有效提高转筒烘干机热效率的方案研究

发布时间:2015-03-16 09:40:25

随着现代工业的发展，更加注重对设备能耗及热效率的控制，对烘干机的使用也不例外。传统的转筒烘干机在应用过程中存在着热效率低的现象，这也导致了烘干系统不能实现较佳的工作状态，影响了生产效率的提高。因此，本文就从转筒烘干机的热效率出发，探讨节能降耗的目标。

转筒烘干机热效率

实现转筒烘干机的效率高节能就是用较小干燥容器实现较大蒸发水分，即干燥强度大；节能，就是以较小能耗获得较大蒸发水量，即热效率高。

热效率用于评价烘干机的热利用率，是指水分蒸发所需要的热量与热源提供给烘干机的热量之比，热源提供给烘干机的热量主要包括水分蒸发需要的热量、物料升温所需热量、热损失。

烘干条件

转筒烘干机的烘干原理可以从两个方面来看：①湿物料在转筒内运行。进料端的封闭螺旋输送机将湿物料输送到筒内，在转筒转动时，筒内料铲将物料扬起散落，使湿物料与筒内热风以及加热的筒壁充分接触，力物料的水分汽化蒸发至烘干，而烘干的物料散落在出料端时经出料螺旋输送机而输出。而烘干过程中物料带来的水蒸汽与风混合形成废气，经过旋风分离器吸出回收废气中的干物质，再用引风机将废气排出。②对流烘干。以热能对流实现对湿物料的直接加热烘干是转筒烘干机的对流烘干方法，湿物料输送到转筒内时温度较低，与筒内热顺成强烈温差，在相过程中通风量量足够的高温热风与物料的直接接触实现热交换来增高物料的温度，以使物料的水分汽化蒸发直至烘干。

烘干机热效率优化研究

转筒烘干机中物料和载热体的接触方式有两种，即物料与载热体直接接触加热，以对流传热方式进行烘干；载热体不直接与物料接触，间接加热，烘干所需的全部热量都是经过传热壁传给物料。

按照接触方式，可将转筒烘干机分为三种类型，即直接加热式、间接加热式、复合加热式。在此介绍就直接和间接加热方式的研究进行讨论。

一、直接加热式

直接加热式转筒烘干机具体的提高热效率的方法主要包括充分利用热面空间：改进抄板形式、模型优化、穿流干燥、废气循环、破碎装置。

1、改进抄板形式

改进结构形式：如在抄板上设置凹槽、设计活动式抄板、采用带挠性件弧形抄板、抄板末端安装弯曲齿等等。

改进分布形式：沿转筒纵向将转筒分为几个区间，在每个区间内设置不同的形式的抄板，如大倾角式、倾斜式、带清扫装置圆弧型抄板等等。

改进抄板形式主要是延长物料的下落时间，搅动物料均匀干燥，充分利用热面空间，从而提高热量利用的程度，提高热效率。

2、模型优化

建立抄板模型，模拟抄板较大持料量，使得持料量增加，撒料也更均匀，增大物料与热风的接触面积，提高热效率。抄板模型可以适用于具有复杂截面的抄板结构，以及在不同安装角时抄板的持料与撒料量计算。

3、穿流干燥

使热风与物料成直角方向进行加热干燥。热风从开有许多小孔的筒体外吹入筒内，其方向与筒体内物料运动方向成直角，物料在每次升举下落中与垂直吹进的热风充分接触。

这种方法水分扩散距离短，有效地提高了热量利用程度，无大颗粒出现，产品收率高。

4、气循环

将出口气体进行回收利用，与新鲜空气按一定比例混合吹入干燥器，较适合的比例可以使能量传递较小，研究循环对被干燥物料较终水分含量的影响。

5、破碎

转筒内设置烘干格栅、破碎器、打散装置等破碎装置，将被抄板抄起的散状物料进一步破碎，增加干燥机内冷、热介质换热面积，使物料抛洒均匀，干燥更充分，节能效果好。

二、间接加热式

提高直接加热式转筒烘干机热效率的方法主要包括改进管束换热、循环热风。

1、改进管束换热

在转筒中空腔内的若干根换热管，所述换热管通过转筒内壁相固接的至少两块横置的支承管板安装在转筒内腔中，再从该内腔进入与管板相连通的换热管内，通过管束的换热及转筒的旋转对管束外物料进行加热、翻转、搅拌，从而使物料达到均匀干燥的目的。

与传统形式相比，降低制造成本和加工难度，并有效解决了换热管旋转时受力不均现象，以及换热管与管板之间的泄漏问题。减少旋转所需的功率，一定程度上提高了热效率。

2、循环热风

转筒内部轴线方向上设置直径大且贯穿整个筒体的中心火管，主要作用是通过循环热风的热能来烘干物料干燥区的物料。通过循环热风提供了足够的热能。

除此之外，其他改进方法如：板式加热、利用导热油炉的烟气预热转筒内的空气以减少能耗等改进方式。

综合来看，常规式转筒烘干机热效率提高方法较多，而间接加热式的烘干强度研究比较缺乏。综合优化转筒的主要方法就是建立烘干过程的运动模停留时间模型等来优化操作参数，达到整体提高烘干强度和热效率的目的。

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