流化床乾燥機的分類

   時間:2014-03-12 05:24:07
流化床乾燥機的分類簡介
詳細介紹迴轉圓筒乾燥機的特點和應用 一、迴轉圓筒乾燥機   (一)迴轉圓筒乾燥機基本情況   迴轉圓筒乾燥機由稍作傾斜而轉動的長筒所構成。濕物料在筒內前……
流化床乾燥機的分類正文

詳細介紹迴轉圓筒乾燥機的特點和應用

一、迴轉圓筒乾燥機
(一)迴轉圓筒乾燥機基本情況
迴轉圓筒乾燥機由稍作傾斜而轉動的長筒所構成。濕物料在筒內前移過程中,直接或間接得到了乾燥介質的給熱而達到乾燥目的。此類乾燥器廣泛應用在各種散粒物料的乾燥,現已發展到應用於溶液及膏狀物料的乾燥上。
由於迴轉圓筒乾燥機產量大,流體阻力小,操作上允許波動範圍大,操作方便,成本低,故目前化工、食品、糧食、礦物等行業的乾燥應用較多。
目前國內現有乾燥器直徑從600mm到2600mm,長度1000mm~27000 mm 。一般材料為碳鋼,或鋼體內襯鋁、襯鋼、襯環氧樹脂、不鏽鋼等。目前國內筒體結構的兩種,一種是圓筒和圓筒內抄板組成,目前抄板的形式有幾十種之多。一種是三層不同直徑的圓筒套裝而成。前一種結構相對筒單,用的比較廣泛。后一種在碳酸鈣、苜蓿草等乾燥中使用。乾燥器安裝在與水平傾斜度為2°~10°的機架上,轉速為1~10r/min可調,一般進出料用帶式輸送或斗式提升機完成,機械化程度較高,被乾燥物料進出口含水率分別為50%~0.1%,一般為0.5%左右。
對於耐高溫及清潔度沒要求的礦產品,如粘土及耐火材料等,可用煙道氣為乾燥介質;對於產品清潔度要求高的物料,則可採用熱空氣作乾燥介質。乾燥介質的溫度可在100~1400℃範圍內。如果氣體進口溫度為200℃,濕物料的含水率較高,迴轉圓筒乾燥機的容積氣化強度為10~15kg水/h?m3,熱效率為30~50%左右;若氣體進口溫度為500℃,容積氣化強度在35 kg水/h?m3左右,熱效率約為60%左右。迴轉圓筒乾燥機的抄板如設計合理,可使物料粒子的90%處於懸浮狀態。操作氣速與粒子的物性和形狀大小有關,一般粒子直徑約1mm時,氣速可取0.3~1m/s。若粒子直徑在5mm左右,氣速可取3~4m/s,迴轉圓筒乾燥機的容積傳熱係數約為100~200 kcal/m3?h?℃。
在化學工業中,廣泛地用於各種粒狀物料和小塊狀物料的乾燥,如硫銨、石灰石、黃鐵礦、磷酸鹽等。若在轉筒中的內部結構設計恰當(如在轉筒的物料進口端掛上鏈條等),還可用於膏狀物料的乾燥。由於轉筒的轉數可在1~10rpm和傾角可在2°~10°範圍內調節,因此,可以調節物料在乾燥過程中的停留時間,所以被乾燥濕物料的含水率範圍較廣。如硫酸銨含水率為3.5%左右,而酸式磷酸鈣的含水率為55%~57%。
迴轉圓筒乾燥機根據允許的乾燥溫度、被乾燥物料允許的污染情況決定採用熱空氣或煙道氣做乾燥介質。決定物料和乾燥介質的給熱情況。目前國內迴轉圓筒乾燥機乾燥介質與物料之間的給熱方式有三種:直接傳熱、間接傳熱和複式傳熱。乾燥介質與濕物料之間有三種流向:併流、逆流、併流和逆流聯合的。如:礦石、PVC、複合肥料、粘土、煤等。間接加熱型主要適用於降速乾燥階段較長的物料和熱敏性物料的乾燥,如硫銨、有機晶粒、瀝青土等。複合加熱型主要適用於粉狀及較輕物料的乾燥如:磷肥、調和粘土、磷石膏等。
迴轉圓筒乾燥機內物料與介質流向是根據物料性質和最終含水率而定。併流只適用於濕度較大時允許快速乾燥,不致發生裂紋、焦化,乾燥后不能耐高溫,吸濕性小的物料的乾燥。而逆流乾燥熱推動力差不大,適用於物料不允許快速乾燥, 初濕較大的物料。一般情況下,逆流操作出口物料含水率比併流低一些。
迴轉圓筒乾燥機有連續生產和間些生產兩種,絕大多數是連續的。間歇生產往往處理量小、乾燥過程中間有轉晶、焙燒等要求時採用。目前迴轉圓筒乾燥機有負壓和正壓兩種操作。一般採用負壓操作,負壓操作粉塵飛揚少,特別適用於物料在乾燥過程中產生有毒、有異味氣體或粉塵時採用,負壓操作有利於表面水的汽化,乾燥效果好。
回轉圓筒乾燥機具有產量大、系統阻力小、操作上允許波動範圍大,操作方便等優點。但缺點是設備佔地面積大、結構複雜、設備笨重、鋼材消耗較多、一次性投資也較大。
需乾燥的物料經加料器輸送到迴轉圓筒乾燥機的進料箱,經加料管進入乾燥機內。物料從較高一端加入,熱載體由低端進入,與物料成逆流接觸,也可以熱載體與物料一起併流進入筒體內。隨筒體轉動,物料在重力作用下運行到較低的一端,濕物料在圓筒內向前移動過程中,直接或間接得到熱載體的給熱,使濕物料得以乾燥,然後在出料端送出。在圓筒內裝有各種形式的抄板(抄板形式依據所處理物料的不同而不同)其作用是把物料抄起來灑下,形成料幕,使物料與氣流的接觸表面增大,以提高幹燥速率並促進物料前進。尾氣經旋風分離器將氣體內所帶物料捕集下來。如需進一步減少尾氣含塵量,應經過袋式除塵器或水浴除塵器除塵後排空。
(二)性能特點:
(1)生產能力大,可連續操作;
(2)結構簡單,操作方便;
(3)故障少,設備維護費用低;
(4)適應範圍廣,可以用於處理顆粒狀物料和附著性較強的物料;
(5)操作彈性大;
(6)清掃容易。
(三)主要特點及適用範圍
主要適用於化工、醫藥、輕工、煤炭、建材、食品及冶金等行業中的顆粒狀物料。如化工行業中的硫酸銨、氧化錳、碳酸鈣、磷酸三鈉等物料的乾燥,
已用於尿素、焦亞硫酸鈉、鈣鎂磷肥、輕質碳酸鈣、磷礦、硫酸銨、硝酸銨、氮磷複合肥料、磷礦、硫精礦及碳酸鈣、染料硫化藍、澱粉、輕質碳酸鈣、苯甲酸鈉、三鹽基硫酸鋁、葡萄糖、草酸、酵母、煤粉、味精、硝酸鈉、立德粉、增白劑、重鹼、拉開粉、電玉粉、碳酸氫鈉、鹽基鋅、硫酸鉻、骨膠、活性炭、硫精礦、石棉礦等物料的乾燥。
二、穿流迴轉乾燥器
旋轉通風式乾燥機也稱穿流迴轉乾燥器,按其結構特點和工作原理,說它是卧式迴轉流化床也可,說是迴轉乾燥機也可。它是迴轉乾燥機和流化床乾燥機相結合的產物。有些文獻中將其歸類於流化床乾燥器中,也有按迴轉乾燥器分類,在本書中也按後者分類。
(一)結構及特點
水平安裝的長圓筒體壁上開有許多小孔,筒體內壁沿圓周等距離裝有許多抄板(三角形),抄板端部從入口側向出口側傾斜。抄板上也開有許多小孔。筒體上裝有2個滾輪,分別由2個支承托輪支承。電機通過減速後由小齒輪驅動大齒輪帶動筒體迴轉,迴轉筒體與物料進口端及出口端均設置密封結構。在迴轉筒體外設有外殼,在外殼內沿著軸向設有隔板,它將乾燥器隔成幾個獨立的加熱室。每個室有熱空氣進、出口。並在轉筒體與外殼間設有動密封,防止熱空氣未進筒體料層而短路。在外殼下安裝有細粉接收斗及螺旋輸送器。
由於熱空氣僅從滯留有物料層的部分抄板的下部吹入,故從入口直至出口的熱空氣全部由物料的側下端四分之一處吹入筒體,裝有動密封結構,熱空氣就不會短路。因乾燥器內物料借轉動向前移動,接近活塞流,故停留時間分佈很窄。當乾燥時間需要延長時,它在乾燥器內的停留時間可由出口調節擋板調節,這時由連續出料變為間歇出料。尾風夾帶的細粉顆粒由旋風分離器捕集后,由引風機排空。
迴轉筒體外殼沿長度方向被分成幾個獨立的箱形殼體,每個殼體內設置鼓風機、空氣加熱器、進氣口及排氣口。物體在第1室進行表面脫水以及部分內部水分的脫除,乾燥后尾氣的相對濕度較高,降溫也較多,因此將尾氣排棄。而第2室主要是脫除部分內部水分,進行第2階段的乾燥,水的蒸發量小。因此,尾風的溫度較高,相對濕度也很低,將這部分尾氣循環使用,以作為第1室的進氣。這樣,尾氣排棄的熱損失比一般對流式乾燥器要少得多,熱效率可達75%左右。
(二)乾燥原理
加入的物料借筒體的迴轉運動和抄板的上下翻動,一面在床層內轉動,一面向出口側移動。熱空氣通過筒壁上的小孔及抄板上的小孔穿過物料層,物料在運動過程中與熱空氣成90°夾角充分直接接觸,進行傳熱與傳質,達到脫水乾燥。
由於物料隨抄板升舉而又落下,使物料的暴露面積很大,與熱空氣接觸面積又不斷更新,熱空氣進口至出口穿越的距離僅為筒體直徑,使顆粒內部遷移到表面的濕分迅速汽化及時排出。因而乾燥速率高,乾燥均勻。
(三)操作參數
1.操作壓力
為了避免在迴轉筒體與固定部分密封處漏出熱空氣及粉塵而漏入空氣,在筒體內控制為微負壓。熱空氣自下而上穿過物料層,其阻力損失隨顆粒密度、粒徑及形狀而異,一般為100~600Pa。對於壓力的調節,通常使鼓風機的操作條件不變,而由引風機入口處調節蝶閥來完成。
2.物料粒徑
物料為粒狀、塊狀或片狀,其粒徑為2~30mm最為適宜。對於粒徑小的粉狀物料,由於空隙率小,不僅阻力大,通風不均勻,而且風速也不能取得較大。因此,較適合於不含大量粉塵的粗大顆粒。
3.物料進口含濕量
只要物料呈粒狀,具有固體的流動性,如果濕物料含有的水分為內部水分,加入時不會出現粘附與堵塞,那麼即使水分很高(如70%~75%濕基的聚丙烯醯胺)也能進行乾燥。
4.物料出口含濕量
物料在乾燥器內的停留時間可通過轉速、抄板角度、設備長度及設備的水平安裝角加以調節,乾燥時間通常為10~40min。還可調節出口堰高度,變連續出料為間歇出料,或在中間一定位置設置溢流堰,延長乾燥時間。如乾燥4mm×4mm×4mm的塑料薄片,乾燥時間為120min,干品含濕量可達到極低值。
5.乾燥溫度
穿流迴轉乾燥器的使用溫度一般為100~300℃。
6.容積傳熱係數
由於床層內物料不斷地翻轉使氣固相間傳熱傳質均勻,乾燥效果極為有效。它的容積傳熱係數可達1252~6255 kJ/m3?h?k(迴轉式乾燥器的容積傳熱係數最高為625.5~834 kJ/m3?h?k)。故對於相同物料和同等操作條件,穿流迴轉乾燥器的容積比較小。
三、管束旋轉乾燥機
管束旋轉乾燥機是在與旋轉圓筒內部等長的同心圓內藏式排列1~5列的加熱管。加熱列管間進行傳熱乾燥,這種乾燥機稱為傳熱加熱乾燥機,也可稱為蒸汽管束乾燥機,它是間接加熱方式旋轉乾燥機的代表。
1950年起,隨石油化學工業發展,本乾燥機開始用於處理大批量的對苯二甲酸,聚氯乙烯,聚苯乙烯,聚丙烯等聚合物乾燥。現在廣泛應用於一般化學領域,包括冶金、制陶工業、水產、紙漿、非金屬等部門。另外,用澱粉廠中自發電的多餘蒸汽作熱源,對副產物進行乾燥。同樣,利用多餘蒸汽乾燥污泥、一般垃圾等工廠廢熱作為乾燥機的熱源,還有啤酒工廠排放液的處理設備中產生的污泥進行乾燥。
帶水蒸汽管的旋轉乾燥機的特點:
(1)單位容積處理量大
乾燥機為內部設置加熱管片,因攪拌過程中直接接觸,傳熱係數大,且傳熱面積也大。單位容積傳熱量與一般直接加熱方式旋轉乾燥機相比,約大3倍。
大量連續處理含水率高的物質時,體積傳熱係數值約需60~130kcal/m3?h?℃。需要設計製造大容量乾燥機,直徑3.6~4.2m,長20~36m,傳熱面積為4000m2。處理能力以乾燥機為例進行分析,處理量為260~600t/h時,需要熱交換15~30×106kcal/h。
(2)熱效率高
乾燥時不需使用多餘熱空氣,故排氣所帶走的熱損失可忽略不計。含本體表面散熱熱損失,整體效率為80%~90%,這表明有非常高的傳熱效率。即使與直接加熱的旋轉乾燥機熱效率比較,可以說本乾燥機具有高的經濟性。特別是操作溫度在150℃以下的場合,熱效率最高。
(3)一定溫度下,進行乾燥
對間接加熱方式,加熱管的溫度是根據蒸汽壓力設定,一定溫度下加熱製品,即使處理量、含水率變動,蒸汽的冷凝量也可能對應增減。因此,可以在一定溫度下乾燥。據此,本乾燥機也適宜於熱敏性物料乾燥,一般製品的溫度應比蒸汽溫度低15~50℃。
(4)停留時間長
通過調整,乾燥機內部可以得到最適宜的停留時間,通常可取容積比為10%~30%時,停留時間為30~60min。這種調整可根據內部的停留和轉速進行任意改變,對本乾燥機也適宜於停留時間長的操作體系。
(5)排氣中粉塵少
因能在80~95%高濕度下排氣,排氣量少,筒內風速小,粉塵量少,氣固分離設備投資少。
(6)系統能在密閉條件下操作
用於特殊設計的工程時,系統能在密閉條件下操作。乾燥機能回收蒸發的液體(溶劑);當需要密閉系統為必要條件時,能用氮氣以防止製品氧化;
(7)操作容易
當乾燥溫度變化小時,即使處理量和含水率發生變化,也能保證充分的時間。故操作簡單,不需複雜的操作管理。
(8)其他
作為特殊用途,蒸汽以外的介質,如導熱油用於高溫乾燥,也可用熱水低溫乾燥,以及用冷水冷卻。缺點是作為熱源,應使用蒸汽、導熱油,需要提供這類物質的裝置和加熱裝置。以熱空氣加熱乾燥機相比,設備費用高,特別在要求耐腐蝕材料的場合,裝置本身價格非常高,還需要運轉維護等。
本乾燥機為管束接觸式乾燥機,可用於乾燥粉狀、顆粒狀、纖維及片狀類無粘性物料。如:玉米胚芽、玉米纖維(玉米渣)、薯類纖維、蛋白粉、飼料載體、發酵飼料、魚粉、酒精槽、白酒槽、木片、木屑、油菜籽、發酵粉、啤酒槽、肉骨粉及石墨等。   

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