维普资讯 0 0 甚1 ，燎 ，鹌坻 奄J 一 症， 应用声学技术清除糖厂设备积垢的研究 塑 尊 一 7C 乙 ． 采用亚硫酸法，积垢中的亚硫酸钙、硫酸钙 1 引言 及氧化硅所 占的比例很大，使积垢坚硬而难 以清除，且积垢的生成量也比较多，从而使 制糖生产 中，对物料进 行加热与蒸发是 积垢处理非常困难。 不可缺少 的工艺操作过程 ’目的是为了使物 糖厂设备的除垢问题，一直是制糖工业 料能逮到一定的温度与浓度，使之有利于过 普遍存在且难 以解决的问题 。传统的除垢方 程_的进行。如把加硫加碳后的中和汁在加热 法费时、费力、能耗大、成本高，清洗效果 器中加热使之温度达到98～l00℃，就是为了 差。华南理工大学天然溶液研究室在广东省 使它有利于沉降过程的进行}把糖汁经澄清 白蕉糖厂的协作下，初步研究成功超声精洗 处理后所得的清汁在蒸发罐中浓缩到55～65 罐垢的工艺技术，为糖厂设备的除垢问题， Bx就是为了适应结晶过程的需要，把蒸发浓 提供了一种新的有效途径。 缩所得的糖浆引入结晶罐中进一步浓缩至过 饱和是为 了利于结晶析 出。 2 超 声 除垢 的机理 糖汁在加热器、蒸发罐和结晶罐加热、 蒸发过程中，由于水分不断蒸发，使溶解于 超声法除垢是将超声波加入充满洗涤液 糖汁中的杂质的浓度不断增大，至超过其溶 的加热器中，使加热管内壁得到极高的清洁 解度时，就会生成沉淀物析出。杂质 问的互 度。 相化台或分解反应，也能生成沉淀物。所有 强超声波之所 以能够起到除垢的作用， 这些沉淀物，有的成微粒悬浮于糖汁中，大 是 由下列各过程机理引起的：空化、声流、 部分则附着于这些设备的加热管内壁而形成 声的辐射压力、声学毛细现象。除垢的有效 积垢。 性与声场的参数有关，它取决于声源的能量， 积垢是一种导热能力很低的物质，多效 声强、振动频率、溶液所含有的气体。选择 蒸发罐中，积垢的平均导热系数 均 为 0．45 适当的声学参数和选择一定的物理一化 学 特 keal／m ·h·℃，比钢的导热系数39kcal／m· 性的洗涤液，便有可能控制除垢过程 中的某 h·℃要低得多 。由于积垢的导热能力这样低， 种机理。影响除垢效果的还有温度、液体静 所 以当积垢增厚时，对传热效能必然会产生 压力等外界 因素 。 很大的影响，生产过程难以顺利进行。 加热管的内壁在除垢过程 中发生表面污 积垢坚实的程度取决于其所含的成分。 垢被破坏、剥落、分离、以及被乳化、溶解 氧化硅、硫酸钙和亚硫酸钙含量高的积垢 比 等现象。不 同因素对 除垢机理 的影响 以及互 较坚实，最难除去。我国甘蔗制糖生产中多 相之间的关系，详见Kaiyun官网图 1。 声学技术 一 29 — 维普资讯 射板。以使超声波在洗涤液中产生巨大的加 速度，同时伴随着产生强烈的声学效应及化 学效应，使充满洗涤液的加热管的 内壁 的积 垢得以脱落、清除，从而满足工厂生产上 的 要求 。 本设备的主要性能要求： 输出功率：1000W可调}频率范围：0 ～ 3OkHz}电源：220V±10 ，50H }清洗 槽：根据实际需要设计其尺寸。 系统的主要组成环节是功率超声波发生 器。该发生器有源器件全部使用晶体管和集 成块，且采用开关式稳压 电源和高教 乙类放 图 l影响超芦豫垢妁各种圈素之间的框豆关系图解 大器 电路。面板上设置了输出级电流指示电 表和输出功率表。机 内设有过流过压保护 电 3 超声 除垢 的实验 设备 路，可连续工作 8小时。输出信号的频率和 功率均连续可调。满足所配超声换能器对信 根据设备职能和构造特 点，除垢设备 由 号源的要求。因此，该系统较满意地适合于 三个部分组成；大功率超声波发生器、换能 本加热管内壁积垢剔除的要求。 器，清洗槽(可跗Kaiyun官网有删热装置)。生产应用时， 罐体加热室相当于清洗槽 。其工作的基本原 4 实验方法与结果 理是：超声波发生器把市电转换成超声频的 电能，传输给换能器，由换能器转换成超声 实验方法：清洗槽 内安放数根已称重的 频的机械能，向清洗槽的洗涤液中辐射超声 含有积垢的加热管一配制洗涤液并将它注入 波。清洗槽类似于一个容器，内盛清洗液及 清洗槽一在清洗槽 中输入超声波，调节好频 被洗的加热管件 (试件)。换能器直接牯接在 率和功率以及作用时间一取出加 热 管 并 称 清冼槽的底部，将清洗槽干1为超声振动的辐 重。实验结果见表 1和图2。 衰 1 应用超声除垢的实验结果 哧雾率jI描需 (min) 霪I加热管胤格书42×lOOm／m，是广东省白蘸糖厂蒸发罐中取下的加热管。 从表 1可 以看 出，除垢率随超声功率和 图 2(a)是含有较多秘垢的加热管半 截 赳声作用时问的增加而提高。 面。图2(b)是完全清洗干净的加热管半截面。 一 3O 一 1I卷 4期 (199Z) 维普资讯 第14届国际声学会议在北京召开 1992年9月 3日至 10日第14届国际声学会议在 声学，激光发声和热谊，气泡引起的有关声学问题， 北京2l世纪宾馆召开，来自20余国的800多 位声学 水声信号处理，生物声学中信号的发生、处理和通 工作者参加了会议。10余家中、外声学设备和仪器 信，声表面渡，神经网络在水声中的应用，渔业 中 制造厂商在展览会上雇示了他们 的最新产品。 应用的声学，乐器的挺拟分析，Faraday水槽实验 会议共收到论文800杂篇，分别以大会报告、专 的新进展，菲线性声学和材料特性，医学超声和生 题报告和分组报告的形式进行宣读和交流，大会报 物超声，厅堂声学测量和预报，厅堂声学的计算机 告共十二篇，由会议特邀 的学者就当前声学 中前话 模拟，下同国家对响度 噪扰度和嘈杂度的不同定 课题的进展进行评述。这些报告是；语言合成的今 义 ，非稳态信号的时间一频率分析，东方型和西方 昔 (M．H．Schroeder)J “声子物 理 ’(W ．Else— 型的钟和锣，双耳效应技术，微电子材料和器件工艺 nmenger)， 共振散射理论中的正问题和 逆问题 中的声学分析，声空化，厅堂声学的设计和评估 以 (G J ． ． Quentin)J 海洋及其有关课题 中 的声层析 及噪声对人的影响等。 学 (L．M．Brekhovskikh等)， 互易定 理及其在 分组报告则分别由在声学各分支领域中的研究 承声学中的应用 (L．M．Lyamshev)) 研究材料 人员就各 自的工作进行报告和交流。由于会议 日程 热特性的声学方怯’(JanThoen)J “非 线性 声学 的限制，还设置了展示报告厅，以大字报形式交流 的进展’(D．T．Blackstock和M．F．Hamilton)j 各 自的工作。 剪切紊流 引起的噪声 M．E．Goldstein)} 医疗 本届会议的召开使来自五大洲的各国声学工作 超声 (G．Kossoff)J 非稳态噪声的响度和音质) 者得到了广泛的交流和深入 的切磋，为进一步促进 (s． Namba)，佣

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