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穿流干燥机的设计和应用领域
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在油料预处理工艺中, 烘干去水是十分重要的工序之一, 它直接影响着油料贮存、浸出残油、粕结块等后序指标。目前常用的烘干设备有平板烘干机、履带烘干机、过桥烘干机等, 这些烘干设备在处理小吨位油料方面优势明显, 而用于千吨以上油厂时效果并不理想, 往往通过多台设备并联或串联来实现, 占地面积大, 输送设备多, 操作维修难。本文介绍一种适合大吨位油料烘干的新型干燥机———穿流烘干机的设计与应用。
1 设计原理———干燥机理与干燥过程分类
1.1 干燥机理
油料内部水分可分为结合水与非结合水, 油料水分开始时均匀分布在油料中, 由于油料表面水分的汽化, 遂形成物料内部与表面的湿度差, 由于物料内部的水分借扩散作用向表面移动而在表面汽化, 汽化的水分被介质及时带走, 从而达到干燥目的。
1.2 干燥过程分类
油料干燥过程是传热与传质相结合的过程。按照热能传给湿物料的方式, 干燥分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥与联合干燥。
传导干燥又叫间接加热干燥, 载热体为加热蒸汽, 将热能以传导的方式通过金属壁传给湿物料, 使湿物料中的水分汽化, 水汽由周围的气流带走; 平板烘干机就属于此类干燥方式。
对流干燥又叫直接加热干燥, 载热体为热空气, 将热能以对流方式传给与其直接接触的湿物料, 以供给湿物料中水分汽化所需要的热量, 并将水蒸气带走; 履带烘干机、过桥烘干机属于此类干燥方式。
联合干燥是由以上其中的两种或三种方式组合干燥;穿流烘干机就是基于这种理念, 利用传导与对流两种方式联合干燥, 既利用传导方式将热能通过金属壁传给湿物料, 又利用对流方式通过热空气将湿物料汽化的水蒸气带走。
2 穿流干燥机的组成与结构
穿流烘干机主要由穿流主机、进出料闭风器、进出风网系统、自动显示与控制系统等组成。
2.1 穿流主机结构
穿流主机由机架、穿流Ⅰ层、穿流Ⅱ层、排渣刮板、传动系统等构成, 如图1 所示。穿流Ⅰ层由间接汽加热板与筛板交替平铺而成, 间接汽加热板由槽钢、角铁、钢
板、进汽口与泛汽口焊接而成。板与板间距1m, 板与板中间部分由筛板填充, 是热气流自下而上的通道。穿流Ⅱ层主要有筛板平铺而成。传动系统由主减速机、前后主轴、链条、链板与帆布带等组成, 减速机采用变频调速。
2.2 穿流干燥机风网系统
该风网系统由风机、换热器、刹克龙及风管组成; 其运行路线为: 风机→ ( 换热器) →进风口→主机气室→穿流Ⅰ层→穿流Ⅱ层→出风口→刹克龙→排入大气。风机吸入干净空气后由换热器加热, 然后被鼓入穿流气室, 热空气穿透油料层带走湿热蒸汽, 从出风口汇集至总排汽管道, 再进入刹克龙净化除尘, 最后将干净的空气排入大气。
在实际生产中, 常常需要紧急停车, 此时穿流烘干机内充满物料, 时间过长物料会过干, 甚至容易产生危险。在安装中, 可将换热器跨接使用, 并在两条管路中装入风门。当遇到紧急停车时, 关闭换热器前风门, 打开支路风门, 向穿流烘干机内鼓入冷风, 赶走热空气, 使机内空气降温, 避免物料高温致燃。
2.3 穿流烘干机自动显示与控制系统
2.3.1 料位显示
物料通过闭风器后进入存料箱, 当物料达到低料位后, 低料位指示灯亮; 当物料达到高料位后, 高料位指示灯亮。
2.3.2 温度显示
穿流Ⅰ层末端料温显示, 穿流Ⅱ层出料口料温显示,换热器后热风温度显示。
2.3.3 进口料位自控
进口料位分高料位与低料位。当物料超过低料位时,穿流开始运转, 当物料超过高料位时, 穿流运行加快, 当物料低于低料位时, 穿流运行减慢直至停止。
为保障安全, 如果低料位指示灯亮持续3min 以上视为停车, 系统自动报警。最低料位为穿流安全料位, 可起到料封作用, 避免风从进口排出。
2.3.4 出口料温自控
即通过热电阻检测穿流出口料温, 采用智能PID 调节仪调节换热器间接汽管路中的气动调节阀的开启大小, 来调节换热器的蒸汽流量, 以达到物料所控温度, 并使之趋于恒定。
3 穿流烘干机在油料烘干中的应用
油料由闭风器进入穿流存料箱, 在料位自控下既保证了安全料封, 又保持了穿流运行中的料层高度。穿流Ⅰ层油料在平板烘干作用下, 将热能传至油料表面, 再由表面
传至油料内部, 这是传热过程; 油料中的非结合水则从油料内部以液态或气态扩散透过物料层而达到表面, 这是传质过程。当油料运行至平板之间的筛板时, 受到自下而上
的热气流冲击而上下翻腾, 起搅拌作用, 这样不但及时带走油料表面的水汽, 而且使油料均匀受热, 避免出现局部烤糊现象。油料在穿流Ⅰ层经历了5 次传导干燥, 4 次对
流干燥, 传导对流交替进行, 使油料表面所产生的水汽压力始终大于干燥介质中水汽压力, 保持了一定的汽化水分推动力。
当油料进入穿流Ⅱ层后在筛板上方运行, 热风经换热器加热后, 进入穿流气室分配后, 穿过筛板及油料, 直接进行对流干燥。通过检测出口料温控制换热器进口蒸汽流量, 继而控制热风温度, 将油料水分烘干至要求范围之内。穿流下层通过锥形料斗与回渣刮板连接, 当油料碎渣透过筛板间隙下落后, 通过刮板及时排掉, 避免积料造成高温燃烧。
4 穿流烘干机操作技术参数与注意事项
4.1 操作技术参数
以1 000t/d 为例, 穿流外形为长20m、宽1.5m、高4.5m, 链条运行速度为2m/min 左右, 热风温度为100~110℃, 出口料温为70~80℃。
4.2 操作注意事项
①经常检查机内两端是否有死角积料, 如有应及时排除死角。②如遇停车时间长时, 应及时将机内温度降低, 以免油料燃烧。
5 结束语
穿流干燥机结构简单, 运行可靠, 适应性强, 处理量大且去水效果好。生产实践证明, 穿流烘干机可去水5%～8% , 是大吨位浸出油厂烘干油料的理想选择。
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