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      干燥設備

      時間:2021-10-29   作者:互聯網搜集整理

      drying equipment

      簡介

      用熱力使濕物料表面的蒸汽壓大于周圍介質的蒸汽壓,表面水不斷汽化,內部水不斷向表面移動降低濕物料水分的設備。
      分類 根據干燥介質與被干燥物料的熱能傳遞方式,干燥設備分為直接傳熱式和間接傳熱式兩大類。
      直接傳熱式 熱煙氣與濕物料直接接觸。這種干燥設備結構簡單,干燥效率高,對被干燥物料有一定程度的污染,如沸騰床干燥機,滾筒式干燥機等。
      間接傳熱式 熱煙氣不與被干燥物料接觸,通過特制的隔層把熱量傳給濕物料,這種干燥設備結構較復雜,熱效率較低,對被干燥物料基本沒有污染,如螺旋干燥機、管式滾筒 (蒸汽)干燥機等。
      評價指標 主要有干燥設備蒸發強度、熱效率和處理能力。
      蒸發強度 干燥設備每小時、每立方米容積所蒸發的水量 (kg/m3·h),簡單的計算公式為

      式中E為蒸發強度,kg/ (m3·h); W為每小時蒸發的水量,kg/h; V為干燥機的有效容積,m3。
      熱效率 物料在干燥設備中分布的程度及其與干燥介質作用的情況,由下式確定:

      式中Q為消耗的熱量,kJ/h; W為每小時蒸發的水量,kg/h; i為溫度t時的水蒸氣熱含量,kJ/kg; t為煤的最初溫度,℃。
      處理能力 單機單位時間的處理量。
      滾筒干燥機 在傾斜安裝的轉動的滾筒內,使熱煙氣與濕物料直接接觸進行脫水干燥的機械。
      滾筒干燥機用于煤炭干燥作業適應性強,對入料水分、粒度、粘度等沒有嚴格要求,只要根據原料性質適當選型即可。它可以對混合粒級進行干燥,也可以對某一粒級或浮選精煤,煤泥單獨干燥,且運行可靠,操作方便,電耗較低,應用較廣。缺點是笨重,制造復雜,設備費和安裝費較高。
      結構 直接傳熱順流式滾簡干燥機由圓筒型機體1、托輪及滾帶圈2、驅動裝置3、傳動外齒圈4、擋托輪及前后密封設施5等所組成(圖1)。筒體兩端分別伸入給排料箱,有密封設施密封,以防在工作時外部冷空氣吸入或內部氣料溢漏。在筒體的入料端內約1. 5m處設有螺旋式導料板,其作用是迅速而均勻的將物料導入機內。導料板后面設揚料抄板,其形狀可為直板、折板或弧形板等,其作用是把被干燥的物料隨筒體的轉動揚舉到一定高度后下落,加大與熱煙氣接觸面積,以便更好的進行熱交換。有的滾筒內還設有活動翼板或鏈條,以減少物料的粘結和清除,破碎已結成的團塊,提高干燥效率。在滾筒的排料端口內1~2m處,一般不設置任何形式的揚料板,以免產生揚塵,減少尾氣中的含塵量。
      這種形式的干燥機在干燥煤炭時一般入口溫度控制在700~800℃,出口溫度控制在100~120℃,尾氣經兩次集塵后排至大氣。
      灑落式干燥機 豎置的筒形內裝有若干個灑煤葉輪,自筒下部導入熱煙氣流,被干燥的濕煤由筒上部給入,靠自重及灑煤葉輪將煤灑落與熱煙氣流呈逆流方式進行熱交換,濕煤所含的水受熱氣化蒸發,使產品水分降低。

      圖1 滾筒干燥機
      1—滾筒; 2—托輪; 3—驅動裝置; 4—傳動裝置; 5—密封裝置

      這種干燥機適宜于干燥13~0mm小顆粒的物料,如末精煤與浮選精煤、煤泥等的混合物,但其中浮選精煤或煤泥含量不能大于20%,否則極易形成膠著和粘結現象。由于這種干燥機為逆流直接傳熱式設備,因此,對熱敏性物料或高揮發分的煤炭不宜采用。其結構以SK-25型為例 (圖2),在1100×3000mm的矩形筒體內設10個φ300×3000mm的灑煤葉輪,在驅動裝置的帶動下,沿圖中箭頭所示方向轉動。2個灑煤葉輪之間的距離以保證上部灑煤葉輪灑下的物料能均勻的按要求落到下一個灑煤葉輪的適當位置即可。為了減少熱煙氣與物料在機體內形成短路,筒體內設置了與水平呈60°的大小擋板;在筒體的每段都設有泄壓閥,以減少一旦發生爆炸的危害。為了保證干燥系統在負壓下工作,給、排料口均采用鎖氣給排料設備,在機體上方設有尾氣排放口,機體下方側面設有熱煙氣入口。
      灑落式干燥機的缺點是被干燥的物料不能充分攪拌,顆粒干燥的均勻性差;在干燥介質初溫很高時,煤粒過熱而使揮發物逸出著火,在干燥過程中煤的物理一化學組成會發生變化,因而它未能廣泛地用以干燥煉焦煤。
      沸騰床層干燥機 載熱介質(煙氣)以一定速度穿過干燥室內的分布板,將進入干燥室內分布板上的濕物料呈流動懸浮狀態進行熱質交換,使濕物料所含水受熱氣化蒸發的機械設備。
      沸騰床干燥設備在美國、加拿大、澳大利亞等國的煤炭行業中應用較多,適用于中小粒度松散物料。設備結構簡單,生產能力大,熱效率高。由于分布板上物料的沸騰和溢出全憑引風機形成的負壓,因而動力消耗大。
      以美國麥克納利(Macnally)公司沸騰床層干燥機為例 (圖3),該機主機由干燥室及燃燒室2大部分組成。干燥室為鋼制近似于一個矩形的錐筒1,其底部直接坐于燃燒室熱煙氣出口2上,干燥室下部設一箅條床的布料板5,該板以1/24的坡度向排料端傾斜。箅條床上方設有自動噴水管6,以備過干燥而燃燒時自動熄火。在入料口下側壁上設進風口7,直通一次鼓風機,以備迅速降溫。燃燒室壁上側有泄爆閥,一旦產生爆炸時泄壓。干燥室頂部為矩形開口,直通集塵器。

      圖2 灑落式干燥機
      1—入料斗; 2、3—灑煤葉輪; 4—排料膠帶

      圖3 沸騰床層干燥機

      燃燒室為一圓形結構,外層由不銹鋼板焊成,內襯耐火墻,底部也鋪有耐火磚。燃燒室頂部圍有預熱風圈3,經過預熱的風由助燃風機送一部分至燃燒噴嘴,送一部分至磨粉機。燃燒爐有2個燃燒噴嘴4,噴嘴的噴燃口伸入燃燒室內,每個噴嘴有3個入口: 一為輕柴油,供初點火時配合電打火使用;二為煤粉與預熱風混合懸浮物,供正常燃燒;三為高壓風,供助燃及保持床層沸騰,同時也可調節燃燒室溫度。燃燒室上方有一個開口,直通旁路煙道,以備緊急降溫之用。
      該機工作時,濕物料經密封給料后,直接落入干燥室的篦床上,受床下頂入的熱煙氣的作用而呈沸騰狀態,此時料層體積膨脹,物料與熱煙氣接觸面積增加,加強了熱能交換,干燥效率高。
      沸騰床層干燥機型式較多,按結構有單層沸騰式、多層沸騰式、振動沸騰式、脈沖沸騰式等。
      管式干燥機 主體為一鋼制的豎管,管徑與高度決定于生產率和要求的干燥程度。被干燥濕物料送入管后,被載熱氣流懸浮進行質熱交換,完成干燥過程。
      該機適用于干燥13 (15) ~0mm級各種煤炭,在德國、前蘇聯等國應用較多。干燥煤炭入料溫度一般不超過800℃,排出的尾氣溫度控制在110~120℃。德國KHD公司制造的洪堡特干燥機,干燥管直徑達2.1m,小時蒸發水量達20~30t/h,煤在管中停留時間只有2~4s。
      管式干燥機占地面積小,設備投資低,單位蒸發強度高,干燥速度快,但運轉電耗大,主機磨損快,干燥成本較高。
      管式干燥機的結構如圖4所示,濕煤由給料機1、散料器2進入干燥管3,熱煙道氣由底部進風口8送入并以25~35m/s的速度上升,濕物料在熱氣流作用下隨之懸浮順流而上,同時進行熱質交換,使水氣化蒸發。干燥后的煤炭、水蒸氣及降溫后的煙道氣在引風機的抽吸下,經彎管至集料器4、集塵器5實現氣、料分離。干燥后的產品和煤塵分別由鎖氣器6、7排出。在彎管處設清掃裝置,以減少集塵。在干燥管下部設有排放口,以排除不能懸浮的大顆;驁F狀物料,并經輸送機送至干燥后的產品中。在集料器和集塵器上部設有安全閥,以備爆炸時泄壓。
      螺旋式干燥機 主機為一空心螺旋結構,物料自一端給入,在沿螺旋運動過程中與空心螺旋內載熱介質進行間接熱質交換,以使水蒸發,并降低濕物料水分的設備。

      圖4 管式干燥機

      螺旋干燥機為間接干燥,對被干燥的物料沒有污染,適宜干燥高質量精煤。因其間接傳熱,可以選擇不同傳熱介質,對溫度控制精確,可以避免局部過熱,幾乎完全消除自燃現象。物料被螺旋葉片推動運動,產生煤塵少,因此更適宜于干燥高揮發分的煤種。
      螺旋干燥機由機體及機頭兩大部分組成。機體由空心軸1、外套管2、漲縮間隙3、空心螺旋葉片4、阻隔板5、虹吸管6及轉軸7組成,轉軸支撐在U型槽體(圖中未畫出) 的軸承上。
      機頭由固定機殼8、密封環9、導向裝置10、彈簧11及自支承旋轉接頭12組成。
      螺旋干燥機有單螺旋、雙螺旋、四螺旋3種型式。因屬間接傳熱式,熱效率受到一定影響,同時受制造材質限制,介質溫度不能過高。但溫度容易控制,可避免局部過熱,螺旋轉速易調整等優點。

      圖5 螺旋式干燥機

      圖6 管式滾筒干燥機

      管式滾筒干燥機

      在一傾斜轉動滾筒內,設置一組料管,滾筒內通以低壓蒸汽,在滾筒轉動過程中,料管內物料與筒內低壓蒸汽進行間接熱質交換,從而達到水分蒸發干燥的目的。
      該機溫度容易控制,對產品沒有污染,而且對各種粒度級的物料都干燥得比較均勻。由于設備體積龐大,制造費用高,需要用大量蒸汽,因此一般只用于有排出廢蒸汽條件的團礦廠、冶金廠及熱電站。
      該機結構如圖6,它是由筒體1、中心管2、軸承3和4、料管5、給料裝置6、蒸汽管7、集水器8、U型邊結管9、冷凝水排出管10組成。在外齒圈11及小齒輪12的驅動下轉動因筒體與水平面呈8°~15°傾角,且料管5內有螺旋葉片,故物料可向卸料端移動排出,料管內給入一定量空氣,使之與物料平行移動,最后帶出水蒸氣自濕氣體排出口13排出。

      拓展資料

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