常州長江幹燥

      在對流幹燥機內設置旋轉分散裝置，使得幹燥機內的熱風旋轉上升，進入幹燥機的物料在旋轉分散（sàn）裝置和高溫熱風的共同作用下，在幹燥機內充分彌散，比表（biǎo）麵積（jī）迅（xùn）速擴大，加快了傳熱傳質速度，使物料快速（sù）幹燥，幹燥的物料在載濕體熱風（fēng）的夾帶下，旋轉懸浮上升形成氣固兩相流（liú），經分級後由幹燥機後部的氣（qì）固分離（lí）裝置產出幹燥後的粉狀物料（liào）。這類幹燥設備稱為旋轉閃蒸幹燥機、旋轉快速幹（gàn）燥機、微粉幹（gàn）燥機或強力幹燥機。
      旋轉閃蒸幹燥機可（kě）將高粘度的（de）膏狀物、沉積物或濾餅狀物料一次幹燥成粉，無需二次（cì）破碎。由於（yú）幹燥時間短（duǎn），物料溫升低，更適用一些有熱敏性物料及生物菌體等的幹燥。而且旋轉閃蒸幹燥（zào）機具有結構簡單、操作方（fāng）便、設備占地麵積小、能耗低、微（wēi）負壓操作無粉塵飛揚等特點，極大地改善操作環境。因此，其適用範圍愈來愈廣泛（fàn）。
      為滿足各種物料的特性和幹燥（zào）的工藝條件,旋轉閃蒸幹燥（zào）機的結（jié）構和型（xíng）式（shì）很多。由於旋轉閃蒸幹燥機的諸多優點及其適用麵的擴大, 近年來不斷（duàn）有新型的閃蒸幹燥機問世。有的是在傳統的（de）幹燥機的基礎上提高旋轉分散裝置的轉速或改變結構形式提高分散能力；有的是在（zài）原有分級（jí）環的基礎上增加強力分級頭,其目的是降低產品的粒度。因不斷有新的物料需要幹燥,為適應這些物料的物性及各種（zhǒng）不同的要求，幹（gàn）燥機（jī）也在不斷的改進和完善。
      一、旋轉閃蒸幹燥機的設備結（jié）構特點和工作原理
      1、構（gòu）造特點
      旋（xuán）轉閃蒸幹燥機主要由三部分組成：破碎段、幹（gàn）燥段和分級回收段。
      ①破碎段
      旋閃（shǎn）破碎段位於幹燥機的下部，其結構可分為三部分:旋閃室、集風室（shì）和分散裝置。
      旋閃（shǎn）室有（yǒu）多（duō）種結構形式,較（jiào）為典型的有三種,第一種是大錐體,下部環形底隙與集風室相通,分散裝置下部的旋轉葉片直達環隙處, 如圖2-59所示。有的還采取措施將環形底隙製成可調形式（shì）。這種形式的幹燥機一般采用正壓操作,用以高粘性物料的幹燥。    
      第二種是采用小錐體帶平底,分散裝置下部的旋轉葉片外延至集風室。這種形（xíng）式的幹燥機（jī）可采用負壓（yā）操（cāo）作（zuò）,用來處（chù）理粘性不太大、較易分散或含水（shuǐ）量不太高的物（wù）料。對分散裝置稍加改變也可（kě）適於粘性較大物（wù）料的（de）幹燥（zào）。這兩種形式的（de）幹燥（zào）機環隙處的空塔風速在30m/s以上。
      還有一種是無錐體的平（píng）底閃蒸幹（gàn）燥機，在旋（xuán）閃套上開有布風孔槽或在集風（fēng）室配裝布風機構。或采用平底（dǐ）無集（jí）風室，采用氣力直接加料的形式，此種形式適（shì）用於粉料或易分散的物料的幹燥。
      集風室內部一般呈蝸殼結構，使進入旋閃破碎段（duàn）的熱風分（fèn）布（bù）均勻。也有圓柱形另加導風板形式布風的（de）。所采取的措施都是避（bì）免出現均風死角。
      分散（sàn）裝置的（de）結構形式也有多種。目前應用較（jiào）多的都是（shì）旋轉葉片的形（xíng）式。隻是旋轉（zhuǎn）葉（yè）片的結構形式、數量多（duō）少有些變化。處理較粘物料時進料口的高度降低，旋轉葉片的高度（dù）提高使其具有刮料的功能，從而避免物料粘壁（bì）。也有采用粉碎機結構形式或磨盤結構形式等多種。其目的都（dōu）是將物料分散。對粘性很大或吸附（fù）性很（hěn）強的物料，為解（jiě）決其幹（gàn）燥問題，可將（jiāng）旋閃破碎段接觸（chù）物料部分采用有機化處理（lǐ）。
      ②幹燥段
      幹燥段的（de）結構較（jiào）為簡單（dān），一般進料口開在幹燥（zào）段的下部，並設（shè）有檢修門及（jí）觀察孔等，物料的運動軌跡可由此（cǐ）段直接觀察到。此段的空塔常態風速或稱中值速度一般取為3～5m/s，也（yě）可根據物料（liào）酌定（dìng）的。
      ③分級回收（shōu）段
      分級回收段的結構形式（shì）也有多種，較為普遍應用的是采用分級環或可調式分級環。近年來，為避免物料（liào）在幹燥過程中的二（èr）次團聚，並降低其成品的粒（lì）度，也有加強力分（fèn）級（jí）頭裝置的，其轉速一般采用無（wú）級調速或變頻調速（sù）。此種（zhǒng）機構的采（cǎi）用，需經實驗確定能否達到產品的粒度要求，若（ruò）不能滿足（zú）要求，應采（cǎi）取其他措施或改變（biàn）幹燥（zào）方式。

      2、工作原理
      旋轉閃蒸幹燥是連續操作，傳熱（rè）傳質同時進（jìn）行的對流幹燥（zào）過程。物料（liào）經加料器進入幹燥機內，與旋轉上升的熱空氣接觸對流換熱，其表麵水分迅（xùn）速汽化。在分散裝置的作用下，物料顆粒逐漸變小。比表麵（miàn）積逐漸（jiàn）加（jiā）大（dà），物料中的小顆粒（粉末狀）隨旋（xuán）轉氣流呈螺旋狀上（shàng）浮。具有（yǒu）較大沉降速度的大顆粒落入旋閃破碎段，在下落的過程中，由於水分的蒸發而使顆粒間的結合力削弱，再經旋轉葉（yè）片的衝擊破碎及與沿環隙進入的高速旋轉氣流相（xiàng）遇，形成兩相間較大的相對速度。由於（yú）氣流對固體顆粒的強力剪切，旋轉湍動作用（yòng），促使傳熱傳質邊（biān）界層減薄，增大傳熱傳（chuán）質係數。伴（bàn）隨濕份的迅速蒸發（fā），同時由於顆粒間相（xiàng）互碰撞、摩擦及（jí）旋轉（zhuǎn）葉片的衝擊、分散的（de）作用，使物料變成不等徑的顆粒，並迅速微粒化，從而（ér）增加氣（qì）固（gù）相接觸麵積。由於氣流以很高的速（sù）度由（yóu）環形底隙進入倒錐形空（kōng）間，由下向上流通麵積由（yóu）小到大，形成氣流的速度梯度。不等徑顆粒分別在不同的高度懸浮。增（zēng）加了停留時（shí）間，在傳熱傳質推（tuī）動力的作用下，物料中的非結合（hé）水（shuǐ）迅（xùn）速蒸發從而在旋閃破碎段形成加速（sù）幹燥段。伴隨濕份的蒸發與顆粒（lì）的微粒化，物料微粒（lì）在氣流的作用下，呈（chéng）螺旋狀上（shàng）升（shēng），邊輸送邊幹燥。增加了粒子運動的路徑，延長了氣固相接觸時間，從而降低了幹（gàn）燥段的高度。在幹燥段中，粒子處於懸浮和旋轉狀態，在重力、離心力和流（liú）體曳力為（wéi）主的作用下，不同（tóng）粒徑的粒子以不同的（de）軌道（dào）半徑運行。較大半徑的粒子在靠近筒壁處向（xiàng）上運動，在分（fèn）級環的阻擋下以（yǐ）較大的沉降速度回落並重複上述過程。較（jiào）小（xiǎo）粒徑的成品粒子通過分級環進入回收（shōu）室。並由後（hòu）部的氣固分離裝置產出（chū）粉狀（zhuàng）產品（pǐn）。
      3、幹燥（zào）係統的配置
      伴隨各行業的各種（zhǒng）新材料的（de）不斷出現，使得旋（xuán）轉閃蒸幹燥機的（de）應用範圍越來越廣泛，同時每一種新物料的應用都為閃蒸幹（gàn）燥技術帶來一個新的課題。任何一種幹燥（zào）技術或任何一種（zhǒng）幹燥機都不是萬能的，都受到（dào）一定條件的限製。對於閃蒸幹燥（zào）機也是一樣，必須在實（shí）驗的基礎上，針對不（bú）同的物料作一定的改進，才（cái）能滿足各種不同物料的（de）幹燥要（yào）求。旋轉閃蒸幹燥係統的工藝流（liú）程基（jī）本是（shì）相（xiàng）同的。其係（xì）統構成主（zhǔ）要包括鼓（gǔ）、引風機，熱風源，幹燥主（zhǔ）機，加料機（jī），兩級回（huí）收裝置及連接管路。幹（gàn）燥（zào）係統能否在^佳的工藝參數條件下正（zhèng）常連續運行，且達到設計能力，與係統中每個部分都有關係。因此，合理（lǐ）配置幹燥係統至關（guān）重要。
      4、加料機的選（xuǎn）擇
      因輸（shū）送物料的物性不同而派生出很多種結（jié）構形式的加料機。^先應用的是螺（luó）旋加料機（jī），因物料粘性較大易抱（bào）軸，出現加料（liào）難的問題。為解決實際問題，在原加料（liào）機的基礎上作了一些改進。在（zài）閉式螺旋筒的內壁上加條形板或加（jiā）工溝槽；在螺旋葉片上開槽；在加料料鬥處另加強（qiáng）力下（xià）壓裝置等措施增加物料（liào）的推進力來解決加料難的問（wèn）題。近年來（lái），又（yòu）開發了雙螺旋加（jiā）料機，因雙螺旋相（xiàng）對旋轉，具有一定的自清洗功能，可解（jiě）決一部分粘性物料的加料問題，但對（duì）粘性較大（dà）的物料，還需加強製（zhì）下壓裝（zhuāng）置（zhì）推進物料。另外（wài）還有無軸加料機等新型（xíng）加料形式，這些結構形式的（de）出現。其目的都是（shì）解決粘性物料的輸送。
      5、旋（xuán）轉閃（shǎn）蒸幹燥主機的（de）選擇
      旋轉閃蒸幹燥機主要用來幹燥膏糊狀，濾餅狀物料。由於所幹燥物料的物性各不相同，因此出現了多種結構形式的幹燥主機，而且伴隨著經驗積累，各個生產廠家的各種（zhǒng）結構（gòu）形式的主機都進行了係列化。雖然結構形式有些差異，但其主（zhǔ）要的幹燥工作原理是相同（tóng）的，因此，幹燥主機的（de）選取方法也基本相同。幹燥主機的選擇，首先應對（duì）所要幹燥的物（wù）料的物性進行分析，是（shì）否有相（xiàng）同或類似的物料的幹燥經驗（yàn），若沒有，應做小試和中試，定量或定性地確定（dìng）此種機型能否適應此種物料的幹燥作業。然後再根據物料參數及處理量，進行物料衡算確定去水量（liàng），熱平衡計算確定幹燥（zào）介質（zhì）（熱風）的需求量。幹燥主機規格的確定一般有兩（liǎng）種方法。一種是經過實驗（yàn）確定物料的幹燥強度。根據去（qù）水量來選擇主機；另一（yī）種方法是根據幹燥主機的中值速度確定每種規格的標態風量範圍，再根據所需的標態（tài）風量來確定主機的規格。
      6、兩級回收裝置的選擇
      旋轉閃蒸幹（gàn）燥（zào）係統的回收（shōu）就是（shì）氣固分離，一般（bān）都采用兩級回收裝置，一（yī）級回收采（cǎi）用（yòng）旋風分離器（qì），二級回收采用袋式過濾器。旋風分離器的結構形式也有多種。較常用的是CLK型擴散式旋風分（fèn）離器。其選擇依（yī）據是根據風量確定進口風速，進（jìn）口風速一般（bān）選擇在12～20m/s之間，這（zhè）樣其壓降不太大且收率較高。在（zài）一般的設計手冊（cè）中其^大規格為Φ700，現在應用（yòng）廠家已經開發（fā）到直徑Φ1100左右，規格愈大（dà），其收率愈降低。因此（cǐ），在較大規格閃蒸幹燥係統配套使用時，一般采用兩個（gè）同規格的旋風分離器（qì）並聯，提高（gāo）其收率，盡量減少二級回（huí）收（shōu）的入口含塵濃度（dù），減輕袋濾器的負載。
     二級回收采用袋濾器，主要應用的是外濾式的兩種形式。一種是脈衝反吹袋濾器，另一種機械回轉反吹袋濾（lǜ）器，兩種（zhǒng）形（xíng）式袋濾器的使用效果差（chà）不（bú）多。在（zài）旋轉閃蒸幹燥係統中應用的袋濾器的選擇至關重要。因為幹燥係統用於實際幹燥作業中，壓降變化^大的就是袋濾器，若選擇不當，其阻力將增加很大，甚至（zhì）在濾袋上出現料流（liú），嚴重者將導致整個幹燥係統無法工（gōng）作。因此，在選擇其（qí）規格時，應考（kǎo）慮多方麵因素。袋濾器（qì）的選擇依據有（yǒu）兩項：一項是袋濾器的濾袋（dài）材質；另一項是（shì）過濾風（fēng）速。在此基礎上還應考慮物料的粒度及堆密度。物料愈（yù）細或堆密（mì）度愈小，其過濾風速的選擇應降低，才能保證幹燥係統正常運轉，且保證物料的回收率。
      兩級回收裝置下部的排料機構，可采用的型式也較多（duō）。有襯膠（jiāo）蝶閥，星形卸料閥，雙（shuāng）插板（或翻板）式卸料鬥等多（duō）種形式，選擇原則是閉風。
      7、熱風源的選擇（zé）
      在旋轉閃蒸幹燥係統中應用的熱風源絕大多數都是間（jiān）接換熱所得，較少應用直（zhí）接形式熱風源。也有采（cǎi）用電加熱的，但因（yīn）其經濟性差，隻是小型實驗裝置上可用。還有采用蒸汽換熱（rè）的，因其效率低，輸出熱風溫度低，隻應用一（yī）些不適合高溫加（jiā）熱的物料。現（xiàn）已廣（guǎng）泛應用的內（nèi）接換熱式熱風爐的結構形式也有很多（duō）。燃料可采用燃煤、燃氣、燃（rán）油。換熱形式各有千秋。產出的熱風溫度（dù）也不相同（tóng）。近年來出現了風溫在（zài）400～550℃以上的間接換熱（rè）形式。熱風源的選擇（zé）就是保證幹燥機進口（kǒu）風（fēng）溫及幹燥所（suǒ）需的熱量。進口（kǒu）風溫選（xuǎn）擇主要考慮的因素：一個（gè）是物料的物性；另一個因素是效率與一（yī）次性（xìng）投資的關係，風溫高則效率高，但投（tóu）資大，風溫低則效率低，長期（qī）使用經濟性差，但一次（cì）性投資小。因此（cǐ）應根據熱量衡算的結果及經（jīng）濟性分析來（lái）選擇合（hé）適（shì）的熱風源，同時應考慮環保（bǎo）因素。
      8、鼓、引風機的選擇及管路的配（pèi）置
      風機的參數主要有兩項：一項是風量，另一項是全壓（yā）。旋轉閃蒸幹燥係統中的鼓、引（yǐn）風機，主要根據主機的結構形式和熱量衡算後的風量（liàng），以及整個係統的壓降來確定（dìng）型號。
幹燥係統中管路（lù）的配置原則是盡量采（cǎi）用流線型，盡量不用90°彎頭以（yǐ）降低其壓降。考慮經濟性及壓降（jiàng），管路中的風速一般選擇在8～20m/s。
      9、發展趨勢
      隨著旋轉閃蒸幹燥設備的應用愈來愈多，其技術也在不斷改（gǎi）進和完善，結構形式也在不（bú）斷變化。近年來粉體行業發展迅速且規模也愈來（lái）愈大。從而對幹燥係統的生產能力（lì）也（yě）提出了更高的需求，而大型（xíng）的旋轉閃蒸幹燥機目前還很少見。^大型號也隻在SZ165左右，因受到多方麵因素的製約。首先是熱風源問題，解決方法（fǎ）：一是增（zēng）加換熱麵積，設備（bèi）體積龐大（dà）；另（lìng）一種方法是提高出口風溫，而（ér）提高風溫又受到材料等因素的影響。近年來，生產熱工（gōng）設備的廠家開發出了500℃風溫的熱風爐，但一次性（xìng）投資較大。同時（shí）對（duì）幹燥主機的結構也有影響。其次是回收裝（zhuāng）置（zhì）也勢必大型化。一級回收可采用多個旋風分離（lí）器並聯，二級袋濾器的體積（jī）也很龐大。鑒於上述原因，其大型化發展緩慢。采用多級幹燥（zào）機串（chuàn）聯。對（duì）濾餅狀物料（liào），采用（yòng）空心漿葉幹燥機或將其造粒後采用帶（dài）式幹（gàn）燥機，將含水量降低一部分，再用旋轉（zhuǎn）閃（shǎn）蒸幹燥機將其含水量降到終含水產出粉狀產品。這些方法都可滿足大規模生產的需要。但從降低能（néng）耗及（jí）一次性投資，減少占（zhàn）地麵積等方麵還有待（dài）進一步開發與研究。

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