轉(zhuǎn)筒干燥器的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢

來源：塑膠五金網(wǎng)發(fā)布時間：2014-08-11 12:42:46點(diǎn)擊率：

　　轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜(也有水平的)并能回轉(zhuǎn)的圓筒體，濕物料由其一端加入，經(jīng)過圓筒內(nèi)部時，與通過筒內(nèi)的熱風(fēng)或加熱壁面有效地接觸而被干燥。轉(zhuǎn)筒干燥器是一種既受高溫加熱又兼輸送的設(shè)備，在食品、化工、冶金、建材等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用。實(shí)用干燥器的小直徑為0.5米左右，大為3米以上。長度短的為2米左右，長的可達(dá)50米。隨著中國加入WTO以及經(jīng)濟(jì)的高速增長，使得這些行業(yè)的產(chǎn) 品激增，對轉(zhuǎn)筒干燥器也就不可避免地產(chǎn)生更大的需求。長期以來，對轉(zhuǎn)筒干燥器的研究于對干燥過程的試驗(yàn)研究和提出數(shù)學(xué)模型，這些研究并不能完全揭示轉(zhuǎn)筒干燥器內(nèi)部物料的運(yùn)動軌跡和熱力學(xué)參數(shù)的分布信息，常規(guī)的測試手段又很難測得，因而，對這種干燥器的運(yùn)用和發(fā)展受到了一定的限制。在很長的時期內(nèi)，轉(zhuǎn)筒干燥器已經(jīng)沒有真正意義上的技術(shù)創(chuàng)新。在1996年，日本東京的Yamato Sankyo制造公司申請了一個新型轉(zhuǎn)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(zhuǎn)的筒壁上，它不僅熱質(zhì)傳遞速率幾乎是原來的兩倍，而且，具有尺寸小、結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)，這是這些年來，在轉(zhuǎn)筒干燥器領(lǐng)域的主要創(chuàng)新。

　　轉(zhuǎn)筒干燥與其他干燥設(shè)備相比，生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作;結(jié)構(gòu)簡單，操作方便;故障少，維修費(fèi)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(chǎn)上允許產(chǎn)品的流量有較大波動范圍，不會影響產(chǎn)品的質(zhì)量;清掃容易。缺點(diǎn)是：設(shè)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(zhuǎn)筒干燥器熱效率

　　高);物料在干燥器內(nèi)停留時間長，物料顆料之間的停留時間差異較大。

　　1轉(zhuǎn)筒干燥器的國內(nèi)外現(xiàn)狀

　　目前，國內(nèi)使用的轉(zhuǎn)筒干燥器與國外的型式基本相同。為了提高干燥性能，國內(nèi)外新型設(shè)備研制動向亦大體相似，即通過組合設(shè)置不同幾何形狀的抄板，發(fā)展具有聯(lián)合裝置的轉(zhuǎn)筒干燥器。

　　按照被干燥物料的加熱方式，可將目前的轉(zhuǎn)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(fù)合加熱式干燥器、蒸汽煅燒干燥器、噴漿造粒干燥器。

　　1.1直接加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器

　　此種干燥器內(nèi)載熱體直接與被干燥物料接觸，主要靠對流傳熱，使用廣泛。分為常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器、葉片式穿流轉(zhuǎn)筒干燥器和通氣管式轉(zhuǎn)筒干燥器三種。

　　常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器中被干燥的物料與熱風(fēng)直接接觸，以對流傳熱的方式進(jìn)行干燥　。按照熱風(fēng)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(yīng)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(guī)定，但設(shè)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，空氣速度在1.5～2.5m/s范圍內(nèi)。

　　按照熱風(fēng)的吹入方式可將葉片式穿流轉(zhuǎn)筒干燥器分為端面吹入型和側(cè)面吹入型兩種。端面吹入型的筒體水平安裝，沿筒體內(nèi)壁圓周方向等距離裝有許多從端部入口側(cè)向出口側(cè)傾斜的葉片，熱風(fēng)從端部進(jìn)入轉(zhuǎn)筒底部，僅從下部有料層的部分

　　葉片間隙吹入筒內(nèi)，因此能有效地保證干燥在熱風(fēng)與物料的充分接觸下進(jìn)行，不會出現(xiàn)短路現(xiàn)象。物料則在傾斜的葉片和筒體的回轉(zhuǎn)作用下，由入口側(cè)向出口側(cè)移動，其滯留時間可用出口調(diào)節(jié)隔板調(diào)節(jié)。側(cè)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(fēng)從開有許多小孔的筒體外吹入筒內(nèi)，其方向與筒內(nèi)物料的移動方向成直角，再穿過三角形葉片的百葉窗孔進(jìn)入料層。在回轉(zhuǎn)筒體外壁四周裝有箱型殼體，并沿回轉(zhuǎn)筒體長度方向分成3～4個獨(dú)立的室。每個室都有獨(dú)立的鼓風(fēng)機(jī)、空氣加熱器以及進(jìn)氣口和排氣口，熱風(fēng)溫度以及循環(huán)風(fēng)量、排氣量均能自行調(diào)節(jié)。這種干燥器體積傳熱系數(shù)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(fēng)速一般為0.5～1.5m/s，筒體的轉(zhuǎn)速約為常規(guī)直接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的1/2左右，使用的熱風(fēng)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(zhuǎn)筒干燥器轉(zhuǎn)筒的設(shè)計和安裝與常規(guī)式相同，不同的是轉(zhuǎn)筒內(nèi)沒有安裝抄板，物料自進(jìn)口端向出口端移動的過程中，始終處于轉(zhuǎn)筒底部的空間中，形成一個穩(wěn)定的料層。熱空氣從端部進(jìn)入不隨筒體轉(zhuǎn)動的中心管后，高速地從埋在料層內(nèi)的分支管小孔中噴出，與物料強(qiáng)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。所以這種設(shè)計不僅保證了熱風(fēng)與物料的有效接觸，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過程，而且與葉片式穿流轉(zhuǎn)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(shù)約是常規(guī)式的兩倍。轉(zhuǎn)筒的圓周速度約是常規(guī)式的1/2。在相同的生產(chǎn)能力下，干燥筒體的長度僅是常規(guī)式的1/2。

　　1.2間接加熱式轉(zhuǎn)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(jīng)過傳熱壁傳給被干燥物料的。間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器根據(jù)熱載體的不同，分為常規(guī)式和蒸汽管式兩種。

　　常規(guī)間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的轉(zhuǎn)筒砌在爐內(nèi)，用煙道氣加熱外殼。此外，在轉(zhuǎn)筒內(nèi)設(shè)置一個同心圓筒　。煙道氣進(jìn)入外殼和爐壁之間的環(huán)狀空間后，穿過連接管進(jìn)入干燥筒內(nèi)的中心管。煙道氣的另一種走向是首先進(jìn)入中心管，然后折返到外殼和爐壁的環(huán)狀空間，被干燥的物料則在外殼和中心管之間的環(huán)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(fēng)機(jī)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(fēng)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(shè)備。在許多場合下，也可以不用排風(fēng)機(jī)而直接采用自然通風(fēng)除去汽化出的水分。蒸汽管間接加熱轉(zhuǎn)筒干燥器的干燥筒內(nèi)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(jié)構(gòu)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(nèi)，由蒸汽軸頸管排出。物料在干燥器內(nèi)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(cè)向較低一側(cè)移動，從設(shè)在端部的排料斗排出。它的單位容積干燥能力是常規(guī)直接加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器的3倍左右，傳熱系數(shù)約為每平方米加熱面積40～120W/(m2·℃)，熱效率高達(dá)80%～90%，物

　　料的填充率為0.1～0.2。

　　1.3復(fù)合加熱式轉(zhuǎn)筒干燥器

　　其一部分熱量是由干燥介質(zhì)經(jīng)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(dǎo)和對流傳熱兩種形式的組合，熱利用率較高。主要由轉(zhuǎn)筒和中央內(nèi)管組成，熱風(fēng)進(jìn)入內(nèi)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(nèi)筒的環(huán)狀空間移動。干燥所需的熱量，一部分由熱空氣經(jīng)過內(nèi)筒傳熱壁面，以熱傳導(dǎo)的方式傳給物料;另一部分通過熱風(fēng)與物料在外殼壁與中央內(nèi)筒的環(huán)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(nèi)，一方面進(jìn)行煅燒，一方面進(jìn)行干燥。并設(shè)有自身返料裝置。熱量是通過設(shè)在回轉(zhuǎn)筒內(nèi)的翅片管蒸汽加熱而獲得的。傳熱系數(shù)高，熱效率可達(dá)到75%，蒸發(fā)強(qiáng)度為150kg(水)/m3。

　　1.5噴漿造粒干燥器

　　它將產(chǎn)品干燥和造粒在一個回轉(zhuǎn)圓筒中完成。料漿由噴嘴噴射到筒內(nèi)，筒體內(nèi)部設(shè)有返料螺旋抄板，使成品自身返料而減少返料倍數(shù)，簡化流程，降低設(shè)備負(fù)荷，提高設(shè)備生產(chǎn)強(qiáng)度。

　　1.6應(yīng)用實(shí)例

　　日本生產(chǎn)的Φ5.4×23m大型轉(zhuǎn)筒干燥器，是一種具有聯(lián)合裝置的轉(zhuǎn)筒干燥器，主要特點(diǎn)是內(nèi)部分段設(shè)置羽狀揚(yáng)料板，普形揚(yáng)料板和鐵鏈環(huán)，物料水份可由12% 降到4%。

　　芬蘭生產(chǎn)的新型轉(zhuǎn)筒干燥器規(guī)格為Φ2.4×24m，首段設(shè)直板形揚(yáng)料板，中段設(shè)結(jié)構(gòu)密集的套索板，其后為空筒段，尾部在筒壁上開設(shè)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(lián)合作設(shè)計一種干燥器，主要特點(diǎn)是共設(shè)有四種結(jié)構(gòu)形式的揚(yáng)料裝置，并呈多段、交叉布置。

　　美國生產(chǎn)的新型干燥器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是設(shè)置了五種結(jié)構(gòu)形式的揚(yáng)料板和阻料圈，揚(yáng)料板呈不同高度，進(jìn)料端較高，向出料端逐漸降低。在筒體斷面上裝有可調(diào)整位置的環(huán)形擋板，構(gòu)成阻料圈，從而可延長物料在干燥器內(nèi)的停留時間。

　　由合肥水泥研究設(shè)計院研制成功的一種組合揚(yáng)料板式烘干機(jī)，已申報國家專利。特點(diǎn)是設(shè)置多段不同形狀的揚(yáng)料板，以及徑向折流板和導(dǎo)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(jī)的時間。在實(shí)際應(yīng)用中，Φ1.5×12m 轉(zhuǎn)筒烘干機(jī)產(chǎn)量達(dá)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(jī)，特點(diǎn)是由兩段不同直徑的筒體同軸組合而成，該機(jī)長度縮短了50%，外筒體對內(nèi)筒體保溫，可減少散熱損失，提高熱效率。

　　山東天力干燥設(shè)備有限公司開發(fā)出了糟渣類物料轉(zhuǎn)筒干燥器、帶自清理結(jié)構(gòu)的新型回轉(zhuǎn)圓筒干燥器等產(chǎn)品，并應(yīng)用了惰性粒子回轉(zhuǎn)圓筒干燥技術(shù)以及與流化床技術(shù)、氣流技術(shù)相結(jié)合的新工藝。極大地拓寬了常規(guī)轉(zhuǎn)筒的使用范圍，在保留轉(zhuǎn)筒的處理量大、運(yùn)行平穩(wěn)的優(yōu)點(diǎn)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(guī)轉(zhuǎn)筒干燥器中存在的結(jié)疤、粘壁、產(chǎn)品品質(zhì)不均勻的缺點(diǎn)，成功地用于具熱粘性質(zhì)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(biāo)優(yōu)于國外設(shè)備。在轉(zhuǎn)筒內(nèi)加入惰性粒子及相應(yīng)的返料篩分裝置，可在轉(zhuǎn)筒內(nèi)實(shí)現(xiàn)對膏糊狀、液體產(chǎn)品的干燥。

　　DJH型烘干機(jī)國內(nèi)開發(fā)的一種轉(zhuǎn)筒干燥器，它依據(jù)物料性狀和干燥運(yùn)行的具體條件，確定揚(yáng)料板的結(jié)構(gòu)尺寸、干燥器的轉(zhuǎn)速和傾角，以組合參數(shù)運(yùn)轉(zhuǎn)，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(guī)格烘干機(jī)與日本聯(lián)合裝置烘干機(jī)相比較，兩者干燥能力相當(dāng)，但該機(jī)有效烘干容積僅為后者的26.7%，整機(jī)性能要優(yōu)于后者。

　　2發(fā)展趨勢

　　隨著人們對轉(zhuǎn)筒干燥器研究的不斷深入以及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的不斷積累，一些問題將會得到進(jìn)一步的解決。轉(zhuǎn)筒內(nèi)抄板的結(jié)構(gòu)形式對干燥效果的影響，將得到進(jìn)一步的研究。也將會為轉(zhuǎn)筒轉(zhuǎn)數(shù)、傾斜度、干燥介質(zhì)溫度、速度對干燥速率的影響，提供較為準(zhǔn)確的參數(shù)范圍。為進(jìn)一步提高效率、降低能耗、優(yōu)化干燥器性能，提高控制水平和產(chǎn)品質(zhì)量，不斷增強(qiáng)在線檢測的能力，計算機(jī)技術(shù)、專家系統(tǒng)將在轉(zhuǎn)筒干燥器的應(yīng)用領(lǐng)域得到進(jìn)一步的應(yīng)用和發(fā)展。

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