回转圆筒干燥器设计的计算.doc

第一章 概 述 1.1回转圆筒干燥器的特点 回转圆筒干燥器是古老而又有生命力的干燥器。由于运转可靠，操作弹性大，适应性强，处理能力大，广泛用于化工建材、冶金、轻工等部门。在化工行业中，如硫酸铵、硝酸铵、草酸、重铬酸钾、磷酸铵、硝酸、磷肥、复合肥等的干燥，也大多采用回转圆筒干燥器[2]。目前，国内使用的转筒干燥器与国外的型式基本相同。为了提高干燥性能，国内外新型设备研制动向亦大体相似，即通过组合设置不同几何形状的抄板，发展具有联合装置的回转圆筒干燥器。回转圆筒干燥器装置如图1-1所示。 图1-1：回转圆筒干燥器流程图[3] Fig1-1: Flow chart of rotary cylinder dryer[3] 1——回转干燥器；2——膨胀环；3——袋式除尘器（或湿式除尘器）；4——引风机； 5——旋风除尘器；6——斗式提升机；7——进风口；8——湿料输送机； 需要干燥的湿物料有皮带运输机或斗式提升机送到料斗，然后经过加料机构通过加料管进入进料端。加料管的倾斜度要大于物料的休止角，以便物料顺利流入干燥器内。干燥器圆筒是一个与水平线略成倾斜的旋转圆筒。物料自较高的一端加入，载热体也由此端加入与物料呈并流接触，也有载热体与物料呈逆流接触的，随着圆筒的转动，物料受重力作用向较低一端移动，湿物料在筒内前移的过程中，直接或间接地得到热载体的给热使湿物料得以干燥。干物料卸出后，经皮带运输机或螺旋输送机送出，在筒内装有抄板，抄板将物料抄起来又撒落，使物料与气流的接触表面增大，以提高干燥速率并使物料前移。载热体一般为烟道气、热空气或水蒸气等，湿物料被蒸出的水蒸混入烟道气内。烟道气排出干燥器后，一般需经旋风分离器将气体内所夹带的细粉捕集下来。如需进一步减少尾气含尘量，还应经过袋式除尘器或湿式除尘器后再放空。 回转圆筒干燥器一般适用于颗粒状、片状、块状物料的干燥，也可通过部分掺入干物料的方法，用来干燥黏性膏状物料或含水量较高的物料，并已成功地用于溶液物料（料浆）的造粒干燥中[4]。 回转干燥器有以下特点： （1）连续操作、处理量大、水分蒸发量高达10 t/h； （2）干燥器的主体是略带倾斜的回转圆筒，坚固、故障少、操作容易； （3）能适应被干燥物料性质的变化，与通风干燥、气流干燥、流化床干燥等干燥器相比，即使加入物料的水分、黏度等有很大变化，亦能适用； （4）回转圆筒干燥器的结构具有耐高温的特点，能使用高温等热风（如数百度的烟道气），此时比用其他干燥方法节省功率，特别是若使排风大量循环，则热效率可达80％以上； （5）设备复杂庞大，一次性投资大，占地面积大，填充系数小，热损失较大。 1.2回转圆筒干燥器的国内外现状及发展趋势 1.2.1 转筒干燥器的国内外现状 目前，国内使用的转筒干燥器与国外的型式基本相同[7]。为了提高干燥性能，国内外新型设备研制动向亦大体相似，即通过组合设置不同几何形状的抄板，发展具有联合装置的转筒干燥器。 按照被干燥物料的加热方式，可将目前的转筒干燥器分为五种类型，即直接加热式干燥器、间接加热式干燥器、复合加热式干燥器、蒸汽煅烧干燥器、喷浆造粒干燥器[5]。 1.2.2 发展趋势 随着人们对转筒干燥器研究的不断深入以及生产经验的不断积累，一些问题将会得到进一步的解决。转筒内抄板的结构形式对干燥效果的影响，将得到进一步的研究。也将会为转筒转数、倾斜度、干燥介质温度、速度对干燥速率的影响，提供较为准确的最佳参数范围。为进一步提高效率、降低能耗、优化干燥器性能，提高控制水平和产品质量，不断增强在线检测的能力，计算机技术、专家系统将在转筒干燥器的应用领域得到进一步的应用和发展[6]。 2.1工艺核算 工艺核算主要包括物料衡算和能量衡算。其工艺已知条件如表2-1所示。 表2-1 回转圆筒干燥器的已知工艺条件 Table 2-1 The known technological conditions of rotary cylinder dryer 进口含水量 出口含水量 产量（t/a） 相对密度（kg/m3） 进口温度（℃） 出口温度（℃） 复合肥比热容（kJ/kg﹒℃） 堆积密度（kg/m3） 20﹪ 3﹪ 100000 1200 60 70-80 4 1200 2.1.1 水分蒸发量 G1=10万吨/年==3.51㎏/s （2-1） ω1=20％，ω2=3％ c1==0.25 ㎏(水)/㎏(绝干物料) c2==0.031 ㎏(水)/㎏(绝干物料) 绝干物料量Gc Gc=G1(1-ω1)=3.51(1-0.25)=2.81 ㎏/s 则水分蒸发量W W=Gc×(c1 -c2)=2.81(0.25-0.031)=0.615 ㎏/s 2.1.2 空