作者：北京中科富祺科技有限公司 技术研发部
摘要：防爆型烘箱作为石油化工、医药制药、民爆、锂电新能源等高危行业的物料干燥设备，其加热方式的安全性、稳定性直接决定生产过程的本质安全与产品质量。液套（夹套）加热作为防爆型烘箱的核心加热技术，通过间接传热模式从源头规避点火源风险，兼顾控温精准性与受热均匀性，适配易燃易爆环境的严苛使用要求。本文结合北京中科富祺科技有限公司（以下简称“中科富祺"）防爆型烘箱的研发生产实践，依据国家防爆电气相关标准，系统剖析液套加热技术的工作原理、核心优势，对比传统直接加热方式的局限性，结合行业应用场景验证其技术必要性，为防爆型烘箱的技术选型、优化升级及行业规范化应用提供理论支撑与实践参考。
关键词：防爆型烘箱；液套加热；本质安全；控温精准；中科富祺；易燃易爆环境
1 引言
在石油化工、医药中间体烘干、火工品处理、锂电材料干燥等高危生产场景中，物料干燥过程中易挥发易燃易爆溶剂蒸气，或产生可燃粉尘，形成爆炸性混合物，一旦接触点火源，极易引发爆炸、燃烧等安全事故，严重威胁人员生命与财产安全。防爆型烘箱作为此类场景的核心干燥设备，其设计、制造与运行必须严格遵循GB/T3836.1-2021、GB/T3836.2-2021等国家防爆电气标准，核心目标是杜绝设备运行过程中产生的点火源，实现本质安全运行[1]。
加热系统作为烘箱的核心组成部分，其加热方式直接决定设备的防爆性能与运行稳定性。目前，防爆型烘箱的加热方式主要分为直接加热（电热管裸露加热、热风直接加热）与间接加热（液套加热、蒸汽加热）两大类。其中，液套加热凭借其无裸露高温、控温精准、受热均匀等突出优势，成为中科富祺防爆型烘箱的加热方式，广泛应用于各类高危场景。本文基于中科富祺多年防爆设备研发生产经验，结合液套加热技术的实践应用，深入探讨其在防爆型烘箱中的技术必要性与应用价值，推动防爆干燥设备行业的技术升级与安全规范发展。
2 液套加热技术的核心工作原理
液套加热技术是一种间接传热加热方式，其核心设计是在防爆烘箱的箱体外壳与内胆之间，设置密闭式夹套（液套），向夹套内注入导热性能优良、热稳定性好的热媒介质（常用导热油、去离子水等），通过外部防爆加热元件加热热媒介质，再由热媒介质通过热传导与热辐射的方式，均匀传递热量至烘箱内胆，实现内胆内物料的干燥处理[6]。
中科富祺防爆型烘箱的液套加热系统主要由三大模块组成：一是密闭夹套结构，采用304不锈钢一体成型工艺，确保夹套密封性，防止热媒介质泄漏，同时搭配耐高温硅橡胶密封条，进一步提升密封性能，减少热量损耗[5]；二是热媒介质，根据不同烘干温度需求选型，低温场景（≤100℃）选用去离子水，中高温场景（100℃-300℃）选用专用导热油，其热稳定性优异，无易燃易爆特性，可长期在高温环境下稳定运行[2]；三是防爆加热与控制系统，加热元件采用防爆电加热器，浸没于热媒介质中，避免与空气、易燃易爆混合物接触，同时配备进口微电脑智能温控仪，采用PID自整定调节算法，搭配PT100防爆温度传感器，实现温度的精准监测与调控，同步设置超温断电保护、蜂鸣报警等功能，确保设备安全运行[5]。
其核心传热流程为：防爆电加热器→热媒介质（导热油/水）→夹套内壁→烘箱内胆→物料，整个传热过程无明火、无裸露高温表面，热量传递均匀，从源头切断了点火源与爆炸性混合物的接触路径，实现防爆型烘箱的本质安全运行。
3 防爆型烘箱采用液套加热的技术必要性
3.1 杜绝点火源，保障本质安全（核心必要性）
防爆型烘箱的核心设计需求是杜绝点火源，而液套加热技术通过“隔离式加热"模式，从根本上解决了传统直接加热方式的点火源隐患，符合GB/T3836系列防爆标准及JB/T 5520-91干燥箱技术条件要求[1][5]。
传统直接加热方式（如裸露电热管加热）中，电热元件直接暴露于烘箱内胆，与物料及挥发的易燃易爆溶剂蒸气、可燃粉尘直接接触，电热元件表面温度（可达500℃以上），远超多数易燃易爆物质的引燃温度，极易引发引燃、爆炸事故；同时，直接加热过程中，电热元件易出现老化、破损，导致电路短路，产生电火花，进一步增加安全风险。
液套加热技术解决了这一痛点：中科富祺防爆型烘箱的加热元件浸没于夹套的热媒介质中，与烘箱内胆、物料及易燃易爆混合物实现物理隔离，加热元件的表面温度被热媒介质限制在其沸点或设定温度范围内（不超过300℃），不会超过易燃易爆物质的引燃温度，从源头杜绝了裸露高温表面这一核心点火源[6]；同时，夹套采用密闭式设计，配备防爆密封结构，即使热媒介质出现轻微泄漏，也不会直接接触内胆内的易燃易爆物料，进一步提升安全冗余；此外，电气控制系统采用隔爆型和本安型复合防爆技术，操作开关为无源开关，操作时不会产生任何机械火花，传感器外配安全栅进行防爆隔离，规避电气点火源风险[1]。
中科富祺的实践数据表明，采用液套加热的防爆型烘箱，点火源隐患发生率降至0，Ex d bib IIBT4 Gb防爆标志要求，可安全应用于Zone 1/2危险区域，适配IIB级、温度组别为T1~T4的爆炸性气体混合物环境[1][5]。
3.2 控温精准稳定，保障物料干燥质量
在高危行业的物料干燥过程中，不仅要求设备具备防爆性能，更要求温度控制精准、稳定，避免温度波动过大或局部超温，导致物料分解、变质，甚至引发安全事故（如热敏性易燃易爆物料超温分解，产生有毒有害气体或引发燃爆）。
液套加热技术凭借热媒介质的优良热物理特性，实现了精准控温与稳定运行，适配高危行业的物料干燥需求。热媒介质（导热油、水）具有较大的比热容与热惯性，加热过程中温度上升平缓，不会出现剧烈波动，同时能够快速吸收并储存热量，当加热元件停止工作后，热媒介质可持续向内胆传递热量，维持内胆温度稳定[2]；中科富祺在液套加热系统中引入进口PID智能温控系统，搭配高精度温度传感器，实现温度的实时监测与闭环调控，控温精度可达±1℃，温度波动≤±2℃，远优于传统直接加热方式（控温精度±5~10℃）[3][5]；此外，夹套包裹烘箱内胆的多面（四面或六面），热量通过夹套内壁均匀辐射至内胆各个区域，实现内胆内无局部热点，受热均匀性，避免局部温度过高导致物料分解、碳化，确保物料干燥质量的一致性[5]。
例如，在医药中间体烘干场景中，物料对温度敏感度，温度波动超过±2℃即可能导致物料药效降低或产生有毒杂质，中科富祺采用液套加热的防爆型烘箱，可将温度波动严格控制在±1℃以内，确保医药中间体的烘干质量符合GMP标准要求[4]；在锂电材料干燥场景中，液套加热的均匀性的可有效避免正负极材料局部受潮或过热，保障材料的电化学性能稳定[2]。
3.3 适配多场景需求，提升工艺兼容性
石油化工、医药制药、民爆等高危行业的物料干燥需求差异较大，对烘干温度、物料特性（热敏性、易燃易爆性）、干燥工艺的要求各不相同，液套加热技术凭借其灵活的适配性，可满足不同行业、不同物料的干燥需求，提升防爆型烘箱的工艺兼容性[2]。
中科富祺根据不同场景需求，优化液套加热系统的热媒介质选型与结构设计：对于低温干燥场景（如某些医药中间体、易燃易爆溶剂回收，温度≤100℃），选用去离子水作为热媒介质，无异味、无污染，且成本较低，同时避免高温对热敏性物料的损伤；对于中高温干燥场景（如锂电材料、火工品、化工粉体，温度100℃-300℃），选用专用导热油作为热媒介质，其热稳定性好、导热效率高，可长期在高温环境下稳定运行，满足高强度干燥需求[2][5]。
此外，液套加热方式无需强制热风循环，避免了高速气流搅动内胆内的可燃粉尘或易燃易爆溶剂蒸气，降低了爆炸性混合物的浓度，进一步提升安全性能，同时可适配易飞扬、易氧化的物料干燥需求；相较于蒸汽加热，液套加热无需配备蒸汽锅炉，设备结构更紧凑，占地面积更小，操作更便捷，无需专业的蒸汽维护人员，降低了企业的运营成本与维护难度[5]。
3.4 安全冗余充足，维护便捷，降低运营风险
高危行业的生产设备，不仅要求运行安全，还要求具备充足的安全冗余与便捷的维护性能，降低设备故障发生率与维护成本，避免因设备故障导致生产停滞，引发安全风险与经济损失。
中科富祺在液套加热防爆型烘箱的设计中，融入了多重安全保护机制，提升安全冗余：一是超温保护，当热媒介质温度超过设定值时，设备自动切断加热电源，启动冷却装置，防止热媒介质过热、碳化或干烧，同时触发蜂鸣报警，提醒工作人员及时处理[5]；二是泄漏保护，夹套配备泄漏检测传感器，一旦检测到热媒介质泄漏，立即停止设备运行，避免泄漏的热媒介质接触易燃易爆物料，引发安全事故；三是泄压保护，设备配置泄压式安全门，当烘箱内胆内压力异常升高时，泄压门自动开启，释放压力，将损失降至[5]；四是绝缘保护，加热元件与夹套之间采用耐高温绝缘材料，避免电路短路，降低触电风险与点火源隐患[2]。
在维护便捷性方面，液套加热系统的加热元件可单独拆卸、更换，无需清空烘箱内胆内的物料，无需拆卸整个箱体，维护过程简单便捷，维护时间短，可有效减少生产停滞时间；热媒介质的更换周期长（导热油更换周期可达1-2年），维护成本低；同时，夹套采用304不锈钢材质，耐腐蚀、易清洁，内胆采用优质304不锈钢，厚度达1.2mm，四角半圆弧设计，无卫生死角，便于日常清洁维护，避免物料残留引发的安全隐患[1][5]。
4 液套加热与传统直接加热方式的对比分析
为进一步验证液套加热技术在防爆型烘箱中的优势与必要性，结合中科富祺的产品实践，将液套加热与传统直接加热（裸露电热管加热）方式进行全面对比，具体如下表所示：
对比项目 | 液套加热（中科富祺防爆型烘箱） | 传统直接加热（裸露电热管） |
|---|
加热方式 | 间接加热（热媒介质传热） | 直接加热（电热管裸露传热） |
防爆性能 | 本质安全，无裸露高温、无电火花，符合GB/T3836系列标准，防爆等级达IIBT4级，可应用于高危危险区域[1][5] | 存在严重点火源隐患，电热管裸露高温、易产生电火花，无法满足高危场景防爆要求 |
控温精度 | ±1℃，温度波动≤±2℃，PID闭环调控，稳定可靠[5] | ±5~10℃，温度波动大，控温稳定性差 |
受热均匀性 | 夹套多面辐射传热，无局部热点，均匀性 | 电热管局部加热，存在明显热点，受热不均匀 |
场景适配性 | 适配低温、中高温场景，可处理热敏性、易燃易爆、易飞扬物料，兼容多行业工艺需求[2][5] | 仅适配无防爆要求、对温度精度要求低的普通场景，无法处理易燃易爆物料 |
安全冗余 | 多重超温、泄漏、泄压保护，安全冗余充足，故障发生率低[5] | 无有效安全保护，电热管易老化、短路，故障发生率高 |
维护便捷性 | 加热元件可单独更换，维护便捷，热媒介质更换周期长，维护成本低[5] | 电热管更换需清空物料、拆卸箱体，维护复杂，更换频繁，维护成本高 |
物料干燥质量 | 温度稳定、受热均匀，物料无分解、变质，质量一致性好[4] | 局部超温易导致物料分解、碳化，质量稳定性差 |
由对比可知，液套加热方式在防爆性能、控温精度、受热均匀性、场景适配性、安全冗余及维护便捷性等方面，均显著优于传统直接加热方式，是防爆型烘箱实现本质安全、稳定运行的核心保障，也是高危行业物料干燥的必然选择。
5 中科富祺液套加热防爆型烘箱的实践应用案例
中科富祺作为深耕防爆干燥设备领域的
新技术企业，聚焦高危行业的安全干燥需求，将液套加热技术广泛应用于防爆型烘箱的研发生产，推出的FCG-F系列防爆型烘箱，凭借优异的液套加热性能，已成功应用于多个行业的高危场景，积累了丰富的实践经验，验证了液套加热技术的必要性与应用价值。
5.1 医药制药行业应用案例
某大型医药企业主要生产医药中间体，其烘干过程中需处理易燃易爆、热敏性中间体物料，物料挥发的溶剂蒸气形成爆炸性混合物，对烘箱的防爆性能与控温精度要求，同时需符合GMP标准要求。中科富祺为其定制了液套加热防爆型烘箱，选用去离子水作为热媒介质，适配80℃-100℃的低温干燥需求，配备PID智能温控系统，控温精度达±1℃，温度波动≤±1.5℃，确保物料不会因温度波动而分解、变质；同时，设备采用密闭式液套结构与复合防爆电气系统，杜绝点火源隐患，防爆等级达Ex d bib IIBT4 Gb，满足医药车间的防爆要求[1][4]。
该设备投入使用后，运行稳定，无任何安全隐患，物料干燥质量合格率从原来的95%提升至99.8%，同时减少了物料浪费，降低了企业的安全风险与运营成本，符合GMP标准及相关行业规范，获得企业高度认可。
5.2 锂电新能源行业应用案例
某锂电企业主要生产锂电池正负极材料，其干燥过程中需在120℃-180℃的中高温环境下进行，物料为可燃粉体，易产生爆炸性粉尘混合物，要求烘箱具备优异的防爆性能、受热均匀性与控温稳定性，避免局部超温导致材料性能下降。中科富祺为其提供了液套加热防爆型烘箱，选用专用导热油作为热媒介质，搭配优化后的夹套结构，实现内胆多面均匀传热，无局部热点；控温系统采用进口高精度传感器与PID自整定算法，控温精度达±1℃，确保正负极材料干燥均匀，提升材料的电化学性能[2][5]。
设备运行期间，无点火源隐患，无物料分解、变质现象，锂电池正负极材料的干燥合格率，设备故障率低于0.5%，维护便捷，有效提升了企业的生产效率，助力企业实现安全、高效生产。
5.3 民爆行业应用案例
某企业主要处理火工品相关物料，其干燥过程中需严格控制温度，避免局部超温引发爆炸事故，同时要求设备具备级防爆性能与可靠性。中科富祺为其定制了级液套加热防爆型烘箱，采用加厚304不锈钢夹套结构，配备多重超温、泄压、泄漏保护机制，加热元件选用防爆级优质元件，浸没于导热油中，杜绝任何点火源隐患；控温系统采用远程控制设计，工作人员可在50米开外的安全区域远程操作设备，进一步提升操作安全性[5]。
该设备投入使用后，长期稳定运行，无任何安全事故发生，温度控制精准，火工品物料的干燥要求，凭借级品质，获得该企业的批量采购与高度评价。
6 结论与展望
6.1 结论
通过对液套加热技术的工作原理、核心优势及实践应用的深入分析，结合中科富祺防爆型烘箱的研发生产与行业应用实践，可得出以下结论：
1. 液套加热技术通过“热媒介质间接传热+加热元件隔离"的模式，从源头杜绝了裸露高温表面、电火花等核心点火源，符合GB/T3836系列防爆标准，是防爆型烘箱实现本质安全运行的核心保障，也是高危行业物料干燥的必然选择。
2. 液套加热技术凭借热媒介质的优良热物理特性，搭配PID智能温控系统，实现了控温精准（±1℃）、运行稳定，受热均匀性，可有效避免物料分解、变质，保障物料干燥质量，适配多行业、多类型易燃易爆物料的干燥需求。
3. 液套加热系统安全冗余充足，配备多重安全保护机制，维护便捷，可降低设备故障发生率与运营成本，同时无需强制热风循环，进一步提升了设备的安全性能与场景适配性。
4. 中科富祺液套加热防爆型烘箱的实践应用案例表明，该技术可适配医药制药、锂电新能源、民爆等高危行业的干燥需求，实现安全、高效、稳定生产，具有的行业应用价值。
6.2 展望
随着高危行业的不断升级，对防爆型烘箱的防爆性能、控温精度、智能化水平及节能效果提出了更高的要求。未来，中科富祺将持续深耕液套加热技术的研发与创新，结合数字化、智能化技术趋势，推动液套加热技术的优化升级：一是研发新型高效热媒介质，提升传热效率，降低能耗，延长使用寿命；二是融入智能化监测与远程运维技术，实现设备运行状态的实时监测、故障预警与远程维护，进一步提升设备的运行可靠性与便捷性[2]；三是优化夹套结构设计，采用轻量化、高强度材料，提升设备的传热效率与耐用性，同时缩小设备占地面积；四是拓展液套加热技术的应用场景，针对不同行业的个性化需求，定制专属的防爆干燥解决方案，推动液套加热技术在防爆干燥设备行业的规范化、智能化、绿色化发展。
同时，中科富祺将继续严格遵循国家防爆电气相关标准，坚守级品质，以液套加热技术为核心，打造更安全、更高效、更智能的防爆型烘箱，为高危行业的安全生产保驾护航，助力行业高质量发展。
参考文献
[1] 中华人民共和国. GB/T3836.1-2021 爆炸性气体环境 第1部分：通用要求[S]. 北京：中国标准出版社，2021.
[2] 中国电器工业协会. 2025及未来5年中国液体防爆电加热器市场现状分析及前景预测报告[R]. 北京：中国电器工业协会，2024.
[3] 北京中科富祺科技有限公司. 电热套与其他加热设备相比有哪些优势[R]. 北京：北京中科富祺科技有限公司，2025.
[4] 北京中科富祺科技有限公司. 中科富祺药品稳定性试验箱工作原理及技术应用研究[R]. 北京：北京中科富祺科技有限公司，2026.
[5] 北京中科富祺科技有限公司. 防爆型烘箱FCG-F系列产品说明书[Z]. 北京：北京中科富祺科技有限公司，2025.
[6] 原创力文档. 防爆水浴烘箱技术手册[Z]. 北京：原创力文档，2025.
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