回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)設(shè)計

摘 要：設(shè)計一種回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)，可利用工業(yè)高溫?zé)煔鈱Ω鞣N含水物料進(jìn)行干燥。首先介紹了回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)的工作原理，并對回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)物料流向的選擇、載熱體的選擇方法進(jìn)行了分析和比較。所設(shè)計的回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)對含水量18%的磷鐵礦進(jìn)行了干燥應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：干燥機(jī)；回轉(zhuǎn)式；設(shè)計

干燥是傳熱傳質(zhì)同時發(fā)生的除濕過程，其所需的熱量是由于干燥介質(zhì)通過對流、傳導(dǎo)、熱輻射等方式傳給被干燥物料的，使物料中的濕含量獲得熱量后變成蒸汽從其中分離出來，最后得到濕含量較低且達(dá)到規(guī)定要求的干燥產(chǎn)品。

回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)主要由低速旋轉(zhuǎn)的傾斜圓筒（筒內(nèi)安裝有翻動各物料的各式抄板）、加料器、旋風(fēng)分離器、洗滌器等主要設(shè)備構(gòu)成?；剞D(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)在化學(xué)工業(yè)中，廣泛用于各種粒狀物料和小塊狀物料的干燥，如硫酸銨，石灰石，黃鐵礦，磷酸鹽等；若在轉(zhuǎn)筒的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計恰當(dāng)，還可用于膏狀物料的干燥。

1 回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)的工作原理

回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)是一種處理大量物料干燥的干燥器，其工作原理為：干燥的濕物料由皮帶運輸機(jī)或斗式提升機(jī)送入料斗，然后經(jīng)料斗的加料機(jī)構(gòu)通過加料管送入進(jìn)料端，加料管的斜度要大于物料的自然傾角，以便物料順利流入干燥器內(nèi)，干燥器圓筒是一個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，也有載熱體與物料一起并流進(jìn)入筒體的。隨著圓筒的轉(zhuǎn)動，物料受重力作用運行到較低的一端，濕物料在筒內(nèi)前移過程中，直接或間接得到了載熱體的給熱，使?jié)裎锪系靡愿稍?，然后在出料端?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又灑下，使物料與氣流的接觸表面增大，以提高干燥效率并促進(jìn)物料前進(jìn)。載熱體一般為熱空氣，煙道氣等。載熱體經(jīng)過干燥器后，一般需要旋風(fēng)除塵器將氣體內(nèi)所帶物料捕集下來，如需進(jìn)一步減少尾氣含塵量，還應(yīng)經(jīng)過袋式除塵器進(jìn)行除塵處理。

2 物料流向的選擇

濕物料與載熱體流向有并流、逆流及逆并流合用三種。

（1）并流，即物料的移動方向與載熱流流動方向相同。干燥過程中，濕含量高的物料與溫度高而含濕量小的載熱體在進(jìn)口段相遇，此處的干燥推動力較大，而在出口段，則濕含量較小的物料和濕含量較大的物料載熱體相接觸，干燥推動力較小，所以并流的特點是推動力沿物料移動方向逐漸減少。在干燥最后階段，干燥推動力減少到很小，干燥速度因此很慢，影響生產(chǎn)能力。

（2）逆流，即物料的移動方向與載熱體移動方向相反，在入口處，濕度高的物料與濕度大，溫度低的載熱體接觸，在出口處，濕度低的物料與溫度高的濕度小的載熱體相接觸，因此干燥器內(nèi)各部分的干燥推動力相差不大，分布比較均勻。逆流方式適用于下列物料的干燥。逆流流向的缺點是入口處的物料溫度較低，而載熱體濕度很大，接觸時，熱體中的水汽會冷卻而冷凝在物料上，使物料濕度加大，干燥時間延長，影響生產(chǎn)能力。

（3）并逆流的混合，即在一臺回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的內(nèi)部，載熱體從筒體兩端進(jìn)入，從筒體的中部排出。而被干燥的物料是從回轉(zhuǎn)干燥器的一端進(jìn)入，從另一端排出，這樣物料的走向是從入口到圓筒中部段與氣流的流向為并流，在筒體中部到出口段為逆流，為了實現(xiàn)這種逆并流組合的形式，則要求在中間載熱體出口處必須使用這種并逆流組合的形式，在中間載熱體的出口處必須采用特殊的結(jié)構(gòu)。這種組合式的特點是在入口處的濕度大，溫度低，而載熱體的濕度小，溫度高，因此，干燥推動力較大，當(dāng)物料到達(dá)轉(zhuǎn)筒中部時載熱體的濕含量增加，溫度降低，此時物料的濕含量也降低，溫度升高，因此干燥的推動力減少，為了改變與提高干燥效果，該段可采用逆流操作，由于物料繼續(xù)前進(jìn)和從物料出口處來的載熱體相遇，此載熱體較物料入口端來的載熱流濕含量低，溫度高，可促使物料繼續(xù)干燥。并隨著物料的前進(jìn)一直保持著比較均勻的干燥推動力，從而達(dá)到理想的干燥效果。

3 載熱體的選擇

載熱體選擇取決于被處理固體物料的性質(zhì)及其是否允許被污染等因素。如果被處理的物料不怕高溫，且非最后產(chǎn)品，可以允許在處理過程中稍被污染，可采用煙氣作為載熱體，能得到較高的體積蒸發(fā)率和熱效率。例如，對于進(jìn)口含水量較高的物料的干燥，采用氣體進(jìn)口溫度為300度，干燥器的體積蒸發(fā)率為15kg/m3.h，熱效率為30%到50%，若氣體的進(jìn)口溫度為500度，則體積蒸發(fā)率為35kg/m3.h。熱效率為50%到70%，所以對于處理礦石，砂礫，煤炭，過磷酸鈣等物料的轉(zhuǎn)筒干燥器都帶有直接產(chǎn)生煙道氣的燃燒爐，其燃料為可以是煤炭，油，或天然氣。

如果處理的物料不允許被污染，則用熱空氣做載熱體，熱空氣是經(jīng)空氣預(yù)熱器加熱的，加熱介質(zhì)可用蒸汽加熱器，電加熱器，或用煙道氣經(jīng)預(yù)熱器加熱熱空氣的方法，也可用工業(yè)熱廢氣加熱空氣，也有用間接加熱的方式，即熱量由金屬壁傳給被干燥物料，如外加熱式的回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)。

如果被干燥的物料的產(chǎn)品不允許被污染，而且不允許被空氣沖淡，則熱量應(yīng)通過轉(zhuǎn)筒壁傳入，此時，可以將轉(zhuǎn)筒裝在磚室內(nèi)，筒外通以煙道氣，也可在筒內(nèi)安裝中心管或列管，套管等表面熱交換器，利用金屬壁傳熱，載熱體可用煙道氣，水蒸氣，或電加熱，在被干燥的物料中，則通以干燥空氣，將蒸發(fā)的水分帶走。

4 回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)應(yīng)用

回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)在湖北某礦業(yè)公司進(jìn)行了應(yīng)用。被干燥物料為磷鐵礦，產(chǎn)量為3t/h，物料進(jìn)口含水量為18%，要求物料出口含水量為3%，物料流向選擇為并流，物料入口溫為25℃，物料出口溫度為75℃。干燥煙氣進(jìn)口溫度取600℃，干燥煙氣出口溫度取80℃。根據(jù)氣體最大流量計算，回轉(zhuǎn)圓筒直徑1.08m；經(jīng)熱量衡算得到預(yù)熱段、蒸發(fā)段、加熱段的長度分別為1.1m、7.8m及5.0m，總長度13.9m；由于筒體外徑圓周線速度不超過1m/s，因此圓筒轉(zhuǎn)速選擇為6r/min；圓筒傾角大小與筒體的長短及物料地停留時間有關(guān)，選3°傾斜角時，可保證物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的停留時間大于物料干燥所用的時間。

5 結(jié)束語

（1）介紹了回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)的工作原理，并對回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)物料流向的選擇、載熱體的選擇方法進(jìn)行了分析和比較。

（2）所設(shè)計的回轉(zhuǎn)式圓筒干燥機(jī)在湖北某礦業(yè)公司進(jìn)行了應(yīng)用，所干燥物料為磷鐵礦，物料流向選擇為并流，選用工業(yè)余熱煙氣作為載熱體。

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作者簡介：張素梅（1976，12-），女，助理工程師，主要從事熱力設(shè)備分析和機(jī)械設(shè)計方面的研究。