硫酸钡烘干机

豪迈盘式干燥机设计
盘式干燥机是一种立式热传导型连续干燥装置,是一种高效节能的干燥设备。
（一）、盘式干燥机的总体结构：
 该设备主要包括：壳体，框架，大小空心加热盘，主轴，耙臂及耙叶，加料器，卸料装置，减速机和电动机等部件。
1．      空心加热盘：
 空心加热盘是该干燥机的主要部件，其内部通以饱和蒸汽，热水或导热油，作为加热介质。各层加热盘保持一定的间距，水平固定在框架上。
2．      耙臂和耙叶：
 每层加热盘上均装有十字耙臂，上下两层加热盘上的耙臂呈45°角交错固定在主轴上。每根耙臂上装有等距离排列的耙叶若干个，但上下两层加热盘的耙叶安装方向相反，以保证大,小加热盘上物料的正常流动。
3．      其他部件：
 电机通过减速机带动干燥机主轴转动。物料由干燥机上方的进料口进入，经各层加热盘干燥后由下部出料口排出。干燥机最外面是一壳体，使整个干燥过程在一密闭空间内进行。
（二）、盘式干燥机的特点：
     1．热效率高，能耗低，干燥时间较短：因物料在加热同时进行搅拌，故传热系数较高，可达60～130kcal/h·℃·m2加热面。由于是热传导型干燥方式，不存在对流干燥中由热风带走大量热量的弊端，所以热效率高，可达60%以上。由于物料的含水率不同，单位水分的蒸汽耗量为1.3～1.6kg蒸汽/kg水,干燥时间一般在5～80min。
     2．可调性好：加热盘的数量，主轴的回转速度，加热介质的温度和物料停留时间，都可根据需要进行调整，因此产品干燥均匀，质量好。
     3．被干燥物料不易破碎：由于耙叶的回转线速度最高只有0.8m/s，属于低速搅拌，物料在翻炒过程中不容易破碎。
     4．环境整洁：由于是密闭操作，无粉尘飞扬，改善了劳动环境，有利于操作人员的健康。
     5．无振动，低噪音，运转平稳，操作容易，设备直立安装，占地面积小。
     6．盘式干燥机的钢材耗量较大;受到运输条件限制，外形直径不能超过3.5m;如厂房是单层的,则进料口位置在比较高的顶部,需用斗式提升机。
    （三）、盘式干燥机的适用范围：
     任何一种干燥设备由于其自身的特点，都有一定适用范围，盘式干燥机也不例外。
1．     就物料状态而言，该干燥机适用于散粒状物料，而不适用于粘稠或膏状物料。因为粘稠状物料不易被耙叶翻炒，容易在盘面上结疤，使耙叶不能正常运转，甚至损坏。
2．     就物料热性能而言，各种物料均可以用该设备进行干燥。这是因为该干燥机可以用蒸汽，热水和导热油作为热源，可满足不同干燥温度的需要，同时该干燥机还可设计成常压型，密闭型和真空型等不同类型，以满足物料特殊性能的需要。
3．     就行业而言，该设备可用于化工，染料，农药，塑料，医药，食品，粮食等众多行业中。
（四）、盘式干燥机的干燥过程特点：
     盘式干燥机是增加搅拌作用的固定床热传导干燥，它也应该具有固定床干燥的一些特点。
1．      两个干燥阶段：在热传导干燥中，也可分为初期的物料表面水分蒸发
较快的恒速干燥阶段和末期内部扩散水分蒸发较慢的降速干燥阶段，与对
流干燥相比，没有那么明显和有规律，主要取决于干燥设备型式和操作工
况。对于固定床干燥来说，在恒速干燥阶段，物料表面温度趋近干燥机内空气的湿球温度(这个温度在干燥过程中是不断升高,并受机内压力影响)；在降速干燥阶段，物料温度越来越接近加热盘面的温度。
     2．对固定床热传导干燥过程的热工分析:
      (1).经过简化整理后,固定床热传导干燥过程的平均干燥速率um可表示为:
               gc·(c1-c2)     kc·(th-tb)
         um =-------------- = ----------------
                 ah·τ            γb
      在上式中:um-----平均干燥速率,(kg水/m2·h);
               gc-----全部绝对干物料量,可从物料衡算中求得,(kg);
               c1,c2----原料及产品的干基含水率,(%);
               ah----加热面积,(m2);
               τ----干燥时间或滞留时间,(h);
               th----加热介质温度(℃);
               tb----水分的蒸发温度,可近似取为表面温度,(℃);
               γb----水分在tb蒸发时的汽化潜热,(kcal/kg水);
                kc----热传导干燥时的总传热系数,(kcal/m2·h·℃)。
      (2).总传热系数kc的计算:
      根据傅立叶定律可知,经过平壁的稳定热传导的总传热系数按下式计算:
       kc=i/(1/αh＋δw/λw＋1/αf＋δm/λm＋1/αe)  (kcal/m2·h·℃)
      其中:αh----加热介质至加热盘内壁的传热系数,(kcal/m2·h·℃);
           δw----加热盘的壁厚,(m);
           λw----加热盘材料的导热系数,(kcal/m·h·℃);
           αf----加热盘外表面至物料的传热系数,(kcal/m2·h·℃);
           δm----物料层的厚度,(m);
           λm----物料有效导热系数,(kcal/m·h·℃);
        αe----在tb温度时,物料表面水分蒸发的传热系数,(kcal/m2·h·℃)。
       根据上式进行分析,对比各项因素对传热的作用,其中加热盘外表面至物料和物料层导热是主要因素,若忽略其他因素.该式可简化为:
             kc≈1/(1/αf＋δm/λm)
       这就意味着加热盘壁温可近似取为加热介质的温度th,物料表面温度ts可近似取为水分的蒸发温度tb。
       对于带有耙臂和耙叶的盘式干燥不同于典型的固定床干燥,由于耙叶翻动物料,强化了传热,所以做以上的简化,误差会缩小。
2．      盘式干燥与典型固定床干燥的区别：
 综观固定床热传导干燥过程可知，随着加热介质温度提高或水分蒸发温度降低（由操作压力降低引起的），温差推动力增加，干燥速率大；随着料层厚度增加，kc就减小，干燥速率减小，尤其是低导热系数物料。因料层厚而导热不佳，在加热盘盘面接触处易产生类似沸腾现象，造成该处热阻递增。加上干燥末期料温向加热盘壁温趋近，往往会使该处静止物料过热而变质。这就是固定床热传导干燥的致命弱点所在。
 基于上述情况，为了克服固定床干燥的缺点，盘式干燥机采用了耙臂耙叶连续转动搅拌装置，其作用是：
      （1）.不断地移动每层加热盘上的物料,使其沿阿基米德螺线轨迹运动,呈锯齿形布满于整个盘面。所移动的距离大概是单纯径向距离的4倍左右,增加了接触加热长度,有效地利用全部加热面积,大大地扩大了暴露表面,有利于传热和传质进行。
      (2).不端地翻动搅拌物料,使同批量物料层内物料有效混合,并不断地将表面冷湿物料翻到加热盘盘面处,保持一定的温差推动力,同时防止盘面处沸腾现象的出现,降低了热阻,提高了总传热系数和热效率。
      (3).确保整个干燥过程料层始终比较薄,通常为10～15mm左右,促进了传热和传质,提高了干燥速率和产品质量。
    (五)、五种干燥机的干燥特性对比:
盘式干燥机
箱式干燥机
耙式干燥机
转筒干燥机
气流干燥机
总传热系数k
kcal/m2·h·℃
60～130
2～30
60～80
100～200
kcal/m3·h·℃
500～3000
kcal/m3·h·℃
干燥强度u
kg水/m2·h
7～25
0.1～1(30～90℃)
1～10(气速0.6～1m/s)
10～15
15(200℃)
35(500℃)
kg水/m3·h
---------
干燥时间(h)
辅助操作时间
0.25～2.0
无
8～48
装卸盘:10～12
4～8
较少:1～2
0.1～2
无
0.2～5秒
无
单位蒸汽耗量
kg蒸汽/kg水
1.2～1.5
＞2.5
1.3～1.8
～2.2
1.8～4.2
热源
低压蒸汽,二次蒸汽,热水,导热油等
蒸汽,中温蒸汽
蒸汽
对流(高温气体250～800℃)
逆流,烟道气
高温气体＞300℃
烟道气
辅助设备
不必另置加热设备及除尘设备
风机,一般加热设备,不必置放除沉设备
真空设备,加热及除尘设备不必另置
鼓风机及旋风分离器较大,还需配高温气体发生炉
鼓风机及旋风分离器大,也需配置高温气体发生炉
处理能力及自动化程度
大,自动连续化,管理方便
一般适合于小批量间歇生产,人工操作强度大,环境差
小量间隙生产,劳动强度较大
大量,自动连续化,管理方便
大量,自动连续化,管理方便
安装方式及占地面积
竖型,就地安装,占地面积小
固定箱型,占据空间,面积大
卧式,固定占地面积大
卧式,倾斜固定,占地面积大
立式固定,占地面积小,辅助设备占地大
动力消耗
小,为转筒的1/10
一般
中等
较大
较大
备注
(1)200℃热风时,热效率30～50%;
(2)500℃热风时,热效率60～80%
(1)热风温度＞450℃时,热效率为60～75%;(2).低温热风,热效率仅为30%
(六)、盘式干燥机运行实例
物 料 名 称
树 脂
有机物
药  品
药 品
活性炭
硫  磺
砂  糖
挥发分
溶剂
丙酮或水
水
水
水
水
水
处理量(kg干物料/h)
840
168
650
145
140
150
1600
原料含湿率(%湿基)
60
30
3
15
70
20
3
产品含湿率(%湿基)
3
10
0.1
0.15
3
0.5
0.12
物料粒径(mm)
0.2～0.3
0.8
0.02～0.03
＜0.03
0.5～3
2～5
0.2～1
原料堆积密度(t/m3)
0.5
0.5
0.9
0.8～1.0
-----
-----
-----
产品堆积密度(t/m3)
0.3
0.6
------
0.5～0.6
-----
-----
-----
盘面温度(℃)
130
65
100
110
150
125
110
干燥时间(min)
60
35
45
10
29
30～45
1520
干燥圆盘数
35
11
17
5
11
11
11
物料名称
树脂
有机物
药品
药品
活性炭
硫磺
砂糖
干燥器的总干燥面积
      (m2)
88.2
27.6
42.8
12.4
27.6
27.6
27.6
外筒形状
圆形
八面形
八面形
八面形
八面形
八面形
八面形
外筒直径(m)
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
2.1
外筒高度(m)
5.7
1.9
2.8
0.9
1.9
1.9
1.9
主轴转速(r/min)
2.97～11.9
1.5～6.2
0.5～6
1.36～
4.5
0.58～
2.6
0.58～
   2.6
0.58～
   2.6
电机功率(kw)
5.5
2.2
3.7
1.5
2.2
2.2
2.2
备注
溶剂回收型
溶剂回收型
带冷却用圆盘
(七)、计算实例:
  用盘式干燥机干燥某种药品。
      1.已知参数:
       原料湿基含水率ω1=15%,产品含水率ω2=0.15%,产量w产=145kg/h,物料平均粒径dp=0.025mm,物料堆积密度ρm=0.9t/m3,由试验得到平均干燥速率为um=12.5kg水/m2·h,干燥时间为τ=10min,热源为绝对压力为ph=1.5kgf/cm2的饱和蒸汽,相应的饱和温度为th=110℃,汽化潜热为γ=533.2kcal/kg水,环境空气温度t0=20℃,原料温度θ1=20℃,产品温度θ2=70℃
      2.求解:
       (1).物料衡算:
        脱水量:w水=w产×(ω1-ω2)/(1-ω1)
                  =145×(0.15-0.0015)/(1-0.15)=25.3kg水/h
       原料供应量:w原=w产＋w水=145＋25.3=170.3kg/h
       原料所占的体积:v原=170.3/900=0.19m3/h
      (2).干燥面积计算:
       ah=25.3/【12.5×(1/6)】=12.14m2
      (3)根据豪迈干燥公司的产品样本,可选pgc系列盘式干燥机,规格为1200/16(1.2m直径的圆盘,共16层),外径为1850mm,高度为5128mm,干燥面积为13.3m2,功率为2.2kw。
       (4).转速在调试中确定。
这是本人根据多年经验所总结的，希对你们有所帮助，咨询热线曹先生

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