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旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置是一種將干燥技術(shù)和流態(tài)化技術(shù)綜合為一體的干燥設(shè)備,它克服了干燥設(shè)備能耗大和流化床干燥不均勻的缺點(diǎn),集兩者之所長(zhǎng),成為具有高效、節(jié)能、快速等特點(diǎn)的理想干燥設(shè)備。它特別適合于膏狀物、濾餅等物料的直接干燥,彌補(bǔ)了耙式干燥效率低、產(chǎn)量小的不足,改變了噴霧干燥先稀釋再進(jìn)行噴霧處理的復(fù)雜過程。數(shù)年來,旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥廣泛應(yīng)用于輕工、石油、化纖、食品、礦山、涂料、染料及中間體等化工行業(yè)的高粘度、高稠度、熱敏性膏狀物料的干燥。與其他干燥設(shè)備相比,旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥裝置技術(shù)先進(jìn)、設(shè)備緊湊、操作簡(jiǎn)單、維修方便,強(qiáng)化了汽固傳熱效果,使干燥時(shí)間大為縮短,產(chǎn)品產(chǎn)量及質(zhì)量大大提高,節(jié)能效果^顯著。
1 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的構(gòu)造及原理
1.1 干燥機(jī)的構(gòu)造
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)。主要由熱風(fēng)分配器、螺旋加料器、攪拌器、分級(jí)器、旋轉(zhuǎn)干燥室等組成。干燥室底部為錐體結(jié)構(gòu),其外圓環(huán)為熱風(fēng)分配器,與熱風(fēng)入口相連,熱風(fēng)在此作圓環(huán)狀分布,從筒體底部狹縫以切線方向進(jìn)入流化段形成旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)。環(huán)隙尺寸是直接影響干燥機(jī)工作狀況的主要參數(shù)。錐體結(jié)構(gòu),可使熱風(fēng)流通截面自下而上不斷變大,底部氣速相對(duì)較大,上部氣速相對(duì)較小,從而保證了下部的大顆粒處于流化狀態(tài)的同時(shí),上部的小顆粒也處于流化狀態(tài)。另外,錐體結(jié)構(gòu)還縮小了攪拌軸懸臂部分的長(zhǎng)度,增加了運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性,改善了軸在高溫區(qū)的工作狀況,延長(zhǎng)了軸承的使用壽命。流化段內(nèi)設(shè)有攪拌器,用來破碎、混合物料,使熱風(fēng)與物料充分接觸并保證粒子在干燥室高溫區(qū)停留時(shí)間為^短。
為防止物料在攪拌器作用下拋向四壁,粘結(jié)在四壁上出現(xiàn)“結(jié)巴”現(xiàn)象,并導(dǎo)致不能正常操作,為此在攪拌齒上安裝了刮板,并與室底及器壁保持微小問隙。
這種結(jié)構(gòu)可以保證物料在與器壁粘結(jié)牢固之前便將其剝落。另外,攪拌轉(zhuǎn)數(shù)也應(yīng)合理選擇,其轉(zhuǎn)速的常規(guī)范周為50—500r/min攪拌軸與干燥器底部有良好的密封裝置。
干燥室頂部的分級(jí)器是一個(gè)有一定角度的帶孔圓形板。分級(jí)器的作用主要是將顆粒較大、還沒有干燥的物料分離擋下,以繼續(xù)進(jìn)行干燥,從而保證滿足產(chǎn)品粒度分布窄、濕含量均勻一致的要求。分級(jí)器孔徑大小和高度決定干品粒度,當(dāng)高度一定時(shí),孔徑越小其產(chǎn)品的粒度越細(xì)。
1.2 干燥原理
根據(jù)干燥過程發(fā)揮的作用,可以把旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的主體設(shè)備分為三部分:
底部流化段,中問干燥段,上部分級(jí)段。各段結(jié)構(gòu)不同,所起作用不一樣。
(1)流化段是物料人口以下部分,內(nèi)設(shè)有攪拌器。它能幫助破碎高粘性物料,使?jié)窳吓c干燥熱空氣充分接觸,產(chǎn)生^大的傳熱系數(shù)。干燥熱風(fēng)從切線方向以一定速度進(jìn)入干燥器底部的環(huán)形通道,從殼底縫隙進(jìn)入流化段。由于通道截面突然減小,使動(dòng)能與風(fēng)速增大,這樣在器內(nèi)形成具有較高風(fēng)速的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)。物料自螺旋輸送器進(jìn)入干燥器后,首先承受攪拌器的機(jī)械粉碎,在離心、剪切、碰撞力的作用下物料被微?;c旋轉(zhuǎn)熱風(fēng)充分接觸形成流化床而被流態(tài)化。處于流化狀態(tài)的顆粒表面完全暴露在熱風(fēng)中,彼此問互相碰撞和摩擦,同時(shí)水分蒸發(fā),使粒子問粘性力減弱,顆粒之問形成分散、不規(guī)則的運(yùn)動(dòng),使氣固兩相充分接觸,加速了傳質(zhì)、傳熱過程。在流化段內(nèi)冷熱介質(zhì)溫差^大,大部分水分在此區(qū)被蒸發(fā)。只有充分干燥后的微粒才能被熱風(fēng)帶出流化段。流化段屬于高溫區(qū),
因?yàn)榱骰挝锪项w粒內(nèi)部保持著一定的水分,物料不會(huì)過熱,而干燥后的微粒瞬間便脫離高溫區(qū),所以旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備對(duì)熱敏性物料非常適用。經(jīng)過流化段干燥后,物料被破碎干燥成各種粒度不同的球形和不規(guī)則形狀顆粒,在旋轉(zhuǎn)空氣的浮力和徑向離心力的作用下,未干燥的顆粒向器壁運(yùn)動(dòng),并因其具有較大的沉降速度而落回流化段重復(fù)流化干燥;較小顆粒向上進(jìn)入干燥段。
(2)干燥段是加料螺旋以上到分級(jí)器之間的空間,此時(shí)物料在旋轉(zhuǎn)風(fēng)場(chǎng)中繼續(xù)干燥。較小顆粒繼續(xù)向上進(jìn)入分級(jí)段;較大顆粒在器壁周圍向上運(yùn)動(dòng)與分級(jí)器碰撞下落重新干燥,直至達(dá)到干燥質(zhì)量要求。干燥段的熱風(fēng)經(jīng)過流化段質(zhì)熱交換后,風(fēng)速減小,濕度增大,保證了干燥段在穩(wěn)定條件下順利進(jìn)行。為了控制物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間,應(yīng)根據(jù)空氣在干燥器內(nèi)停留的時(shí)問來調(diào)節(jié)空氣流速,從而使成品的粒度、產(chǎn)量及^終含水量得到控制,使干燥器形成一種進(jìn)料速率與符合要求的干品產(chǎn)量之間的平衡。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器^終產(chǎn)品的含水量很少受進(jìn)料濕含量波動(dòng)的影響,這也是該干燥器的優(yōu)點(diǎn)之一。
(3)分級(jí)段是包括分級(jí)器在內(nèi)的分級(jí)器以上部分。分級(jí)器是一個(gè)開孔圓擋板,通過改變孔的直徑和分級(jí)段高度,即改變空氣流速就可以控制離開干燥器的粒子尺寸和數(shù)量。在此段完成干燥、達(dá)到粒度要求的物料隨熱風(fēng)進(jìn)入除塵器進(jìn)行捕集。
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