流化床干燥機(jī)的分類

一、回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)
　?。ㄒ唬┗剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)基本情況
　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)由稍作傾斜而轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)筒所構(gòu)成。濕物料在筒內(nèi)前移過程中，直接或間接得到了干燥介質(zhì)的給熱而達(dá)到干燥目的。此類干燥器廣泛應(yīng)用在各種散粒物料的干燥，現(xiàn)已發(fā)展到應(yīng)用于溶液及膏狀物料的干燥上。
　　由于回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)產(chǎn)量大，流體阻力小，操作上允許波動(dòng)范圍大，操作方便，成本低，故目前化工、食品、糧食、礦物等行業(yè)的干燥應(yīng)用較多。
　　目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)有干燥器直徑從600mm到2600mm，長(zhǎng)度1000mm～27000 mm 。一般材料為碳鋼，或鋼體內(nèi)襯鋁、襯鋼、襯環(huán)氧樹脂、不銹鋼等。目前國(guó)內(nèi)筒體結(jié)構(gòu)的兩種，一種是圓筒和圓筒內(nèi)抄板組成，目前抄板的形式有幾十種之多。一種是三層不同直徑的圓筒套裝而成。前一種結(jié)構(gòu)相對(duì)筒單，用的比較廣泛。后一種在碳酸鈣、苜蓿草等干燥中使用。干燥器安裝在與水平傾斜度為2°～10°的機(jī)架上，轉(zhuǎn)速為1～10r/min可調(diào)，一般進(jìn)出料用帶式輸送或斗式提升機(jī)完成，機(jī)械化程度較高，被干燥物料進(jìn)出口含水率分別為50%～0.1%，一般為0.5%左右。
　　對(duì)于耐高溫及清潔度沒要求的礦產(chǎn)品，如粘土及耐火材料等，可用煙道氣為干燥介質(zhì)；對(duì)于產(chǎn)品清潔度要求高的物料，則可采用熱空氣作干燥介質(zhì)。干燥介質(zhì)的溫度可在100~1400℃范圍內(nèi)。如果氣體進(jìn)口溫度為200℃，濕物料的含水率較高，回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的容積氣化強(qiáng)度為10~15kg水/h?m3，熱效率為30~50%左右；若氣體進(jìn)口溫度為500℃，容積氣化強(qiáng)度在35 kg水/h?m3左右，熱效率約為60%左右?；剞D(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的抄板如設(shè)計(jì)合理，可使物料粒子的90%處于懸浮狀態(tài)。操作氣速與粒子的物性和形狀大小有關(guān)，一般粒子直徑約1mm時(shí)，氣速可取0.3~1m/s。若粒子直徑在5mm左右，氣速可取3~4m/s，回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的容積傳熱系數(shù)約為100~200 kcal/m3?h?℃。
　　 回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī) 在化學(xué)工業(yè)中，廣泛地用于各種粒狀物料和小塊狀物料的干燥，如硫銨、石灰石、黃鐵礦、磷酸鹽等。若在轉(zhuǎn)筒中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)恰當(dāng)（如在轉(zhuǎn)筒的物料進(jìn)口端掛上鏈條等），還可用于膏狀物料的干燥。由于轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)數(shù)可在1~10rpm和傾角可在2°~10°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因此，可以調(diào)節(jié)物料在干燥過程中的停留時(shí)間，所以被干燥濕物料的含水率范圍較廣。如硫酸銨含水率為3.5%左右，而酸式磷酸鈣的含水率為55%~57%。
　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)根據(jù)允許的干燥溫度、被干燥物料允許的污染情況決定采用熱空氣或煙道氣做干燥介質(zhì)。決定物料和干燥介質(zhì)的給熱情況。目前國(guó)內(nèi)回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)干燥介質(zhì)與物料之間的給熱方式有三種：直接傳熱、間接傳熱和復(fù)式傳熱。干燥介質(zhì)與濕物料之間有三種流向：并流、逆流、并流和逆流聯(lián)合的。如：礦石、PVC、復(fù)合肥料、粘土、煤等。間接加熱型主要適用于降速干燥階段較長(zhǎng)的物料和熱敏性物料的干燥，如硫銨、有機(jī)晶粒、瀝青土等。復(fù)合加熱型主要適用于粉狀及較輕物料的干燥如：磷肥、調(diào)和粘土、磷石膏等。
　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)內(nèi)物料與介質(zhì)流向是根據(jù)物料性質(zhì)和最終含水率而定。并流只適用于濕度較大時(shí)允許快速干燥，不致發(fā)生裂紋、焦化，干燥后不能耐高溫，吸濕性小的物料的干燥。而逆流干燥熱推動(dòng)力差不大，適用于物料不允許快速干燥， 初濕較大的物料。一般情況下，逆流操作出口物料含水率比并流低一些。
　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)有連續(xù)生產(chǎn)和間些生產(chǎn)兩種，絕大多數(shù)是連續(xù)的。間歇生產(chǎn)往往處理量小、干燥過程中間有轉(zhuǎn)晶、焙燒等要求時(shí)采用。目前回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)有負(fù)壓和正壓兩種操作。一般采用負(fù)壓操作，負(fù)壓操作粉塵飛揚(yáng)少，特別適用于物料在干燥過程中產(chǎn)生有毒、有異味氣體或粉塵時(shí)采用，負(fù)壓操作有利于表面水的汽化，干燥效果好。
　　回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)具有產(chǎn)量大、系統(tǒng)阻力小、操作上允許波動(dòng)范圍大，操作方便等優(yōu)點(diǎn)。但缺點(diǎn)是設(shè)備占地面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備笨重、鋼材消耗較多、一次性投資也較大。
　　需干燥的物料經(jīng)加料器輸送到回轉(zhuǎn)圓筒干燥機(jī)的進(jìn)料箱，經(jīng)加料管進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)。物料從較高一端加入，熱載體由低端進(jìn)入，與物料成逆流接觸，也可以熱載體與物料一起并流進(jìn)入筒體內(nèi)。隨筒體轉(zhuǎn)動(dòng)，物料在重力作用下運(yùn)行到較低的一端，濕物料在圓筒內(nèi)向前移動(dòng)過程中，直接或間接得到熱載體的給熱，使?jié)裎锪系靡愿稍铮缓笤诔隽隙怂统?。在圓筒內(nèi)裝有各種形式的抄板（抄板形式依據(jù)所處理物料的不同而不同）其作用是把物料抄起來灑下，形成料幕，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)。尾氣經(jīng)旋風(fēng)分離器將氣體內(nèi)所帶物料捕集下來。如需進(jìn)一步減少尾氣含塵量，應(yīng)經(jīng)過袋式除塵器或水浴除塵器除塵后排空。
　?。ǘ┬阅芴攸c(diǎn)：
　?。?）生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；
　　（2）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便；
　?。?）故障少，設(shè)備維護(hù)費(fèi)用低；
　?。?）適應(yīng)范圍廣，可以用于處理顆粒狀物料和附著性較強(qiáng)的物料；
　?。?）操作彈性大；
　?。?）清掃容易。
　?。ㄈ┲饕攸c(diǎn)及適用范圍
　　主要適用于化工、醫(yī)藥、輕工、煤炭、建材、食品及冶金等行業(yè)中的顆粒狀物料。如化工行業(yè)中的硫酸銨、氧化錳、碳酸鈣、磷酸三鈉等物料的干燥，
　　已用于尿素、焦亞硫酸鈉、鈣鎂磷肥、輕質(zhì)碳酸鈣、磷礦、硫酸銨、硝酸銨、氮磷復(fù)合肥料、磷礦、硫精礦及碳酸鈣、染料硫化藍(lán)、淀粉、輕質(zhì)碳酸鈣、苯甲酸鈉、三鹽基硫酸鋁、葡萄糖、草酸、酵母、煤粉、味精、硝酸鈉、立德粉、增白劑、重堿、拉開粉、電玉粉、碳酸氫鈉、鹽基鋅、硫酸鉻、骨膠、活性炭、硫精礦、石棉礦等物料的干燥。
　　二、穿流回轉(zhuǎn)干燥器
　　旋轉(zhuǎn)通風(fēng)式干燥機(jī)也稱穿流回轉(zhuǎn)干燥器，按其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和工作原理，說它是臥式回轉(zhuǎn)流化床也可，說是回轉(zhuǎn)干燥機(jī)也可。它是回轉(zhuǎn)干燥機(jī)和流化床干燥機(jī)相結(jié)合的產(chǎn)物。有些文獻(xiàn)中將其歸類于流化床干燥器中，也有按回轉(zhuǎn)干燥器分類，在本書中也按后者分類。
　　（一）結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)
　　水平安裝的長(zhǎng)圓筒體壁上開有許多小孔，筒體內(nèi)壁沿圓周等距離裝有許多抄板（三角形），抄板端部從入口側(cè)向出口側(cè)傾斜。抄板上也開有許多小孔。筒體上裝有2個(gè)滾輪，分別由2個(gè)支承托輪支承。電機(jī)通過減速后由小齒輪驅(qū)動(dòng)大齒輪帶動(dòng)筒體回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)筒體與物料進(jìn)口端及出口端均設(shè)置密封結(jié)構(gòu)。在回轉(zhuǎn)筒體外設(shè)有外殼，在外殼內(nèi)沿著軸向設(shè)有隔板，它將干燥器隔成幾個(gè)獨(dú)立的加熱室。每個(gè)室有熱空氣進(jìn)、出口。并在轉(zhuǎn)筒體與外殼間設(shè)有動(dòng)密封，防止熱空氣未進(jìn)筒體料層而短路。在外殼下安裝有細(xì)粉接收斗及螺旋輸送器。
　　由于熱空氣僅從滯留有物料層的部分抄板的下部吹入，故從入口直至出口的熱空氣全部由物料的側(cè)下端四分之一處吹入筒體，裝有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)，熱空氣就不會(huì)短路。因干燥器內(nèi)物料借轉(zhuǎn)動(dòng)向前移動(dòng)，接近活塞流，故停留時(shí)間分布很窄。當(dāng)干燥時(shí)間需要延長(zhǎng)時(shí)，它在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可由出口調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)，這時(shí)由連續(xù)出料變?yōu)殚g歇出料。尾風(fēng)夾帶的細(xì)粉顆粒由旋風(fēng)分離器捕集后，由引風(fēng)機(jī)排空。
　　回轉(zhuǎn)筒體外殼沿長(zhǎng)度方向被分成幾個(gè)獨(dú)立的箱形殼體，每個(gè)殼體內(nèi)設(shè)置鼓風(fēng)機(jī)、空氣加熱器、進(jìn)氣口及排氣口。物體在第1室進(jìn)行表面脫水以及部分內(nèi)部水分的脫除，干燥后尾氣的相對(duì)濕度較高，降溫也較多，因此將尾氣排棄。而第2室主要是脫除部分內(nèi)部水分，進(jìn)行第2階段的干燥，水的蒸發(fā)量小。因此，尾風(fēng)的溫度較高，相對(duì)濕度也很低，將這部分尾氣循環(huán)使用，以作為第1室的進(jìn)氣。這樣，尾氣排棄的熱損失比一般對(duì)流式干燥器要少得多，熱效率可達(dá)75%左右。
　?。ǘ└稍镌?br /> 　　加入的物料借筒體的回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)和抄板的上下翻動(dòng)，一面在床層內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，一面向出口側(cè)移動(dòng)。熱空氣通過筒壁上的小孔及抄板上的小孔穿過物料層，物料在運(yùn)動(dòng)過程中與熱空氣成90°夾角充分直接接觸，進(jìn)行傳熱與傳質(zhì)，達(dá)到脫水干燥。
　　由于物料隨抄板升舉而又落下，使物料的暴露面積很大，與熱空氣接觸面積又不斷更新，熱空氣進(jìn)口至出口穿越的距離僅為筒體直徑，使顆粒內(nèi)部遷移到表面的濕分迅速汽化及時(shí)排出。因而干燥速率高，干燥均勻。
　?。ㄈ┎僮鲄?shù)
　　1．操作壓力
　　為了避免在回轉(zhuǎn)筒體與固定部分密封處漏出熱空氣及粉塵而漏入空氣，在筒體內(nèi)控制為微負(fù)壓。熱空氣自下而上穿過物料層，其阻力損失隨顆粒密度、粒徑及形狀而異，一般為100~600Pa。對(duì)于壓力的調(diào)節(jié)，通常使鼓風(fēng)機(jī)的操作條件不變，而由引風(fēng)機(jī)入口處調(diào)節(jié)蝶閥來完成。
　　2．物料粒徑
　　物料為粒狀、塊狀或片狀，其粒徑為2~30mm最為適宜。對(duì)于粒徑小的粉狀物料，由于空隙率小，不僅阻力大，通風(fēng)不均勻，而且風(fēng)速也不能取得較大。因此，較適合于不含大量粉塵的粗大顆粒。
　　3．物料進(jìn)口含濕量
　　只要物料呈粒狀，具有固體的流動(dòng)性，如果濕物料含有的水分為內(nèi)部水分，加入時(shí)不會(huì)出現(xiàn)粘附與堵塞，那么即使水分很高（如70%~75%濕基的聚丙烯酰胺）也能進(jìn)行干燥。
　　4．物料出口含濕量
　　物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可通過轉(zhuǎn)速、抄板角度、設(shè)備長(zhǎng)度及設(shè)備的水平安裝角加以調(diào)節(jié)，干燥時(shí)間通常為10~40min。還可調(diào)節(jié)出口堰高度，變連續(xù)出料為間歇出料，或在中間一定位置設(shè)置溢流堰，延長(zhǎng)干燥時(shí)間。如干燥4mm×4mm×4mm的塑料薄片，干燥時(shí)間為120min，干品含濕量可達(dá)到極低值。
　　5．干燥溫度
　　穿流回轉(zhuǎn)干燥器的使用溫度一般為100~300℃。
　　6．容積傳熱系數(shù)
　　由于床層內(nèi)物料不斷地翻轉(zhuǎn)使氣固相間傳熱傳質(zhì)均勻，干燥效果極為有效。它的容積傳熱系數(shù)可達(dá)1252~6255 kJ/m3?h?k（回轉(zhuǎn)式干燥器的容積傳熱系數(shù)最高為625.5~834 kJ/m3?h?k）。故對(duì)于相同物料和同等操作條件，穿流回轉(zhuǎn)干燥器的容積比較小。
　　三、管束旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)
　　管束旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)是在與旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)部等長(zhǎng)的同心圓內(nèi)藏式排列1~5列的加熱管。加熱列管間進(jìn)行傳熱干燥，這種干燥機(jī)稱為傳熱加熱干燥機(jī)，也可稱為蒸汽管束干燥機(jī)，它是間接加熱方式旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)的代表。
　　1950年起，隨石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展，本干燥機(jī)開始用于處理大批量的對(duì)苯二甲酸，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯等聚合物干燥?，F(xiàn)在廣泛應(yīng)用于一般化學(xué)領(lǐng)域，包括冶金、制陶工業(yè)、水產(chǎn)、紙漿、非金屬等部門。另外，用淀粉廠中自發(fā)電的多余蒸汽作熱源，對(duì)副產(chǎn)物進(jìn)行干燥。同樣，利用多余蒸汽干燥污泥、一般垃圾等工廠廢熱作為干燥機(jī)的熱源，還有啤酒工廠排放液的處理設(shè)備中產(chǎn)生的污泥進(jìn)行干燥。
　　帶水蒸汽管的旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)的特點(diǎn)：
　?。?）單位容積處理量大
　　干燥機(jī)為內(nèi)部設(shè)置加熱管片，因攪拌過程中直接接觸，傳熱系數(shù)大，且傳熱面積也大。單位容積傳熱量與一般直接加熱方式旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)相比，約大3倍。
　　大量連續(xù)處理含水率高的物質(zhì)時(shí)，體積傳熱系數(shù)值約需60~130kcal/m3?h?℃。需要設(shè)計(jì)制造大容量干燥機(jī)，直徑3.6~4.2m，長(zhǎng)20~36m，傳熱面積為4000m2。處理能力以干燥機(jī)為例進(jìn)行分析，處理量為260~600t/h時(shí)，需要熱交換15~30×106kcal/h。
　?。?）熱效率高
　　干燥時(shí)不需使用多余熱空氣，故排氣所帶走的熱損失可忽略不計(jì)。含本體表面散熱熱損失，整體效率為80%~90%，這表明有非常高的傳熱效率。即使與直接加熱的旋轉(zhuǎn)干燥機(jī)熱效率比較，可以說本干燥機(jī)具有高的經(jīng)濟(jì)性。特別是操作溫度在150℃以下的場(chǎng)合，熱效率最高。
　?。?）一定溫度下，進(jìn)行干燥
　　對(duì)間接加熱方式，加熱管的溫度是根據(jù)蒸汽壓力設(shè)定，一定溫度下加熱制品，即使處理量、含水率變動(dòng)，蒸汽的冷凝量也可能對(duì)應(yīng)增減。因此，可以在一定溫度下干燥。據(jù)此，本干燥機(jī)也適宜于熱敏性物料干燥，一般制品的溫度應(yīng)比蒸汽溫度低15~50℃。
　　（4）停留時(shí)間長(zhǎng)
　　通過調(diào)整，干燥機(jī)內(nèi)部可以得到最適宜的停留時(shí)間，通?？扇∪莘e比為10%~30%時(shí)，停留時(shí)間為30~60min。這種調(diào)整可根據(jù)內(nèi)部的停留和轉(zhuǎn)速進(jìn)行任意改變，對(duì)本干燥機(jī)也適宜于停留時(shí)間長(zhǎng)的操作體系。
　?。?）排氣中粉塵少
　　因能在80~95%高濕度下排氣，排氣量少，筒內(nèi)風(fēng)速小，粉塵量少,氣固分離設(shè)備投資少。
　?。?）系統(tǒng)能在密閉條件下操作
　　用于特殊設(shè)計(jì)的工程時(shí)，系統(tǒng)能在密閉條件下操作。干燥機(jī)能回收蒸發(fā)的液體（溶劑）；當(dāng)需要密閉系統(tǒng)為必要條件時(shí)，能用氮?dú)庖苑乐怪破费趸?br /> 　　（7）操作容易
　　當(dāng)干燥溫度變化小時(shí)，即使處理量和含水率發(fā)生變化，也能保證充分的時(shí)間。故操作簡(jiǎn)單，不需復(fù)雜的操作管理。