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回转滚筒干燥机分类及特性
  
 

   
   回转滚筒干燥机的主体是略带倾斜 ( 也有水平的 ) 并能回转的滚筒体,湿物料由其一端加入,经过滚筒内部时,与通过筒内的热风或加热壁面有效地接触而被干燥。回转滚筒干燥机是一种既受高温加热又兼输送的设备,在食品、化工、冶金、建材等 行业都有广泛的应用。实用干燥机的最小直径为 0.5 米 左右,最大为 3 米 以上。长度短的为 2 米 左右,长的可达 50 米 。

   随着中国经济的高速增长,对回转滚筒干燥机也就不可避免地产生更大的需求。长期以来,对回转滚筒干燥机的研究仅限于对干燥过程的试验研究和提出数学模型,这些研究并不能完全揭示回转滚筒干燥机内部物料的运动轨迹和热力学参数的分布信息,常规的测试手段又很难测得,因而,对这种干燥机的运用和发展受到了一定的限制。在很长的时期内,回转滚筒干燥机已经没有真正意义上的技术创新。

   回转滚筒干燥与其他干燥设备相比,生产能力大,可连续操作;结构简单,操作方便;故障少,维修费用低;适用范围广,流体阻力小,可以用它干燥颗料状物料,对于那些附着性大的物料也很有利;操作弹性大,生产上允许产品的流量有较大波动范围,不会影响产品的质量;清扫容易。缺点是:设备庞大,一次性投资多;安装、拆卸困难;热损失较大,热效率低 ( 蒸汽管式回转滚筒干燥机热效率高 ) ;物料在干燥机内停留时间长,物料颗料之间的停留时间差异较大。

   目前,国内使用的回转滚筒干燥机与国外的型式基本相同。为了提高干燥性能,国内外新型设备研制动向亦大体相似,即通过组合设置不同几何形状的抄板,发展具有联合装置的回转滚筒干燥机。

   按照被干燥物料的加热方式,可将目前的回转滚筒干燥机分为五种类型,即直接加热式干燥机、间接加热式干燥机、复合加热式干燥机、蒸汽煅烧干燥机、喷浆造粒干燥机。


 1. 直接加热式回转滚筒干燥机

  此种干燥机内载热体直接与被干燥物料接触,主要靠对流传热,使用最广泛。分为常规直接加热回转滚筒干燥机、叶片式穿流回转滚筒干燥机和通气管式回转滚筒干燥机三种。

   1.1 常规直接加热回转滚筒干燥机

   常规直接加热回转滚筒干燥机中被干燥的物料与热风直接接触,以对流传热的方式进行干燥 。按照热风与物料之间的流动方向,分为并流式和逆流式。干燥机的空气出口温度在并流式中一般应高于物料出口温度 10 ~ 20 ℃ ,在逆流式中空气出口温度没有明确规定,但设计时采用 100 ℃ 作为出口温度比较合理。筒体直径一般为 0.4 ~ 3 m,筒体长度与筒体直径之比一般为 4 ~ 10 。干燥机的圆周速度为 0.4 ~ 0.6m /s ,空气速度在 1.5 ~ 2.5m /s 范围内。

   1.2 穿流回转滚筒干燥机

   按照热风的吹入方式可将叶片式穿流回转滚筒干燥机分为端面吹入型和侧面吹入型两种。端面吹入型的筒体水平安装,沿筒体内壁圆周方向等距离装有许多从端部入口侧向出口侧倾斜的叶片,热风从端部进入回转滚筒底部,仅从下部有料层的部分叶片间隙吹入筒内,因此能有效地保证干燥在热风与物料的充分接触下进行,不会出现短路现象。物料则在倾斜的叶片和筒体的回转作用下,由入口侧向出口侧移动,其滞留时间可用出口调节隔板调节。

   侧面吹入型与端面吹入型不同的是,筒体略带倾斜安装,大部分热风从开有许多小孔的筒体外吹入筒内,其方向与筒内物料的移动方向成直角,再穿过三角形叶片的百叶窗孔进入料层。在回回转滚筒体外壁四周装有箱型壳体,并沿回回转滚筒体长度方向分成 3 ~ 4 个独立的室。每个室都有独立的鼓风机、空气加热器以及进气口和排气口,热风温度以及循环风量、排气量均能自行调节。

   这种干燥机体积传热系数大,约为 349 ~ 1745W/m3 ×℃,干燥时间短,约为 10 ~ 30min ,物料的填充率较大,约为 20% ~ 30% 。装置容积相对较小,料层阻力为 98 ~ 588Pa ,通过风速一般为 0.5 ~ 1.5m /s ,筒体的转速约为常规直接加热回转滚筒干燥机的 1/2 左右,使用的热风温度为 100 ~ 300 ℃ 。常用这种干燥机干燥粒状、块状或片状物料,例如压扁大豆、砂糖等物料。

   1.3 通气管式回转滚筒干燥机

   通气管式回转滚筒干燥机回转滚筒的设计和安装与常规式相同,不同的是回转滚筒内没有安装抄板,物料自进口端向出口端移动的过程中,始终处于回转滚筒底部的空间中,形成一个稳定的料层。热空气从端部进入不随筒体转动的中心管后,高速地从埋在料层内的分支管小孔中喷出,与物料强烈接触。由于分支管是沿着中心管长度方向均匀分布,而沿着圆周方向则主要集中于中心管下部分布。所以这种设计不仅保证了热风与物料的有效接触,强化了传热传质过程,而且与叶片式穿流回转滚筒干燥机相比,气体在干燥机长度上的分布则更加均匀。通气管式干燥机的体积传热系数约是常规式的两倍。回转滚筒的圆周速度约是常规式的 1/2 。在相同的生产能力下,干燥筒体的长度仅是常规式的 1/2 。

 2. 间接加热式回转滚筒干燥机

   其载热体不直接与被干燥的物料接触,而干燥所需的全部热量都是经过传热壁传给被干燥物料的。间接加热回转滚筒干燥机根据热载体的不同,分为常规式和蒸汽管式两种。

   常规间接加热回转滚筒干燥机的回转滚筒砌在炉内,用烟道气加热外壳。此外,在回转滚筒内设置一个同心滚筒。烟道气进入外壳和炉壁之间的环状空间后,穿过连接管进入干燥筒内的中心管。烟道气的另一种走向是首先进入中心管,然后折返到外壳和炉壁的环状空间,被干燥的物料则在外壳和中心管之间的环状空间通过。为了及时排除从物料中汽化出的水分,可以用风机向干燥筒中引入适量的空气,但所需的空气量比直接加热式要小得多。由于风速很小 ( 一般为 0.3 ~ 0.7m /s) ,所以废气夹带粉尘量很少,几乎不需气固分离设备。在许多场合下,也可以不用排风机而直接采用自然通风除去汽化出的水分。

   蒸汽管间接加热回转滚筒干燥机的干燥筒内以同心圆方式排列 1 ~ 3 圈加热管,其一端安装在干燥机出口处集管箱的排水分离室上,另一端用可热膨胀的结构安装在通气头的管板上。蒸汽、热水等热载体则由蒸汽轴颈管加入,通过集管箱分配给各加热管,而冷凝水则借干燥机的倾斜度汇集至集管箱内,由蒸汽轴颈管排出。物料在干燥机内受到加热管的升举和搅拌作用而被干燥,并借助干燥机的倾斜度从较高一侧向较低一侧移动,从设在端部的排料斗排出。它的单位容积干燥能力是常规直接加热式回转滚筒干燥机的 3 倍左右,传热系数约为每平方米加热面积 40 ~ 120W/(m2 ?℃ ) ,热效率高达 80% ~ 90% ,物料的填充率为 0.1 ~ 0.2 。

3. 复合加热式回转滚筒干燥机

   其一部分热量是由干燥介质经过传热壁传给被干燥物料,另一部分热量则由载热体直接与物料接触而传递的,是热传导和对流传热两种形式的组合,热利用率较高。主要由回转滚筒和中央内管组成,热风进入内筒,由物料出口端折入外筒后,由原料供给端排出。物料则沿着外壳壁和中央内筒的环状空间移动。干燥所需的热量,一部分由热空气经过内筒传热壁面,以热传导的方式传给物料;另一部分通过热风与物料在外壳壁与中央内筒的环状空间中逆流接触,以对流传热的方式传给物料。

4. 蒸汽煅烧干燥机

   在蒸汽煅烧干燥机内,一方面进行煅烧,一方面进行干燥。并设有自身返料装置。热量是通过设在回回转滚筒内的翅片管蒸汽加热而获得的。传热系数高,热效率可达到 75% ,蒸发强度为 150kg ( 水 )/ m 3 。

5. 喷浆造粒干燥机

  它将产品干燥和造粒在一个回转滚筒中完成。料浆由喷嘴喷射到筒内,筒体内部设有返料螺旋抄板,使成品自身返料而减少返料倍数,简化流程,降低设备负荷,提高设备生产强度。

 




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