolhido como material principal, a área de troca de calor deverá ser calculada com base na condutividade térmica do aço inoxidável. Exemplos de engenharia demonstram que, ao selecionar trocadores de calor a vapor, o aço inoxidável requer 30% mais área superficial do que o aço carbono.
A escolha dos materiais para o processo de secagem varia dependendo do material e das condições de secagem. Certa vez, projetei um secador-de alta temperatura que seca simultaneamente sais inorgânicos e inicia uma reação de polimerização. A temperatura necessária do ar de secagem estava acima de 800 graus, necessitando do uso de aço inoxidável caro-resistente a altas temperaturas. No entanto, considerando que nem todas as câmaras de secagem estão na zona-de alta temperatura, os cálculos mostraram que materiais resistentes-a altas temperaturas foram usados apenas na área-de alta temperatura. Está funcionando normalmente há mais de um ano.
Seleção de materiais com base no ambiente de instalação do equipamento: Em muitos casos, mesmo que as condições acima sejam atendidas, os requisitos do ambiente de instalação do equipamento quanto aos materiais devem ser considerados. Se o equipamento for instalado em uma fábrica de produtos químicos, a corrosividade do ambiente para o equipamento, sistema de controle e sistema elétrico deve ser cuidadosamente considerada para desenvolver uma solução de projeto razoável.
Métodos de proteção contra corrosão para equipamentos de secagem: A maioria dos equipamentos de secagem consiste em peças soldadas, placas e cilindros. O tratamento de proteção contra corrosão é necessário para secadores de diferentes aplicações. Abaixo estão algumas experiências em proteção contra corrosão de materiais e métodos de fabricação.
Processo de fosfatação-passivativa: Na fabricação de secadores vibratórios de leito fluidizado, 70% das peças são feitas de aço carbono. O longo tempo de resposta entre os processos resulta na formação de uma grande quantidade de ferrugem na superfície, exigindo trabalho manual significativo para a remoção da ferrugem antes da pintura. A passivação-de fosfatização, por meio de uma reação eletroquímica, trata peças de aço-cobertas de ferrugem em uma única etapa, revelando a cor metálica original e, ao mesmo tempo, formando uma densa película-antiferrugem. Este filme pode resistir à exposição ao ar úmido por mais de dez dias sem enferrujar. Sua operação é simples, melhora o ambiente de trabalho, reduz a intensidade do trabalho e economiza mão de obra e recursos. A solução de fosfatação-de passivação contém emulsificantes, molibdatos, fosfatos solúveis e vários ácidos. Este método não é aplicável apenas aos tipos de máquinas acima mencionados, mas também pode ser usado para proteção contra corrosão de outras estruturas ou armações semelhantes.
A aplicação de revestimento eletrostático em pó na fabricação de equipamentos de secagem: As tintas tradicionais são líquidos que contêm grandes quantidades de ésteres, cetonas e hidrocarbonetos, causando inúmeros problemas na produção, armazenamento, transporte e construção. Eles são inflamáveis, explosivos e muito inseguros. Devido à sua toxicidade, volatilizam-se na atmosfera, poluindo gravemente o meio ambiente. Portanto, os fabricantes de revestimentos nacionais e internacionais se dedicam ao desenvolvimento de novos tipos de revestimentos que utilizam menos ou nenhuma solução. Um desses novos tipos de revestimento é o revestimento em pó.
A cobertura superior de um secador de leito fluidizado vibratório é feita principalmente de aço inoxidável-laminado a frio, resultando em custos elevados. A razão para usar aço inoxidável em vez de aço carbono comum é que o equipamento entrará em contato com diversos materiais e gases corrosivos durante a operação, e o aço inoxidável possui excelente resistência à corrosão; portanto, aço inoxidável-laminado a frio é usado.
A pulverização eletrostática de revestimentos em pó de resina de poliéster sobre aço carbono comum atinge resistência à corrosão comparável à do aço inoxidável. Como este tipo de revestimento em pó é resistente, durável e tem boas propriedades decorativas, bem como excelente resistência às intempéries externas e ao calor, juntamente com excelente resistência à corrosão, resistência à escamação, brilho e desempenho de cor, a pulverização eletrostática em pó é perfeitamente adequada para a proteção contra corrosão de carcaças de secadores.
Discussão sobre soldagem de aço inoxidável de níquel austenítico-cromo Muitos componentes do equipamento de secagem são estruturas de chapas metálicas soldadas, sendo a maioria das chapas 1Cr18Ni9Ti (tipo 18-8). Problemas de corrosão e fratura ocorrem frequentemente durante o processo de soldagem. Isso afeta seriamente a vida útil e o desempenho do produto. A diferença entre o aço inoxidável austenítico e o aço carbono comum reside na sua baixa condutividade térmica, grande coeficiente de expansão térmica durante o aquecimento e alta resistência elétrica. Devido a estas características, são necessários processos especiais de soldagem para o aço austenítico. A corrosão intergranular é um dos principais problemas dos aços de alta liga. Embora este aço em si tenha alta resistência à corrosão, o processo de soldagem reduz essa resistência. As formas de corrosão durante a soldagem de aço austenítico incluem: corrosão geral, localizada e intergranular. Uma fábrica nacional importou equipamentos de secagem do exterior. Métodos de soldagem inadequados danificaram a microestrutura da estrutura de aço inoxidável do filtro de mangas, causando corrosão intergranular. Durante o processo de secagem, o material continha componentes ácidos, levando à rápida quebra da estrutura de aço.
Conclusão À medida que a tecnologia de secagem se desenvolveu até ao seu estado actual, como uma tecnologia de engenharia, o seu sucesso depende não apenas do nível da teoria da secagem, mas também da estrutura do equipamento, da selecção de materiais e dos métodos de fabrico. Considerando vários factores, o desenvolvimento de um plano de produção razoável tem uma importância económica significativa.