回转烘干机研究与应用

　　回转式烘干机由于其设备简单，工艺简捷，单机产量高，易于维护和管理等优点，在建材、化工等许多行业有着广泛的应用，但传统结构的回转式烘干机普遍存在着热效率低、能耗高的问题。这里笔者从不同类型烘干机比较分析结合烘干机改造实践，探讨了回转式烘干机实现的技术途径。
　　
　　1、回转式烘干机与其它类型烘干机的比较分析
　　
　　沸腾烘干机和流态化烘干机是比较常用的两种烘干设备，其热效率比较高的主要原因在于物料在热介质（高温烟气）或机械力的作用下，基本处于悬浮或近似流态化状态，物料和热烟气接触充分，换热条件良好，有利于换热效率的提高。而传统回转式烘干机由于其结构型式的局限，物料与热介质充分接触时间很短。有关资料表明，回转式烘干机，其物料颗粒滞留于空中的时间仅是其沉落在筒体和扬料板内时间的10%～12.5%。这正是回转式烘干机效率较低的根本原因。因此，想要进一步提高回转式烘干机的热效率，应该从提高机内物料的滞空时间，增加物料和热介质充分接触机会，减少不必要热损失等几方面人手，对回转式烘干机本身而言，影响这几方面的因素主要有扬料装置结构型式、布置方式和烘干机转速，因此，研究改进烘干机扬料装置和设置适宜的回转速度成为实现目标的关键。
　　
　　2、回转式烘干机的现状及存在问题
　　
　　2.1扬料装置
　　
　　传统结构的回转式烘干机常见的扬料装置有螺旋型、“j”型、直板型、格子型，其中格子型热效率稍高，但结构复杂，较少采用。螺旋型多用作进出料螺旋，zui常见的为“J”型。在扬料板布置型式上，多为单一型式的扬料板交错布置。
　　
　　以zui常见的采用“J”型扬料板的烘干机为例，烘干机内部扬料装置，除进料螺旋外，全部为交错布置的“J”型扬料板，普遍存在扬料板数量少、结构型式单一且结构不合理的缺陷。在烘干机回转过程中，物料扬起高度低、抛撒范围小、轴向流速快，不能zui大限度利用简体截面，在较大的筒体截面上形成明显的热烟气“短路”通道（如图1所示），大大减少了物料和热介质充分接触机会，I、Ⅱ区为烟气“短路空洞”这是造成回转式图1“j”型扬料板扬料示意图烘干机效率低下的主要原因。
　　
　　回转烘干机扬料板
　　
　　2.2转速
　　
　　在保证扬料板卸空率的前提下，适当提高烘干机转速，可以增加单位时间内物料扬起次数，增加物料颗粒和热烟气接触机会，延长接触时间，提高换热效率。而且，不同的物料，颗粒大小和粘滞性不同，其卸空的难易程度不同，其要求的适宜转速就不同。从实际经验看，烘干矿渣、磷（肥）渣等颗粒较小且不粘结的物料时，直径2.2m以上的烘干机转速在4.5～5r.p.m比较合适，而粘土等物料要求转速就较低。当然，各使用厂家因情况不同有一定差异，这就要求设备厂家提供的设备有一定的适应性。
　　
　　表1为部分厂家不同型号烘干机的参数表。从表中数据看出，目前设备厂家提供的烘干机几乎全部为固定转速，烘干机的转速一般在2~5r.p.m之间，以2～4r.p.mzui多，较实际需要偏低且适应性差。这也是传统回转式烘干机烘干效率不高的重要因素之一。
　　
　　滚筒烘干机
　　
　　3、回转式烘干机的实现
　　
　　从以上比较分析可以看出，就设备本身而言，大幅度提高回转式烘干机热效率和产量的技术关键就在于提高物料在简体截面占有率、延长物料滞空时间、增加物料扬起次数，亦即设计结构合理、布置得当的扬料装置和适宜的回转速度。
　　
　　3.1扬料装置的改进
　　
　　理论上，物料烘干过程分为加热升温、等速干燥、降速干燥三个阶段。扬料板的主要功能是：导料、均流、扬料和阻料。只有结合不同的干燥阶段合理布置不同结构型式的扬料装置，使物料流速适当并有效利用整个筒体截面空间，增大物料对热气流的阻力，适当延长热烟气作用于物料的时间长度，才能强化热交换效果，提高热交换效率，快速完成烘干过程。
　　
　　基于此，设计了几种不同结构型式的扬料装置和组合方式，以适应不同的烘干阶段和物料品种，取得了很好的效果。
　　
　　各种扬料装置的作用和特点如下：
　　
　　①变高弧形扬料板（见图2）：充分带起并抛撒物料，zui大限度地在简体截面上形成料幕，同时具有较好的防粘结和破碎团块功能。适用于各种物料的加热升温阶段及粘性物料的等速干燥阶段初始段；
　　
　　②弧形扬料斗（见图3）：充分抛撒物料，
　　
　　在筒体截面上形成料幕的效果。适用于各
　　
　　种物料等速干燥阶段和矿渣等物料的加热升
　　
　　温阶段后段；
　　
　　③径向折流装置（图略）：加快料速、强制分区，同时可增大物料在空中运行距离，延长换热时间；
　　
　　烘干机
　　
　　④反向扬料板：轴向阻料，实现逆向交叉返料，延长物料机内停留时间。适用于加热升温和等速干燥阶段组合使用；
　　
　　⑤平板式扬料板：分层抛撒物料，纵向导料。适用于干燥各阶段。
　　
　　要达到烘干的目的，不同的烘干阶段和物料种类还必须有不同组合的扬料装置与之相适应。
　　
　　这里，笔者以某水泥厂烘干白垩土的直径2.4mX18m回转式烘干机为例，介绍一种扬料装置布置方案。
　　
　　如图4扬料装置布置图所示，以物料折向装置安装位置为界，沿简体长度方向分成三个区，每区有不同的安装组合，以适应物料烘干的不同阶段。
　　
　　l区：加热升温阶段，主要蒸发物料表面水。刚入机的低温物料与高温介质快速热交换，物料表面首先形成一层水膜，易形成粘料和“结壳”现象，所以该区主要采用变高弧形扬料板结合部分反向扬料板，一方面充分扬起并抛撒物料，在筒体截面上形成换热条件良好的料幕，同时增大物料碰撞和摩擦机会，充分利用了变高弧形扬料板的防粘结和破碎作用；脱去表面水的物料经径向折流装置快速进入等速烘干区。
　　
　　烘干机扬料装置布置图
　　
　　Ⅱ区：等速干燥阶段。此阶段主要在于逐步脱去物料的非化学结合水，同时大部分白垩土料块因产生收缩而碎裂，因此，该区主要采用弧形扬料斗，间隔布置一定数量反向扬料板，一方面充分利用弧形扬料斗抛撒充分，形成料幕效果好的特点加强换热，又可通过反向扬料板的定向返料，反复抛撒，适当延长物料在该区停留时间，强化传热效果，适应等速干燥阶段要求蒸发强度高，水分移动速度快的特点。
　　
　　Ⅲ区：降速干燥段。主要功能是，进一步提高物料温度，强化表面水分蒸发，提高烘干速率，保证烘干效果。因此，该区扬料装置的布置，由弧形与平板相间逐渐过度到*为平板形扬料板，实现互不交叉的分层扬料，逐渐扩大风洞面积，减小空气流动阻力，以适应水分蒸发和快速移动需要。
　　
　　三个区的长度可根据物料特点及各厂实际使用情况进行调整，以达到*烘干效果。
　　
　　3.2传动系统的改造
　　
　　为了满足不同物料对烘干机转速的不同要求，以及在条件许可的情况下，适当提高烘干机回转速度的需要，在减速机等不变的情况下，只需将原来的Y系列或J02泵列电机更换为YCT系列调速电机，其调速范围为132—1320r.p.m，烘干机转速一般可达到0～6r.p.m，*需要。从使用情况看，传动系统运行稳定，有助于实现提高烘干效率和增产的目的。
　　
　　4、使用效果
　　
　　无论从理论和实践方面，该技术都是十分有效和成功的。多家水泥厂运用此技术对原有烘干机进行了改造，虽然各厂物料种类、烘干机规格、配套设备和管理水平各不相同，但都取得了很好的效果，烘干机台时产量提高幅度都在50%～100%以上，煤耗下降在30%～50%，系统电耗明显下降，烘干机热效率大幅提高，对设备生产厂家和使用厂家都有一定参考价值。