Теплоизоляция нуждается в обслуживании и своевременной замене, поскольку со временем ее состояние может ухудшаться вследствие охрупчивания, механических повреждений, вредного действия влаги (например, вследствие конденсации водяного пара или утечек пара из системы) или контакта с агрессивными химическими веществами. Поврежденная теплоизоляция может выявляться при помощи визуального осмотра или тепловизора (см. раздел 2.10.1).

Экологические преимущества

Энергосбережение.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Не выявлено.

Производственная информация

Там, где возможен контакт персонала с горячими поверхностями, рекомендуется принять меры к тому. чтобы максимальная температура этих поверхностей не превышала 50°C.

Теплоизоляция может скрывать признаки утечек или коррозии, поэтому необходимы периодические проверки с целью выявления этих признаков.

Применимость

В рамках проекта по теплоизоляции крупной сушильной системы или ремонта производственного объекта.

Экономические аспекты

Зависят от конкретных условий.

Мотивы внедрения

Сокращение затрат, повышение уровня охраны труда и производственной безопасности.

Примеры

Широко применяется.

Справочная информация

[265, Tempany, 2008, 268, Whittaker, 2003] www.pip.org

3.11.4. Радиационная сушка

Общая характеристика

При использовании методов радиационной сушки энергия передается при помощи электромагнитного излучения различных спектральных диапазонов – инфракрасного излучения (ИК), высокочастотного излучения (ВЧ) и микроволн (МВ). Следует подчеркнуть различие между процессами сушки и вулканизации: в процессе сушки молекулы растворителя приобретают энергию, достаточную для испарения, тогда как при вулканизации энергия, получаемая молекулами, используется для полимеризации или других химических реакций. Вопросы сушки и вулканизации поверхностей обсуждаются в Справочном документе по обработке поверхностей при помощи органических растворителей.

Энергия электромагнитного излучения применяется для нагрева материалов во многих технологических процессах и, в частности, может использоваться для сушки. Радиационная сушка может использоваться как в качестве единственного метода сушки, так и в сочетании с конвективными или контактными методами.

Экологические преимущества

Энергия электромагнитного излучения имеет ряд особенностей, обуславливающих эффективность ее применения в некоторых случаях:

•непосредственная передача энергии. Электромагнитная энергия может передаваться непосредственно от источника к материалу без использования каких-либо промежуточных

289

сред. Это обеспечивает оптимальные условия теплопередачи, позволяя, в частности, избежать потерь тепла с сушильным агентом, характерных для конвективных систем. В результате может быть достигнуто значительное энергосбережение. Например, при конвективной сушке окрашенных поверхностей около 80% потребляемой энергии теряется с отходящими газами;

•высокая плотность энергии. При использовании электромагнитного излучения достигается более высокая поверхностная (ИК) или объемная (ВЧ, МВ) плотность энергии, чем при использовании традиционных технологий, например, конвективной сушки горячим воздухом. Это сокращает продолжительность сушки и позволяет использовать указанные методы для сушки материалов, требующих значительных энергозатрат, например, некоторых видов красок;

•возможность концентрации энергии. Энергия может быть сконцентрирована на нужной части высушиваемой продукции;

•гибкость управления. Радиационные методы сушки характеризуются незначительной тепловой инерцией и допускают варьирование мощности в широком диапазоне. Это позволяет гибко управлять процессом сушки, оптимизируя энергосбережение и добиваясь высокого качества продукции.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

О воздействиях не сообщается.

Производственная информация

Как правило, при радиационной сушке расход отходящего воздуха значительно ниже, поскольку воздух в данном случае не является теплоносителем и используется лишь для удаления паров воды и других растворителей. Поэтому очистка отходящих газов, если таковая применяется, требует меньших усилий и затрат.

Дополнительные преимущества, характерные для инфракрасной сушки, включают:

•непосредственный нагрев: сокращение выбросов горячего воздуха и связанное с этим энергосбережение; отсутствие или ограниченный масштаб транспортировки горячих жидкостей;

•меньшие размеры оборудования;

•простота управления;

•возможность установки на существующих предприятиях.

Дополнительные преимущества, характерные для микроволновой и высокочастотной сушки, включают:

•непосредственный нагрев: сокращение выбросов горячего воздуха и связанное с этим энергосбережение; отсутствие или ограниченный масштаб транспортировки горячих жидкостей;

•объемный нагрев, способствующий ускорению сушки и снижению потерь;

•избирательный нагрев, причем вода нагревается особенно интенсивно;

•равномерный прогрев в тех случаях, когда размер продукции совместим с длиной волны;

•эффективная теплопередача.

Вместе с тем, избирательный нагрев неоднородных материалов может привести к неравномерному высушиванию и, как следствие, снижению качества продукции.

Некоторые недостатки ИК-сушки:

•больший объем необходимых инвестиций (20–30%);

•применима, главным образом, к плоской продукции или продукции, имеющей простую геометрическую форму;

290

•во многих случаях не относится к числу приоритетных вариантов, рассматриваемых проектировщиками.

Некоторые недостатки ВЧ- и МВ-сушки:

•больший объем необходимых инвестиций (20–30%);

•во многих случаях не относится к числу приоритетных вариантов, рассматриваемых проектировщиками.

Применимость

Радиационные технологии сушки (прежде всего, ИК) могут внедряться на существующих предприятиях, приводя к повышению производительности. Часто они используются в сочетании с конвективными или контактными методами.

Несмотря на свои преимущества (быстрота сушки, качество конечной продукции, энергоэффективность), радиационные технологии сушки пока не получили широкого распространения в промышленности. Однако в последнее время связанный с ними потенциал энергосбережения вызывает все больший интерес.

ИК-технологии могут использоваться для:

•сушки и вулканизации лакокрасочных покрытий;

•сушки бумаги и картона, предварительной сушки текстильной продукции;

•сушка порошкообразных материалов в химической промышленности и производстве пластмасс.

ВЧ-технологии могут применяться для сушки:

•массивной (монолитной) продукции, например, больших катушек в текстильной промышленности или керамических изделий;

•порошкообразных материалов в химической промышленности.

МВ-технологии могут применяться для сушки:

•массивной (монолитной) продукции (древесины, продукции агропищевой отрасли), а также плоской продукции;

•продукции химической и фармацевтической промышленности (в условиях вакуума).

Экономические аспекты

Как правило, необходим больший объем инвестиций (на 20 – 30 %), чем при внедрении традиционных методов сушки.

Мотивы внедрения

Радиационные системы сушки отличаются компактностью, поэтому одним из мотивов может быть недостаток производственных площадей. Кроме того, радиационные системы (прежде всего, ИК) могут способствовать повышению производительности существующих производственных линий.

Примеры

Biotex – французское предприятие по производству латексных подушек. Сушка подушек сопряжена со значительными трудностями, а содержание влаги в готовой продукции не должно превышать 1%. Имевшаяся на предприятии конвективная сушилка туннельного типа не обеспечивала необходимого качества сушки, потребляя при этом значительное количество энергии. Система ВЧ-сушки, установленная после туннельной сушилки позволила обеспечить требуемое качество продукции и сократить время сушки в восемь раз, одновременно снизив энергозатраты на сушку одной подушки на 41 % (первичная энергия). Содержание влаги в подушках, покидающих туннельную сушилку, составляет 19–45%; в ВЧ-сушилке эта величина доводится до 1%. Период окупаемости инвестиций составил 4 года.

Справочная информация

[204, CETIAT, 2002, 205, ADEME, , 206, ADEME, 2002]

291

3.11.5. Системы автоматизированного управления процессами термической сушки

Общая характеристика

В подавляющем большинстве процессов термической сушки сушилки управляются на основе заранее заданных значений параметров процесса и/или эмпирических ориентиров, часто основанных на опыте конкретного оператора. В качестве параметров управления могут использоваться такие характеристики процесса, как продолжительность сушки, скорость прохождения материала через систему, температура, а также начальное содержание влаги. Содержание влаги в продукции, подвергаемой сушке, может определяться при помощи датчиков влажности, имеющих линейную характеристику, относительно нечувствительных к помехам и отличающихся продолжительным сроком службы. Компьютер может обрабатывать эти данные в реальном времени, сопоставляя их с целевыми значениями, рассчитанными на основе математической модели процесса. Создание такой модели требует точных знаний о процессе сушки, а также наличия специализированного программного обеспечения. Сопоставляя целевые и фактические значения, контроллер принимает решения об изменении тех или иных параметров процесса.

Примеры из различных отраслей промышленности показывают, что внедрение автоматизированных систем управления процессом сушки позволяет снизить энергопотребление на 5–10% по сравнению с традиционным управлением на основе эмпирического опыта.

Экологические преимущества

Данных не предоставлено.

Воздействие на различные компоненты окружающей среды

Данных не предоставлено.

Производственная информация

Данных не предоставлено.

Применимость

Данных не предоставлено.

Экономические аспекты

Данных не предоставлено.

Мотивы внедрения

Данных не предоставлено.

Примеры

Данных не предоставлено.

Справочная информация

[207, ADEME, 2000]

292