什么是過熱蒸汽_在生活中的應(yīng)用(2)
干燥質(zhì)量好
用過熱蒸汽干燥的主要原因是產(chǎn)品的質(zhì)量得到改善。用過熱蒸汽作干燥介質(zhì)時，由于物料表面濕潤、干燥應(yīng)力小，不易產(chǎn)生開裂、變形等干燥缺陷;同時由于過熱蒸汽干燥無氧化反應(yīng)，木材顏色不會褪變，故干燥品質(zhì)好。研究表明，使用過熱蒸汽干燥胡蘿卜塊，干后產(chǎn)品的復(fù)水性、顏色、維生素保留量優(yōu)于真空干燥。
安全性好
過熱蒸汽干燥避免了干燥室著火或爆炸的危險。過熱蒸汽干燥無空氣存在 ,沒有氧化和燃燒反應(yīng)。一些通常不能用熱風(fēng)干燥的食品原料 ,可以用過熱蒸汽干燥。
減少設(shè)備的體積和廢氣的凈化量
過熱蒸汽的比熱大 ,蒸汽用量少 ,這就可以減少設(shè)備的體積和廢氣的凈化量。
有利于保護(hù)環(huán)境
過熱蒸汽干燥是在密封條件下進(jìn)行的 ,粉塵含量大大降低。用過熱蒸汽干燥可以消除城市垃圾、污泥等的臭味。
l 具有滅菌消毒作用
過熱蒸汽干燥物料的溫度是操作條件下水的沸點(diǎn)溫度 ,在干燥有滅菌要求的食品原料和藥品原料同時 ,能消滅細(xì)菌和其他有毒微生物。
由于過熱蒸汽干燥具有上述優(yōu)點(diǎn)，近年來美國、加拿大、法國、新西蘭和日本等發(fā)達(dá)國家己將過熱蒸汽干燥技術(shù)用于干燥木材及木頭壓塊、煤炭、紙張、甜菜渣、陶瓷、蠶繭、污泥、酒糟、牧草、魚骨和魚肉、蔬菜、食品以及城市廢棄物等多種物料。 隨著能源危機(jī)的日益嚴(yán)重和人們對食品質(zhì)量要求的逐漸提高，過熱蒸汽干燥的應(yīng)用必將得到發(fā)展，尤其是可以降低干燥溫度同時保證產(chǎn)品質(zhì)量的低壓過熱蒸汽干燥，具有潛在的高效率。
2.3 過熱蒸汽干燥的應(yīng)用領(lǐng)域
2.3.1 木材干燥
能源與環(huán)境問題是當(dāng)今世界的幾個重大問題之一，干燥是決定木制品質(zhì)量、能耗和成本的重要環(huán)節(jié)，同時又與環(huán)境污染問題密切相關(guān)。目前我國木材干燥的能源絕大部分是以煤或木廢料作燃料，而燃料的燃燒會釋放導(dǎo)致溫室效應(yīng)的氣體產(chǎn)生。目前占主導(dǎo)地位的常規(guī)蒸汽干燥由于進(jìn)、排氣的換氣熱損失較大，一次能源的利用率僅30%左右，故節(jié)能潛力很大。作為一種先進(jìn)的節(jié)能干燥技術(shù)，過熱蒸汽干燥由于以過熱蒸汽作干燥介質(zhì)，它可以利用輔助裝置，回收排汽的余熱，故可明顯節(jié)能。同時由于木材真空過熱蒸汽干燥一般在低于 90℃的溫度下實施，木材內(nèi)干燥應(yīng)力小，干燥質(zhì)量好，故具有一定的應(yīng)用前景。
2.3.2 食品、飼料、藥品、生物質(zhì)干燥
在食品、 藥品等熱敏性物料的干燥過程中 ,為了保持物料中的有效成分 ,保證產(chǎn)品的質(zhì)量 ,必須采用較低的干燥溫度 ,通常采用冷凍干燥來干燥此類物料。但是冷凍干燥方式具有時間長、能耗大、經(jīng)濟(jì)效益低的缺點(diǎn)。過熱蒸汽用于食品干燥是近20年來發(fā)展起來的，但是由于溫度過高影響熱敏性物料的適應(yīng)性，人們開始使用低壓過熱蒸汽干燥食品。低壓過熱蒸汽干燥方法結(jié)合了過熱蒸汽和負(fù)壓甚至真空干燥的優(yōu)點(diǎn) ,避開了常壓過熱蒸汽干燥物料溫度過高的劣勢，擴(kuò)大了過熱蒸汽干燥對熱敏性物料的適應(yīng)性。對不同的食品如土豆片、面條、大豆、稻谷、蔬菜、蝦米、雞肉、各種水果片等進(jìn)行過熱蒸汽干燥的研究表明，過熱蒸汽干燥食品和熱風(fēng)干燥相比 ,除了節(jié)能環(huán)保等上述優(yōu)點(diǎn)，還突出表現(xiàn)在干燥時間短、物料收縮變形小、顏色保持新鮮、多孔、復(fù)水性好和維生素含量高等方面。
過熱蒸汽干燥對提高干燥效率、降低干燥能耗、減少環(huán)境污染、提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要的意義 ,是一種很有發(fā)展前景的干燥新技術(shù)。因此，將過熱蒸汽應(yīng)用于食品干燥有著廣闊的前景。
2.3.3 污泥干燥
近些年來，隨著人口的增長和工業(yè)的發(fā)展，污泥產(chǎn)量大大增加。污泥具有含水量高、易腐敗、有惡臭、含有毒物質(zhì)以及大量有害病原物等特點(diǎn)，所以必須及時進(jìn)行污泥處理。污泥干燥作為污泥處理的一個重要環(huán)節(jié)，歷來被認(rèn)為是一個熱效率低、耗能大的操作過程。傳統(tǒng)的污泥干燥采用熱風(fēng)干燥技術(shù)，熱效率低、能耗大，因此開發(fā)低能耗的干燥方法是污泥干燥發(fā)展的重要方向。過熱蒸汽干燥以過熱蒸汽為帶走水氣和提供能量的介質(zhì)，使熱效率提高的空間大增，而且能實現(xiàn)干燥“廢氣”熱量的再利用，從而實現(xiàn)潛熱的再次利用，是一種很有前途的干燥技術(shù)。
目前開發(fā)的過熱蒸汽式污泥干燥設(shè)備，具有干燥效率高、設(shè)備選型小、設(shè)備投資少等優(yōu)勢，同時能達(dá)到能源節(jié)約、無廢氣排放、無污染、不產(chǎn)生污泥廢料的效果。
3. 在工業(yè)及其他領(lǐng)域的應(yīng)用
3.1 污染土壤治理
分解、去除污染土壤中PCB，VOC、二惡英等物質(zhì)
3.2 廢舊印刷設(shè)備電路板處理(金屬回收的前處理裝置)
3.3 飛灰脫鹽處理
3.4 產(chǎn)業(yè)用垃圾處理機(jī)的前期處理。
3.5 再利用市場(脫油、無氧)
過熱蒸汽在再利用市場上的應(yīng)用主要表現(xiàn)在機(jī)械油的脫脂處理、廢塑料的再生利用涂裝干燥、洗凈殺菌等。
3.6 桑拿洗浴行業(yè)
在日本有把溫泉水加熱成過熱水蒸汽，使用過過熱蒸汽在低溫桑拿房中應(yīng)用的案例。
過熱蒸汽的形成方式
當(dāng)液體在有限的密閉空間中蒸發(fā)時，液體分子通過液面進(jìn)入上面空間，成為蒸汽分子。由于蒸汽分子處于紊亂的熱運(yùn)動之中，它們相互碰撞，并和容器壁以及液面發(fā)生碰撞，在和液面碰撞時，有的分子則被液體分子所吸引，而重新返回液體中成為液體分子。開始蒸發(fā)時，進(jìn)入空間的分子數(shù)目多于返回液體中分子的數(shù)目，隨著蒸發(fā)的繼續(xù)進(jìn)行，空間蒸汽分子的密度不斷增大，因而返回液體中的分子數(shù)目也增多。當(dāng)單位時間內(nèi)進(jìn)入空間的分子數(shù)目與返回液體中的分子數(shù)目相等時，則蒸發(fā)與凝結(jié)處于動平衡狀態(tài)，這時雖然蒸發(fā)和凝結(jié)仍在進(jìn)行，但空間中蒸汽分子的密度不再增大，此時的狀態(tài)稱為飽和狀態(tài)。在飽和狀態(tài)下的液體稱為飽和液體，其對應(yīng)的蒸汽是飽和蒸汽，但最初只是濕飽和蒸汽，待蒸汽中的水分完全蒸發(fā)后才是干飽和蒸汽。蒸汽從不飽和到濕飽和再到干飽和的過程溫度是不增加的，干飽和之后繼續(xù)加熱則溫度會上升，成為過熱蒸汽。
查飽和蒸汽的焓值，需要通過熵焓表。但飽和蒸汽溫度和壓力是對應(yīng)關(guān)系，因此只需監(jiān)測兩者之中任一個數(shù)據(jù)，然后根據(jù)熵焓表查出對應(yīng)的焓值，乘以蒸汽量，就能計算飽和蒸汽的熱量。而過熱蒸汽的溫度和壓力關(guān)系不對應(yīng)，要計算過熱蒸汽的熱量必需監(jiān)測過熱蒸汽的溫度和壓力兩個數(shù)據(jù)，根據(jù)這兩個數(shù)據(jù)才能查出對應(yīng)焓值。
過熱蒸汽溫度與壓力沒有一一對應(yīng)的關(guān)系，還與蒸汽密度有關(guān)。比如，3.5MPa，溫度為260℃時，密度為16.4231Kg/m³;;溫度為300℃時，密度為14.6049Kg/m³。同樣的壓力下，溫度越高，密度越小。
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