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高湿物料用双旋风闪蒸干燥烘干机的研究设计
发布时间：2013-07-21 08:05 来源：未知
1、前言
高含湿膏糊状的物料（含水率> 40%）的干燥所涉及的行业较广，如矿产业、轻化工业、建材业、食品工业及饲料工业等，由于其技术难度较大，已成为某些行业或产品规�；闹饕圃家蛩�，特别是某些产品生产排放的污水及下脚料由于受干燥工艺及设备的限制不能及时处理回收利用，不仅造成资源浪费，而且严重污染环境。因此研制一种广泛适用于各种高湿物料，且脱水能力强、能耗低、效率高的干燥设备，对于提高企业经济效益、充分利用资源、减少环境污染均具有重要意义，富通新能源销售木屑颗粒机、木屑烘干机等生物质燃料成型烘干机械设备。
2、干燥工艺的选定
选定干燥工艺必须以研究物料的特性为基础。高湿物料颗粒都很细小，且有极大的比表面积，因此在水分子之间的引力作用下，呈团状或膏糊状并具有一定的粘性。如化工原料白碳黑是一种不含结晶水的硅酸钠，干燥后的微粒直径大约在10~ 20微米之间，在未干燥前含水率在40%~70%之间，是一种典型的高含湿膏糊状物料。据此，在选定干燥工艺时应重点考虑下述三方面的问题。
(1)针对物料为颗粒状这一特性，拟选用气流干燥方式，利用空气的动力性能，使颗粒状物料悬浮于空气中，同时利用空气的热力性能，使物料中的水分子因吸收热量而蒸发，从而实现干燥。由于物料与热空气在流动的过程中发生热质交换，而流动的空气又有利于水分子的扩散蒸发，因此往往可以使物料在极短的时间内（仅几秒至10多秒）干燥至所要求的含水率，由此有人将其称之为闪蒸干燥。
(2)针对物料含水率高这一特性，为加大脱水量，对干燥环节必须予以强化。为此拟采用双旋风气流干燥的结构与组合方式。
(3)针对物料多呈团块或膏糊状并有较大粘性这一特性，在气流干燥的初始部分需增加将物料粉碎打散的机构，否则易出现管道堵塞及干燥效果差的问题。具体的工艺流程如图1所示。
3、干燥系统的设计与计算
根据已确定的干燥工艺，本干燥系统包括如下设备：热风炉、加料机、主旋风干燥塔、旋风干燥器、风机、旋风分离器、布袋除尘器、电气控制装置等。根据其工作原理及结构特点取名为双旋风闪蒸干燥烘干机，图2为其结构示意图。下面以用于白碳黑干燥，产量大干100kg/h的XSG65型双旋风闪蒸干燥烘干机为例，简述其设计与计算。
3.1设计指标
湿物料含水率： ≥40%
成品物料含水率：1%~3%
生产效率： ≥lOOkg／h（成品）
3.4热风炉的设计
根据热量计算，采用湖南省农机研究所研制的JRF15型燃煤间热式热风炉的基本形式。这种形式的热风炉集燃烧发热与换热器于一体，热风被烟气间接加热，不受烟气污染，清洁干净，烟气由引风机抽走排出室外。由于烟气对壁面的高速冲刷作用，可避免烟灰在夹层的沉积。烟气引风机前设有调节门可以方便地调节引风量，从而能够方便地控制火力。为了增加换热面积，将热风炉换热内胆由1个改为5个，同时将热风炉的烟气引风机的引风量增加10%，这样就提高了热风温度(250C以上)，达到了干燥系统的设计要求。
3.5加料机的设计
加料机采用双螺杆输送，由两根直径相同的螺杆并列而成，同向旋转，实现连续均匀定量加料，动力采用电磁调速电机，螺杆转速为12.5~125r/min无级可调，这样加料量可以根据原料干湿程度方便地调节，以充分发挥干燥系统的能力。
3.6主旋风干燥塔的设计
根据干燥工艺及设备配置的要求，设计了如图3所示的主干燥塔。除设有进料口、进风口、出风口外，还设计了有利于热空气与物料强化热质交换的结构，使气流夹带物料切向沿热壁产生旋流运动，物料颗粒处于悬浮、旋转运动状态，颗粒周围的气体边界层能处于高度湍流状态，气固相间的相对速度大大增加，从而强化了干燥过程。为保证高效节能，对主干燥塔设计了保温层。此外，在干燥塔内的下部设计了将结团物料粉碎打散的装置。
3.7旋风干燥器的设计
旋风干燥器作为辅助的干燥元件，与主干燥塔串接，对物料进行二次旋风干燥，起到进一步加强干燥的作用。这对增强高含湿物料的干燥效果作用十分明显，也是本机与其它同类机型相比独具特色之处。其工作原理与主干燥塔类似，但结构有所不同。
3.8旋风分离器及布袋除尘器的选定
在本系统中，旋风分离除尘器被用来作为卸料器使用，已干燥的物料与空气分离从下口排出。根据计算，选用标准的CLT/A7．O型分离器。由于白碳黑干燥后粒度很细，通过旋风分离器后仍有一小部分微粒不能被分离，从避免浪费和�；せ肪车慕嵌瓤悸�，还需配置布袋除尘器。选取布袋除尘器的气流过滤速度为0. 015m/s，则过滤面积：
S=G／(0.15 x3600) =4925/54-91.2(mz)据此，选用过滤面积为85~95m2的标准回转反吹布袋除尘器。
4、实际应用效果与结论
(1)设计的XSG65型双旋风闪蒸干燥烘干机在湖南省攸县永佳化工厂使用，取得良好的效果．，其主要技术参数的测试结果为：
生产率（成品）：139. 8kg/h;成品含水率：2%；脱水率：109. 8kg水/h;煤耗：50. 4kg/h。
(2)高湿物料所涉及的行业较广，干燥的难度也较大，但只要正确制定干燥工艺，精心设计干燥元件，合理选用配套装置，仍可获得满意的干燥效果。
(3)双旋风闪蒸干燥烘干机通过干燥白碳黑的实践表明，具有脱水能力强、干燥效果好、高效节能、投资少、占地面积小、无环境污染、操作方便，维护简单等优点。若适当调整各干燥元件的．参数，可对多种高含湿物料进行干燥，具有良好的推广应用前景。
