回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備的總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備是一種處理大量物料干燥的干燥設(shè)備。由于運(yùn)轉(zhuǎn)可靠、操作彈性大、適應(yīng)性強(qiáng)、處理能力大，廣泛使用于冶金、建材、輕工等部門。在化工行業(yè)中，如硫酸銨、硫化堿、安福粉、硝酸銨、尿素、草酸、重鉻酸鉀、聚氯乙烯、二氧化錳、碳酸鈣、磷酸銨、硝酸磷肥、鈣鎂磷肥、磷礦、普通過(guò)磷酸鈣、重過(guò)磷酸鈣、磷酸三鈉、三聚磷酸鈉等的干燥，大多使用回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備生產(chǎn)流程如圖2-1所示。
需要干燥的濕物料由皮帶運(yùn)輸機(jī)或斗式提升機(jī)送到料斗，然后經(jīng)料斗的加料機(jī)構(gòu)通過(guò)加料管進(jìn)入進(jìn)料端。加料管的斜度要大于物料自然傾角，以便物料順利溜入干燥設(shè)備內(nèi)。干燥設(shè)備圓筒是一個(gè)與水平線略成傾斜的旋轉(zhuǎn)圓筒。物料從較高一端加入，載熱體由低端進(jìn)入，與物料成逆流接觸，也有載熱體和物料一起并流進(jìn)入筒體的。隨著圓筒的轉(zhuǎn)動(dòng)，物料受重力作用運(yùn)行到較低的一端。濕物料在筒內(nèi)前移過(guò)程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使?jié)裎锪系靡愿稍铮缓笤诔隽隙私?jīng)皮帶機(jī)或螺旋輸送機(jī)送出。在圓筒內(nèi)壁上裝有抄板，它的作用是把物料抄起來(lái)又灑下，使物料與氣流的接觸表面增大，以提高干燥速率并促進(jìn)物料前進(jìn)。載熱體一般為熱空氣、煙道氣等。載熱體經(jīng)干燥設(shè)備以后，一般需經(jīng)旋風(fēng)除塵器將氣體內(nèi)所帶物料捕集下來(lái)。如須進(jìn)一步減少尾氣含塵量，還應(yīng)經(jīng)過(guò)袋式除塵器或濕法除塵器后再放空。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備一般適用于顆粒狀物料，也可用部分摻入干物料的辦法干燥粘性膏狀物料或含水量較高的物料，并已成功地用于溶液物料（料漿）的造粒干燥中。國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備直徑一般在0.4-3m，個(gè)別的達(dá)5m。干燥設(shè)備長(zhǎng)度一般在2-30m也有長(zhǎng)50m甚至更長(zhǎng)的。一般L/D在6-10。所處理的物料含水量范圍為3-25%，也有高達(dá)50%的。干燥后的含水量可達(dá)到0.5%左右，甚至可達(dá)到0.1%。物料在干燥設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間在5min到2h。氣流速度，對(duì)粒徑為1mm左右的物料，氣速在0.3-1.0m/s范圍；對(duì)粒徑為1-5mm的物料，氣速在1.2-2.2m/s范圍內(nèi)。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備的優(yōu)點(diǎn)是生產(chǎn)能力大、適用范圍廣、流體阻力小、操作上允許波動(dòng)范圍較大、操作方便。缺點(diǎn)是設(shè)備復(fù)雜龐大、一次性投資大、占地面積大、填充系數(shù)小、熱損失較大。回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備在物料和載熱體并流操作時(shí)，筒體內(nèi)物料溫度即使在出口處也很接近于氣體的濕球溫度，這說(shuō)明干燥過(guò)程基本上是在等速階段進(jìn)行。即水分主要從粒子表面蒸發(fā)而無(wú)降速階段。這是因?yàn)楫?dāng)粒子與氣流接觸時(shí)，水分從表面蒸發(fā)，但當(dāng)粒子埋入料層后，水分幾乎停止蒸發(fā)。這時(shí)粒子內(nèi)部的水分繼續(xù)向表面擴(kuò)散，當(dāng)粒子再露出料層與氣流接觸時(shí)，粒子表面又有自由水分存在，使粒子溫度一直維持在氣流的濕球溫度附近。故可認(rèn)為此干燥過(guò)程僅僅是物料與氣體之間的外部傳熱、傳質(zhì)過(guò)程。
筒壁和抄板與氣流接觸時(shí)被加熱，而與物料接觸時(shí)被冷卻，但由于變化周期較短，溫度變化幅度很小，所以筒壁溫度基本上可以認(rèn)為是一常數(shù)。此外，由于物料對(duì)筒壁傳導(dǎo)的給熱系數(shù)大于氣體對(duì)筒壁的對(duì)流給熱系數(shù)，故筒壁溫度實(shí)際上接近于料溫，加上物料只有很薄的一層被加熱，故料層中心溫度升高極少。根據(jù)許多資料表明，熱傳導(dǎo)的熱量所占比例很小，只有在分格式轉(zhuǎn)筒中才占30%左右。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備中一部分熱量是顆粒輻射傳熱，這時(shí)粒子表面接受輻射熱。在化工干燥作業(yè)中，氣體溫度一般不太高，故輻射的熱量在最佳條件下不超過(guò)物料在干燥設(shè)備中所得熱量的6%，所以在大多數(shù)場(chǎng)合下，在熱力計(jì)算中可以不予考慮。回轉(zhuǎn)干燥主要是屬于對(duì)流干燥，熱能以對(duì)流方式由熱氣體傳給與其直接接觸的濕物料表面，再由表面?zhèn)髦廖锪蟽?nèi)部，這是一個(gè)傳熱過(guò)程。水分從物料內(nèi)部以液態(tài)或氣態(tài)擴(kuò)散，透過(guò)物料層而達(dá)到表面，然后水氣通過(guò)物料表面的氣膜而擴(kuò)散到載熱體的主體，這是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程。所以干燥是由傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)過(guò)程所組成，兩者之間是相互聯(lián)系的。干燥過(guò)程得以進(jìn)行的條件，是必須使被干燥物料表面所產(chǎn)生水氣或其他蒸氣的壓力大于載熱體中水氣或其他蒸氣的分壓，壓差越大，干燥過(guò)程進(jìn)行得越迅速。為此，載熱體須及時(shí)地將氣化的水汽帶走，以保持一定的氣化水分的推動(dòng)力。所以，在回轉(zhuǎn)圓筒干燥設(shè)備中都設(shè)有鼓風(fēng)機(jī)或引風(fēng)機(jī)。 |
