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1 工作原理 微粉干燥機的工作原理與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機基本相同,都是利用旋轉(zhuǎn)氣流與物料顆粒間產(chǎn)生很大的相對運動,從而強化傳熱傳質(zhì)的原理來完成物料的干燥。所不同的是:微粉干燥機具有更強的破碎和分散能力,非常適合于超細物料的干燥;微粉干燥機具有可調(diào)式分級器,可以方便地控制產(chǎn)品的粒徑;微粉干燥機的結(jié)構(gòu)更加先進,檢修維護更加方便。微粉干燥機是集干燥、破碎和分級為一體的多功能干燥機。 2 設(shè)備結(jié)構(gòu) 微粉干燥機主要由喂料機、攪拌器、分級器、傳動裝置和干燥室等組成。具體介紹如下。 2.1喂料機 微粉干燥機的進料一般采用螺旋輸送機。對于膏狀粘性物料,需對輸送機進行特殊設(shè)計以防止物料堵塞和架橋。對于漿狀物料,進料可以采用容積泵進行加料。 2.2 攪拌器 攪拌器的作用是將團狀的物料打散,在熱風的共同作用下將物料流化。針對如膏狀、粘性和散狀等不同物料,可以設(shè)計不同形式的攪拌器。與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機不同的是,微粉干燥機的攪拌器可以設(shè)計成立式或臥式結(jié)構(gòu),分別適用于不同的場合。采用臥式結(jié)構(gòu)可以大大降低設(shè)備高度,且便于維護和檢修。 2.3 分級器 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機一般用于對于產(chǎn)品粒度沒有嚴格要求的物料,其分級結(jié)構(gòu)為干燥機頂部的固定式淘析環(huán)。微粉干燥機的頂部設(shè)有分級輪,其轉(zhuǎn)速可調(diào),適用于超細和納米級等粒徑有嚴格要求的物料。對于粒徑范圍要求非常嚴格的物料(如d90≥2μm),必要時可以采用多個分級輪。 2.4 傳動裝置 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機一般采用皮帶立式傳動,電機一般固定在筒體底部的機架上以增加設(shè)備的穩(wěn)定性。微粉干燥機的傳動裝置固定在整體型的機架上,幾乎沒有振動。相應于立式和臥式攪拌器,傳動裝置也有立式和臥式兩種形式。 傳動裝置的設(shè)計對設(shè)備的穩(wěn)定性影響很大。蘭化公司采用的國內(nèi)某廠家生產(chǎn)的10型旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機,由于傳動裝置設(shè)計不合理,設(shè)備運轉(zhuǎn)時振動非常大。 2.5干燥室 微粉干燥機和旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的干燥室基本相同。不同點在于由于進風方式不同,所以筒體的進風段不同。微粉干燥機不需要復雜的進風蝸殼和分配器。 3 設(shè)計計算 微粉干燥機的工藝流程與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機相似。筒體直徑一般參照旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的計算方法來確定。這里主要介紹攪拌器和分級器的設(shè)計方法。 3.1攪拌器的設(shè)計 攪拌器的形式和結(jié)構(gòu)以及轉(zhuǎn)動速度對干燥過程的影響很大。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的攪拌器都采用立式結(jié)構(gòu)如錨式、槳式和旋轉(zhuǎn)葉片式等),其結(jié)構(gòu)為多層形式以保證對物料的分散度。 微粉干燥機的攪拌器已由最初的立式結(jié)構(gòu)發(fā)展到臥式。其轉(zhuǎn)子多參照粉碎機結(jié)構(gòu)進行設(shè)計,破碎和分散能力很強。攪拌器的轉(zhuǎn)速可以在1000~4500rpm之間,具體數(shù)值根據(jù)干燥室的直徑和物性確定。干燥室直徑大時取小值,直徑大時取小值。攪拌器外緣的圓周速度約在50~80m/s之間。由于微粉干燥機的攪拌器轉(zhuǎn)速很高,加工后必須進行動平衡試驗。轉(zhuǎn)子的受力情況比較復雜,目前其所需功率主要憑經(jīng)驗選取。 3.2分級器的設(shè)計 微粉干燥機的分級器為離心式氣流分級器,它依靠葉輪高速旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的離心力和氣流的向心力之間的作用把細粉與粗粉分開。分級器的轉(zhuǎn)速可以在1000~2000rpm之間,葉輪外緣的圓周速度約在20~30m/s之間。 進行分級器設(shè)計時,根據(jù)干燥所需的風量,確定筒體直徑對應的葉輪直徑和****允許的葉輪轉(zhuǎn)速,以保證****分級能力。在生產(chǎn)過程中,可以對葉輪轉(zhuǎn)速和風量進行調(diào)節(jié)以滿足成品粉塵的粒徑要求。 4 應用情況 經(jīng)過多年的研制,于2000年開發(fā)成功立式微粉干燥機。2003年開發(fā)成功臥式微粉干燥機。該干燥機已獲專利并成功應用于工業(yè)裝置。 微粉干燥機非常適合于膏狀粘性物料的干燥。在用于干燥高濕含量的粘性物料時,若最終產(chǎn)品的濕含量要求很低,則單獨采用微粉干燥機時產(chǎn)量小且能耗很大,這時采用兩級干燥很有優(yōu)勢。 對于散狀或粘性不大的物料,凡是可以用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的物料都可以采用微粉干燥機干燥。而且微粉干燥機應用于這些物料時效果更好。通過對轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的改造,微粉干燥機可以應用于有機物如丁腈橡膠等的干燥。 納米物料在潮濕狀態(tài)下,由于強大的表面結(jié)合力使得物料具有極大的粘性,導致物料結(jié)團,流動性差,輸送困難,給干燥帶來困難。在干燥過程中,這種結(jié)合力引起物料團聚,影響產(chǎn)品性能。因此干燥過程中應防止物料架橋,對團聚物料有效打散。另外,納米物料中一般都含有改性劑,無論是有機的還是無機的,受熱都易分解。因此,納米物料干燥時需考慮物料的熱敏性。 微粉干燥機的攪拌器具有很強的破碎能力和分散能力,可以將團聚的物料打散,再經(jīng)分級器分級,完全能夠滿足粒度要求。同時,物料在微粉干燥機中的停留時間很短,物料不會變質(zhì)。天華院開發(fā)的微粉干燥機已經(jīng)成功應用于納米碳酸鈣、納米氫氧化鋁、微粉級氫氧化鋁和納米氫氧化鎂等物料的干燥。 內(nèi)蒙古某廠的納米碳酸鈣生產(chǎn)線由于使用了旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機,導致產(chǎn)品中有超標大顆粒,無法滿足要求。2002年1月,該廠家對其進行改造采用了微粉干燥機,產(chǎn)品性能大大改善,完全滿足了廠家的要求。這充分說明微粉干燥機的優(yōu)越性。 另外,微粉干燥機還可以直接干燥對漿狀物料如分子篩等進行干燥。 5 結(jié)束語 微粉干燥機是在旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的基礎(chǔ)上開發(fā)出來的一種新型干燥機。但微粉干燥機的結(jié)構(gòu)型式更加先進,性能更優(yōu)越,尤其適合于超細物料的干燥。微粉干燥機的制造費用與旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機相比增加不多。在納米技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天,微粉干燥機的應用范圍將會越來越廣闊。 閃蒸干燥機的上市可以說是一個全新和良好的貢獻,因為該設(shè)備可以做到粉碎和篩分等一些細節(jié)工序,還可以避免物料在底部高溫區(qū)所產(chǎn)生的變質(zhì)。另外由于設(shè)備的設(shè)計結(jié)構(gòu)的完善,已經(jīng)有效的延長了閃蒸干燥機的使用壽命,因此該設(shè)備是非常優(yōu)越的。 在各種混亂的干燥機,各種結(jié)構(gòu),干燥機的原理,和干物質(zhì)的質(zhì)量是不同的 國內(nèi)制造雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的廠商很多,但總體設(shè)計和制造水平相對較低,對這一經(jīng)典實用設(shè)備沒有實質(zhì)性的提高,更談不上對此類產(chǎn)品的優(yōu)化組合。然而,造成雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機發(fā)展緩慢的真正原因是沒能結(jié)合理論去研究雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的性能與應用。筆者以真空干燥理論為依據(jù),對國內(nèi)雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機的的實驗室離心噴霧干燥機還帶動了很多行業(yè)的發(fā)展,比如對于國內(nèi)的乳品業(yè)、染料化工業(yè)、醫(yī)學醫(yī)藥業(yè)、陶瓷業(yè)以及新能源等的發(fā)展提供了良好的條件。該設(shè)備在工作的時候,主要表現(xiàn)出的特點為:工作效率高,干燥效果好,易包裝,易攜帶等。在很多的工業(yè)應用中,廣泛使用了流化床技術(shù),如干燥、涂覆、團聚、燃燒等。流化的一般原理是流態(tài)的形成。因此,固體顆粒床層被氣流(流化氣體)滲透。當氣流在顆粒上的阻力與顆粒上的重力平衡時,就實現(xiàn)了流化。在這種狀態(tài)下,顆粒和氣體的混合物表現(xiàn)出流體性質(zhì)。 振動流化床干燥機廣泛應用于工業(yè)領(lǐng)域。與的實驗室離心噴霧干燥機表面張力是以影響干燥和霧化機理來影響干燥產(chǎn)品性質(zhì)的。霧滴中含有微細液滴的比例提高了,霧滴分布就更寬,表面張力低的料液產(chǎn)生霧滴較小,而表面張力高的生產(chǎn)較大的液滴,尺寸分布也較窄。 |
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