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            轉筒干燥器的現狀及發展趨勢


            摘  要:本文介紹了國內外轉筒干燥器的現狀和應用原理,指出了轉筒干料倉破拱燥器的發展趨勢。

            關鍵下料機詞:轉筒干燥器;現狀;發展趨勢

            轉筒干燥器的主體是略帶傾斜(也有水平的)并能回轉的圓 筒體,濕物料由其一端加入,經過圓微型電磁振動喂料機筒內部時,與通過筒內的 熱風或加熱壁面有效地接觸而被干燥。轉筒干燥器是一種既受高溫加熱又兼輸送的設備,在食品、化工、冶金、建材等 行業都有廣泛的應用。實用干燥器的最小直徑為0.5米左右,最大為3米以上。長度短的為2米左右,長的可達50米。隨著中國加入WTO以及經濟的高速增長,使得這些行業的產 品激增,對轉筒干燥器也就不可避免地產生更大的需求。長期以來,對轉筒干燥器的研究僅限于對干燥過程的試驗研究和提出數學模型,這些研究并不能完全揭示轉筒干燥器內部物料的運動軌跡和熱力學參數的分布信息,常規的測試手段又很難測得,因而,對這種干燥器的運用和發展受到了一定的限制。在很長的時期內,轉筒干燥器已經沒有真正意義上的技術創新。在1996年,日本東京的Yamato Sankyo制造公司申請了一個新型轉筒干燥器的專利,其新穎之處在于干燥空氣從中心管穿過多條分支管而噴射到旋轉的筒壁上,它不僅熱質傳遞速率幾乎是原來的兩倍,而且,具有尺寸小、結構簡單、成本低等優點,這是這些年來,在轉筒干燥器領域的主要創新。

            轉筒干燥與其他干燥設備相比,生產能力大,可連續操作;結構簡單,操作方便;故障少,維修費用低;適用范圍廣,流體阻力小,可以用它干燥顆料狀物料,對于那些附著性大的物料也很有利;操作彈性大,生產上允許礦用膠帶輸送機產品的流量有較大波動范圍,不會影響產品的質量;清掃容易。缺點是:設備龐大,一次性投資多;安裝、拆卸困難;熱損失較大,熱效率低(蒸汽管式轉筒干燥器熱效率
            高);物料在干燥器內停留篩砂機時間長,物料顆料之間的停留時間差異較大。

             1轉筒干燥雙齒輥式破碎機器的國內外現狀

            目前,國內使用的轉筒干燥器與國外的型式基本相同。為了提高干燥性能,國內外新型設備研制動向亦大體相似,即通過組合設置不同幾何形狀的抄板,發展具圓震動篩有聯合裝置的轉筒干燥器。

            按照被干燥物擋邊輸送機料的加熱方式,可將目前的轉筒干燥器分為五種類型,即直接加熱式干燥器、間接加熱式干燥器、復合加熱式干燥器、蒸汽煅燒干燥器、噴漿造粒干燥器。

            1.制砂機1直接加熱式轉筒干燥器

            此種干燥器內載熱體直接與被干燥物料接觸,主要靠對流傳熱yzo振動電機,使用最廣泛。分為常規直接加熱轉筒干燥器、葉片式穿流轉筒干燥器和通氣管式轉筒干燥器三種。

            常規直接加熱轉筒干燥器中被干燥的物料與熱風直接接氣流篩觸,以對流傳熱的方式進行干燥 。按照熱風與物料之間的流動方向,分為并流式和逆流式。干燥器的空氣出口溫度在并流式中一般應高于物料出口溫度10~20℃,在逆流式中空氣
            出口溫度沒有明確規定,但設計時采用100℃作為出口溫度比較合理。筒體直徑一般為 0.4~3m,筒體長度與筒體直徑之比一般為4~10。干燥器的圓周速度為0.4~0.6m/s,空大傾角波紋擋邊輸送機氣速度在1.5~2.5m/s范圍內。

            按照熱風的吹入方式可將葉片式穿流轉筒干燥器分為端面吹入型和側面吹入型兩種。端面吹入型的筒體水平安裝,沿筒體內壁圓周方向等距離裝有許多從端部入口側向出口側傾斜的葉片,復合破碎機熱風從端部進入轉筒底部,僅從下部有料層的部分

            葉片間隙吹入筒內,因此能有效地保證干燥在熱風與物料的充分接觸下進行,不會出現短路現象。物料則在傾斜的葉片和筒體的回轉作用下,由入口側向出口側移動,其滯留時間可用出口調節隔板調節。側面吹入型與端面吹入型不同的是,筒體略帶傾斜安裝,大部分熱風從開有許多小孔的筒體外吹入筒內,其方向與筒內物料的移動方向成直角,再穿過三角形葉片的百葉窗孔進入料層。在回轉筒體外壁四周裝有箱型殼體,并沿回轉筒體長度方向分成3~4個獨立的室。每個室都有獨立的鼓風機、空氣加熱器以及進氣口和排氣口,熱風溫度以及循環風量、排氣量均能自行調節。這種干燥器體積傳熱系數大,約為349~1745W/m3×℃,干燥時間短,約為10~30min,物料的填充率較大,約為 20%~30%。裝置容積相對較小,料層阻力為98~588Pa,通過風速一般為0.5~1.5m/s,筒體的轉速約為常規直接加熱轉筒板式輸送機干燥器的1/2左右,使用的熱風溫度為100~300℃。常用這種干燥器干燥粒狀、塊狀或片狀物料,例如壓扁大豆、砂糖等物料。

            通氣管式轉筒干燥器轉筒的設計和安裝與常規式相同,不同的是轉筒內沒有安裝抄板,物料自進口端向出口端移動的過程中,始終處于轉筒底部的空間中,形成一個穩定的料層。熱空氣從端部進入不隨筒體轉動的中心管后,高速地從埋在料層內的分支管小孔中噴出,與物料強烈接觸。由于分支管是沿著中心管長度方向均勻分布,而沿著圓周方向則主要集中于中心管下部分布。所以這種礦用振動篩設計不僅保證了熱風與物料的有效接觸,強化了傳熱傳質過程,而且與葉片式穿流轉筒干燥器相比,氣體在干燥器長度上的分布則更加均勻。通氣管式干燥器的體積傳熱系數約是常規式的兩倍。轉筒的圓周速度約是常規式的1/2。在相同的生產能力下,干燥筒體的長度僅是常規式的1/2。

            1.2間接加熱式轉筒干燥器

            其載熱體不直接與被干燥的物料接觸,而干燥所需的全部熱量都是經過傳熱壁傳給被干燥物料的。間接加熱轉筒干燥器根據熱載體的不同,分為常規式和蒸汽管式兩種。

            常規間接加熱轉筒干燥器的轉筒砌在爐內,用煙道氣加熱外殼。此外,在轉筒內設置一個同心圓筒  。煙道氣進入外殼和爐壁之間的環狀空間后,穿過連接管進入干燥筒內的中心管。煙道氣的另一種走向是首先進入中心管,然后折返到外殼和爐壁的環狀空間,被干燥的物料則在外殼和中心管之間的環狀空間通過。為了及時排除從物料中汽化出的水分,可以用風機向干燥筒中引入適量的空氣,但所需的空氣量比直接加熱式要小得多。由于風速很小(一般為0.3~0.7m/s),所以廢氣夾帶粉塵量很少,幾乎不需氣固分離設備。在許多場合下,也可以不用排風機而直接采用自然通風除去汽化出的水分。蒸汽管間接加熱轉筒干燥器的干燥筒內以同心圓方式排列1~3 圈加熱管,其一端安裝在干燥器出口處集管箱的排水分離室上,另一端用可熱膨脹的結構安裝在通氣頭的管板上。蒸汽、熱水等熱載體則由蒸汽軸頸管加入,通過集管箱分配給各加熱管,而冷凝水則借干燥器的傾斜度匯集至集管箱內,由蒸汽軸頸管排出。物料在干燥器內受到加熱管的升舉和攪拌作用而被干燥,并借助干燥器的傾斜度從較高一側向較低一側移動,從設在端部的排料斗排出。它的單位容積干燥能力是常規直接加熱式轉筒干燥器的3倍左右,傳熱系數約為每平方米加熱面積40~120W/(m2·℃),熱效率高達80%~90%,物
            料的填充率為0.1~0.2。

            1.3復合加熱式轉筒干燥器

            其一部分熱量是由干燥介質經過傳熱壁傳給被干燥物料,另一部分熱量則由載熱體直接與物料接觸而傳遞的,是熱傳導和對流傳熱兩種形式的組合,熱利用率較高。主要由轉筒和中央內管組成,熱風進入內筒,由物料出口端折入外筒后,由原料供給端排出。物料則沿著外殼壁和中央內筒的環狀空間移動。干燥所需的熱量,一部分由熱空氣經過內筒傳熱壁面,以熱傳導的方式傳給物料;另一部分通過熱風與物料在外殼壁與中央內筒的環狀空間中逆流接觸,以對流傳熱的方式傳給物料。

            1.4    蒸汽煅燒干燥器

            在蒸汽煅燒干燥器內,一方面進行煅燒,一方面進行干燥。并設有自身返料裝置。熱量是通過設在回轉筒內的翅片管蒸汽加熱而獲得的。傳熱系數高,熱效率可達到75%,蒸發強度為150kg(水)/m3。

            1.5噴漿造粒干燥器

            它將產品干燥和造粒在一個回轉圓筒中完成。料漿由噴嘴噴射到筒內,筒體內部設有返料螺旋抄板,使成品自身返料而減少返料倍數,簡化流程,降低設備負荷,提高設備生產強度。

            1.6應用實例

            日本生產的Φ5.4×23m大型轉筒干燥器,是一種具有聯合裝置的轉筒干燥器,主要特點是內部分段設置羽狀揚料板,普形揚料板和鐵鏈環,物料水份可由12% 降到4%。

            芬蘭生產的新型轉筒干燥器規格為Φ2.4×24m,首段設直板形揚料板,中段設結構密集的套索板,其后為空筒段,尾部在筒壁上開設有Φ20mm 的小孔,用以分離粉料和塊狀物料,物料水份可從8%降至1% 。

            由原民主德國和蘇聯合作設計一種干燥器,主要特點是共設有四種結構形式的揚料裝置,并呈多段、交叉布置。

            美國生產的新型干燥器的結構特點是設置了五種結構形式的揚料板和阻料圈,揚料板呈不同高度,進料端較高,向出料端逐漸降低。在筒體斷面上裝有可調整位置的環形擋板,構成阻料圈,從而可延長物料在干燥器內的停留時間 。

            由合肥水泥研究設計院研制成功的一種組合揚料板式烘干機,已申報國家專利。特點是設置多段不同形狀的揚料板,以及徑向折流板和導向阻料圈,作用在于使物料沿軸呈“波浪”向前“蠕動”,使物料在圓斷面均勻撒落,延長物料通過烘干機的時間。在實際應用中,Φ1.5×12m 轉筒烘干機產量達6.5t/h,物料水份從19%可降到2%。還研制有一種套筒式烘干機,特點是由兩段不同直徑的筒體同軸組合而成,該機長度縮短了50%,外筒體對內筒體保溫,可減少散熱損失,提高熱效率。

            山東天力干燥設備有限公司開發出了糟渣類物料轉筒干燥器、帶自清理結構的新型回轉圓筒干燥器等產品,并應用了惰性粒子回轉圓筒干燥技術以及與流化床技術、氣流技術相結合的新工藝。極大地拓寬了常規轉筒的使用范圍,在保留轉筒的處理量大、運行平穩的優點的同時,能處理粘性物料、膏糊狀物料,甚至能處理液體物料。很好地克服了常規轉筒干燥器中存在的結疤、粘壁、產品品質不均勻的缺點,成功地用于具熱粘性質的氯化膽堿粉劑、氨基酸、棕櫚油渣的干燥,取代了原始的烘房,性能指標優于國外設備。在轉筒內加入惰性粒子及相應的返料篩分裝置,可在轉筒內實現對膏糊 狀、液體產品的干燥。

            DJH型烘干機國內開發的一種轉筒干燥器,它依據物料性狀和干燥運行的具體條件,確定揚料板的結構尺寸、干燥器的轉速和傾角,以最佳組合參數運轉,提高了干燥能力。制造簡單,維修方便,維修所需備品備件少。還通過采取筒體保溫措施,以減小散熱損失,提高烘干熱效率。

            若以該規格烘干機與日本聯合裝置烘干機相比較,兩者干燥能力相當,但該機有效烘干容積僅為后者的26.7%,整機性能要優于后者。

            2發展趨勢

            隨著人們對轉筒干燥器研究的不斷深入以及生產經驗的不斷積累,一些問題將會得到進一步的解決。轉筒內抄板的結構形式對干燥效果的影響,將得到進一步的研究。也將會為轉筒轉數、傾斜度、干燥介質溫度、速度對干燥速率的影響,提供較為準確的最佳參數范圍。為進一步提高效率、降低能耗、優化干燥器性能,提高控制水平和產品質量,不斷增強在線檢測的能力,計算機技術、專家系統將在轉筒干燥器的應用領域得到進一步的應用和發展。
             

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