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旋转圆盘干燥烘干机的设计优化
发布时间：2013-06-19 07:59 来源：未知
引言
干燥是化工生产中最为常见和耗能最大的一类单元操作．面对能源日益紧缺、环境不断恶化的事实，现代干燥技术将沿着实现：有效利用能源提高产品质量及产量、减少对环境的影响、机电一体化、安全操作等方向发展．因此研制适应面广，同时兼具节能环保特性的新型干燥设备具有很现实的工程意义。
1、旋转圆盘干燥烘干机的结构与工艺
旋转圆盘干燥烘干机是一种连续生产的新型间接加热式干燥设备，换热面积达500m2、750m2、1000m2的该型设备已成功用于玉米酒精糟生产高蛋白饲料．它的具体结构如图1所示：在密闭干燥室内，一带有数十片空心圆盘的转子缓慢旋转，蒸汽作为热介质从转子空心轴的一端进入，通过旋转金属圆盘将热量传递给物料，物料在盘外吸热增焙不断蒸发湿份，凝结的冷凝水从转子另一端排出。圆盘同缘装有特殊抄板，一方面不断将物料翻起使之与金属璧面充分接触，另一方面抄板有一定的轴向倾角，将物料从A口端推向出口端．对不同物料，选用合适的干燥室长度、转子转速及抄板的轴向倾角，可使物料从人口到出口刚好完成干燥过程，富通新能源销售木屑烘干机、木屑颗�；壬镏食尚突瞪璞�。
由于旋转圆盘干燥烘干机中物料和干燥介质不直接接触，产品质量易于保证，且间接传热，干燥过程只蠢提供少量气体来携带湿分，尾气流量小，热效率较高。同时被尾气带走的粉尘大为减少，可以把污染控制在很小的范围。正是由于具有良好的节能环保特性，旋转圆盘干燥烘干机在化工生产中的应用日益广泛。
在保证正常干燥生产的前提下，降低成本，节约能源，提高热效率，确保运行的可靠性，是旋转圆盘干燥烘干机设计的目标，具体通过整机真实传热系数的精确计算和结构优化两方面来实现a
2、真实传热系数的计算
传热系数是表征干燥烘干机传热性能的一个重要指标，它的计算精度将直接影响换热面布置的数量．旋转圆盘干燥烘干机的传热可归结为平板在搅动的颗粒床上的热传导，其传热系数根据Schlunde．提出的“颗粒热传递模型”，采用移动加热板的方法计算得到。该理论认为移动由加热面与待干燥颗粒床间的热传递现象主要受三个机制控制，即热阻主要由以下三部分组成：(1)加热壁与颗粒闻的热传递；(2)填料床内的热传导；(3)基体中由于颗粒运动引起的热对流。将各部分热阻叠加起来，就可以计算出总的传热系数。
在完全混合条件下，颗粒热传递模型主要计算过程如下，加热壁与颗粒间的传热系数h．可由下列方程确定。
对一台干燥烘干机而言，除具有一个宏观统计上的总体传热系数外，每段干燥区域还对应有一个局部传热系数，两者有联系也有区别．观察物料的测试报告可以发现，湿度对物料物理性质影响很大。一般湿度越大，比重就越大，导热系数也会迅速增加。因此颗粒传热模型的复杂性还在于分段性，必须根据不同物料的干燥特性曲线，对整台干燥烘干机进行分区域计算传热系数，然后再依各段所占的加热面比例，得出总传热系数。
3、结构优化
结构优化的目的是使干燥烘干机的结构适应干燥曲线的变化，提高热效率．在干燥过程中t物料的湿度与牯度有密切关系，一般降低湿度有助于减小粘度．干燥前期，物料的湿度和粘度都较大，若此期间供给足够的热能，使物料迅速脱水，有助于加快干燥过程。而干燥后期，物料内水分多为结含水，干燥速率主要取决于水分在物科内部的移动速度，水分蒸发速率将明显低于前期，在此阶段应尽量使物料保持一定的温度，增加与加热面的接触率。因此基于上面的分析，对国内现有旋转圆盘干燥烘干机进行了改进，具体结构见图2。
同常规旋转圆盘干燥烘干机相比，改进的新型旋转圆盘干燥烘干机有以下几个特点：
(1)采用两级干燥室设计．将一根空心轴改为两根独立空心轴．分别对一次、二次干燥室的加热圆盘供气，由于空心轴跨距减小，一方面可减小轴径，提高设备运转的可靠性，同时便于加工制造，另一方面加热圆盘的换热状况也得到改善，遗主要是由于干燥烘干机逆流操作，空心轴越长，末端蒸汽压力就越低，从而影响进料端加热盘的干燥效率。因此减小空心轴的长度可改善相同条件下的干燥水平。
(2)采用变径盘的变距设计．根据待千物料的状况，在干燥前期，使之与大直径、近距盘相接触来加速物料中自由水分的蒸发，干燥后期，则采用小直径、中距盘，增加物料与盘的瞬时接触率，促进内部结合水分向表面的移动。
(3)-次、二次干燥室分别采用不同的主轴转速。一般提高干燥烘干机的转速能提高其干燥速
率，但对于大型旋转圆盘干燥烘干机的常规设计，提高转速并不会带来益处，一方面驱动电机的功率必须相应提高，另一方面由于中心轴跨距大，转速的提高将对整机设计提出更高的要求。在改进后的设计中，完成高粘物料初始干燥的第一干燥室采用较低转速，而第二干燥室由于进料粘度大为降低则采用较高转速，这样可有效降低干燥烘干机的搅拌功率。
具有两级干燥室的旋转圆盘干燥烘干机的设计，必须根据被干燥物料的特性进行准确计算及合理布局。
4、结束语
旋转圆盘干燥烘干机是一种连续生产的间接加热式干燥设备，具有良好的节能环保特性，在化工生产中应用前景广阔．真实传热系数的精确计算和结构上的优化是影响其设计水平的主要因素。文中利用“颗粒热传递模型”，结合旋转圆盘干燥烘干机的具体干燥条件和要求，给出了一种能较好预测其真实传热系数的工程方法。同时对常规旋转圆盘干燥烘干机的结构进行了改进，通过采用两级干燥室设计、采用变径盘的变距设计及采用不同的主轴转速，便结构更趋合理，能源利用更充分，热效率大为提高。
