該機(jī)是管束接觸式干燥機(jī),它可以廣泛應(yīng)用于化工、輕工、食品和糧食、飼料等行業(yè)的松散類物料,如粉狀、顆粒狀、片狀類無太大粘性的物料,比如輕工行業(yè)的白酒糟、啤酒糟、酒精糟;肉聯(lián)行業(yè)的豬毛、骨粉及豬血發(fā)酵粉等;淀粉行業(yè)的玉米胚芽、玉米纖維、蛋白粉等;還有飼料工業(yè)的載體鼓皮、玉米碎粒、大豆渣粒等,總之,該機(jī)的干燥物料范圍很廣。
該機(jī)是常州市范群干燥設(shè)備公司的樣機(jī)設(shè)計制造的,是目前世界上大部分先進(jìn)國家使用最廣泛,最先進(jìn)的干燥機(jī)之一。常州市范群干燥設(shè)備有公司在消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備優(yōu)點的同時,又有了一定程度的提高。目前開發(fā)設(shè)計出GHR系列管束干燥機(jī),包括:GHR-4、GHR-100、GHR-150、GHR-180、GHR-200、GHR-250、GHR-300、GHR-400、GHR-500、GHR-600、GHR-700、GHR-800、GHR-900、GHR-1000共十四種產(chǎn)品,其中部分已投放市場,并獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該機(jī)有許多優(yōu)點,主要是熱耗低、干燥物料范圍廣泛、產(chǎn)量大、水份蒸發(fā)量大且可干燥高水份物料,作業(yè)環(huán)境清潔、無污染、噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且易于安裝等等。
本文重點介紹GHR型管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點,工作原理和在酒糟行業(yè)的應(yīng)用。
1、GHR型管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點
GHR型管束干燥機(jī)由下列幾部分組成:管束、鏟載裝置、鏟子分布、殼體;側(cè)板、軸承支座、蒸汽入口、蒸汽出口、基礎(chǔ)框架、主驅(qū)動等。如圖一所示。
GHR型管束干燥要在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有如下特點:
a.在設(shè)計上,將管束安裝在軸承上,并帶有獨立的軸承支座和基礎(chǔ)框架,這樣便于運輸和安裝。
b.在設(shè)計上,為了降低熱耗,殼體采用保溫結(jié)構(gòu),這樣減少了熱量損失,提高了熱效率。
c.在設(shè)計上,采用管束旋轉(zhuǎn)和管束外鏟子攪拌和推進(jìn)物料,鏟子分為兩種,一種是直立鏟子,一種是斜形鏟子。直立鏟子主要功能是鏟起較濕物料,加速其流動;斜形鏟子是按螺旋線布置的,其主要功能就是鏟起較干的物料,促使物料前移,物料顆粒不斷地被鏟子鏟起又灑下,散落在熱管表面,反復(fù)穿越加熱了的管束,物料經(jīng)過多次穿越就變成均勻的干燥產(chǎn)品。
d.在設(shè)計上,采用由電機(jī)帶動減速器,再由一對齒輪傳動帶動管束轉(zhuǎn)動,電機(jī)上裝有液力偶合器,它是利用液體動能來傳遞功率的動力式液力傳動的一種,它具有能夠帶動負(fù)載平穩(wěn)起動,改善起動性能,提高電動機(jī)啟動能力和具有過載保護(hù)的作用。
e.在設(shè)計上,在干燥機(jī)的卸料槽上裝有隔板和取樣器。通過能放進(jìn)和拉出的隔板來調(diào)整干燥機(jī)內(nèi)物料的停留干燥時間和物料的多少,也可以通過斜形鏟子改成直立鏟子的方法來調(diào)整物料停留時間。檢驗所需的樣品是通過取樣器獲得的。
f.在設(shè)計上,采用了干燥后的物料部分返料,進(jìn)到濕物料中,與濕物料混合,再經(jīng)輸送攪拌機(jī)混合后由供料螺旋送到干燥機(jī)內(nèi)。混合后的物料,由于干濕梯度、溫度梯度的平衡原理,可有效地促進(jìn)干燥后的物料緩蘇,未干燥的物料還可以從已干燥的物料獲得冷卻時釋放的熱能,進(jìn)而使未烘物料和已烘物料水份趨于平衡,提高了干燥速率。
g.在設(shè)計上,上料、干燥、返料、卸料都在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行,作業(yè)環(huán)境清潔,最適合于連續(xù)作業(yè)。
2、GHR型管束干燥機(jī)的工作原理
該機(jī)利用熱傳導(dǎo)和熱輻射原理對物料進(jìn)行間接加熱。
如圖二的工藝流程圖所示,由前一工段來的濕物料與從卸料螺旋返回的部分干物料進(jìn)入混料螺旋,經(jīng)輸送攪拌機(jī)攪拌后,由供料螺旋送入管束干燥機(jī)內(nèi),管束外緣上有鏟載裝置,上面裝有各種推料鏟,使物料均勻加熱并使物料沿著干燥機(jī)殼體向出料口方向移動,推料鏟有斜形鏟子和直立鏟子,物料移動速度由鏟子的形狀來控制,以保證物料在機(jī)內(nèi)最佳量和最佳傳熱效果。成品物料一部分經(jīng)卸料螺旋排出,另一部分經(jīng)混料螺旋返回。物料的干燥是通過蒸汽加熱管束而使物料得到充分干燥的。蒸發(fā)出的小蒸汽由風(fēng)機(jī)抽走,帶出的物料經(jīng)旋風(fēng)除塵器返回到卸料螺旋中排出。管束的旋轉(zhuǎn)是電機(jī)通過液力偶合器帶動擺線針輪減速機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動齒轉(zhuǎn)傳動,使管束旋轉(zhuǎn)。蒸汽通過金屬軟管、旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入管束中,冷凝水通過旋轉(zhuǎn)接頭、金屬軟管、疏水器排出。
3、GHR型管束干燥機(jī)在酒精糟上的應(yīng)用
我國是一個制酒大國,全國酒廠有數(shù)萬家,每年的酒糟產(chǎn)量約幾千萬噸,由于缺乏理想的處理設(shè)備,絕大部分只能廢棄,不但造成浪費,而且還嚴(yán)重地污染環(huán)境。因此,經(jīng)濟(jì)有效地解決酒糟回收處理,給我們提出了一個新的課題。
酒糟的回收處理的關(guān)鍵是干燥,而酒精糟又是干燥難度大的物料之一。
一九九三年河北省親城縣酒廠建成了一座年產(chǎn)酒精三萬噸的酒精分廠,每小時產(chǎn)生3500kg(含水60%)的酒精糟,這些酒精糟如不利用,將使環(huán)境受到污染,甚至企業(yè)還要為此繳納相當(dāng)數(shù)量的罰款。因此該廠與國家環(huán)保局合作,共同投資,建起了一個環(huán)保示范項目。該廠的酒精糟干燥采用的GHR-525型管束干燥機(jī)一臺。該廠的酒精糟通過泵進(jìn)入到貯灌,由貯灌經(jīng)臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)變成含水60%的酒精糟后,采用如圖二所示的工藝流程將其輸送到管束干燥機(jī)內(nèi),其成品(含水12%)由卸料螺旋排出,整個過程全部實現(xiàn)自動化。經(jīng)過近一年的使用,用戶反映該干燥機(jī)性能優(yōu)良,效果很好。管束干燥機(jī)在酒精糟干燥上取得了成功,進(jìn)一步分析,對比和探討推廣應(yīng)用管束干燥機(jī)干燥酒精糟的意義和前景是十分必要的。
4、醬油行業(yè)的醬油渣直接賣給用戶既浪費又不好保存,如果經(jīng)過壓榨可得輕質(zhì)柴油每噸可賣5000元,其壓餅經(jīng)過濕料打散機(jī)打散再經(jīng)過管束干燥機(jī)干燥得干品可賣到1300元,并且產(chǎn)品可長期保存,其經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。
5、結(jié)論
綜上所述,管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理到性能都是比較先進(jìn)的,因此,該機(jī)的試制成功,縮短了我國干燥行業(yè)與國外先進(jìn)國家的差距,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
該機(jī)是常州市范群干燥設(shè)備公司的樣機(jī)設(shè)計制造的,是目前世界上大部分先進(jìn)國家使用最廣泛,最先進(jìn)的干燥機(jī)之一。常州市范群干燥設(shè)備有公司在消化吸收國內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備優(yōu)點的同時,又有了一定程度的提高。目前開發(fā)設(shè)計出GHR系列管束干燥機(jī),包括:GHR-4、GHR-100、GHR-150、GHR-180、GHR-200、GHR-250、GHR-300、GHR-400、GHR-500、GHR-600、GHR-700、GHR-800、GHR-900、GHR-1000共十四種產(chǎn)品,其中部分已投放市場,并獲得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。該機(jī)有許多優(yōu)點,主要是熱耗低、干燥物料范圍廣泛、產(chǎn)量大、水份蒸發(fā)量大且可干燥高水份物料,作業(yè)環(huán)境清潔、無污染、噪聲小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小且易于安裝等等。
本文重點介紹GHR型管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點,工作原理和在酒糟行業(yè)的應(yīng)用。
1、GHR型管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)特點
GHR型管束干燥機(jī)由下列幾部分組成:管束、鏟載裝置、鏟子分布、殼體;側(cè)板、軸承支座、蒸汽入口、蒸汽出口、基礎(chǔ)框架、主驅(qū)動等。如圖一所示。
GHR型管束干燥要在結(jié)構(gòu)設(shè)計上有如下特點:
a.在設(shè)計上,將管束安裝在軸承上,并帶有獨立的軸承支座和基礎(chǔ)框架,這樣便于運輸和安裝。
b.在設(shè)計上,為了降低熱耗,殼體采用保溫結(jié)構(gòu),這樣減少了熱量損失,提高了熱效率。
c.在設(shè)計上,采用管束旋轉(zhuǎn)和管束外鏟子攪拌和推進(jìn)物料,鏟子分為兩種,一種是直立鏟子,一種是斜形鏟子。直立鏟子主要功能是鏟起較濕物料,加速其流動;斜形鏟子是按螺旋線布置的,其主要功能就是鏟起較干的物料,促使物料前移,物料顆粒不斷地被鏟子鏟起又灑下,散落在熱管表面,反復(fù)穿越加熱了的管束,物料經(jīng)過多次穿越就變成均勻的干燥產(chǎn)品。
d.在設(shè)計上,采用由電機(jī)帶動減速器,再由一對齒輪傳動帶動管束轉(zhuǎn)動,電機(jī)上裝有液力偶合器,它是利用液體動能來傳遞功率的動力式液力傳動的一種,它具有能夠帶動負(fù)載平穩(wěn)起動,改善起動性能,提高電動機(jī)啟動能力和具有過載保護(hù)的作用。
e.在設(shè)計上,在干燥機(jī)的卸料槽上裝有隔板和取樣器。通過能放進(jìn)和拉出的隔板來調(diào)整干燥機(jī)內(nèi)物料的停留干燥時間和物料的多少,也可以通過斜形鏟子改成直立鏟子的方法來調(diào)整物料停留時間。檢驗所需的樣品是通過取樣器獲得的。
f.在設(shè)計上,采用了干燥后的物料部分返料,進(jìn)到濕物料中,與濕物料混合,再經(jīng)輸送攪拌機(jī)混合后由供料螺旋送到干燥機(jī)內(nèi)。混合后的物料,由于干濕梯度、溫度梯度的平衡原理,可有效地促進(jìn)干燥后的物料緩蘇,未干燥的物料還可以從已干燥的物料獲得冷卻時釋放的熱能,進(jìn)而使未烘物料和已烘物料水份趨于平衡,提高了干燥速率。
g.在設(shè)計上,上料、干燥、返料、卸料都在封閉系統(tǒng)中進(jìn)行,作業(yè)環(huán)境清潔,最適合于連續(xù)作業(yè)。
2、GHR型管束干燥機(jī)的工作原理
該機(jī)利用熱傳導(dǎo)和熱輻射原理對物料進(jìn)行間接加熱。
如圖二的工藝流程圖所示,由前一工段來的濕物料與從卸料螺旋返回的部分干物料進(jìn)入混料螺旋,經(jīng)輸送攪拌機(jī)攪拌后,由供料螺旋送入管束干燥機(jī)內(nèi),管束外緣上有鏟載裝置,上面裝有各種推料鏟,使物料均勻加熱并使物料沿著干燥機(jī)殼體向出料口方向移動,推料鏟有斜形鏟子和直立鏟子,物料移動速度由鏟子的形狀來控制,以保證物料在機(jī)內(nèi)最佳量和最佳傳熱效果。成品物料一部分經(jīng)卸料螺旋排出,另一部分經(jīng)混料螺旋返回。物料的干燥是通過蒸汽加熱管束而使物料得到充分干燥的。蒸發(fā)出的小蒸汽由風(fēng)機(jī)抽走,帶出的物料經(jīng)旋風(fēng)除塵器返回到卸料螺旋中排出。管束的旋轉(zhuǎn)是電機(jī)通過液力偶合器帶動擺線針輪減速機(jī)旋轉(zhuǎn),帶動齒轉(zhuǎn)傳動,使管束旋轉(zhuǎn)。蒸汽通過金屬軟管、旋轉(zhuǎn)接頭進(jìn)入管束中,冷凝水通過旋轉(zhuǎn)接頭、金屬軟管、疏水器排出。
3、GHR型管束干燥機(jī)在酒精糟上的應(yīng)用
我國是一個制酒大國,全國酒廠有數(shù)萬家,每年的酒糟產(chǎn)量約幾千萬噸,由于缺乏理想的處理設(shè)備,絕大部分只能廢棄,不但造成浪費,而且還嚴(yán)重地污染環(huán)境。因此,經(jīng)濟(jì)有效地解決酒糟回收處理,給我們提出了一個新的課題。
酒糟的回收處理的關(guān)鍵是干燥,而酒精糟又是干燥難度大的物料之一。
一九九三年河北省親城縣酒廠建成了一座年產(chǎn)酒精三萬噸的酒精分廠,每小時產(chǎn)生3500kg(含水60%)的酒精糟,這些酒精糟如不利用,將使環(huán)境受到污染,甚至企業(yè)還要為此繳納相當(dāng)數(shù)量的罰款。因此該廠與國家環(huán)保局合作,共同投資,建起了一個環(huán)保示范項目。該廠的酒精糟干燥采用的GHR-525型管束干燥機(jī)一臺。該廠的酒精糟通過泵進(jìn)入到貯灌,由貯灌經(jīng)臥式螺旋卸料沉降離心機(jī)變成含水60%的酒精糟后,采用如圖二所示的工藝流程將其輸送到管束干燥機(jī)內(nèi),其成品(含水12%)由卸料螺旋排出,整個過程全部實現(xiàn)自動化。經(jīng)過近一年的使用,用戶反映該干燥機(jī)性能優(yōu)良,效果很好。管束干燥機(jī)在酒精糟干燥上取得了成功,進(jìn)一步分析,對比和探討推廣應(yīng)用管束干燥機(jī)干燥酒精糟的意義和前景是十分必要的。
4、醬油行業(yè)的醬油渣直接賣給用戶既浪費又不好保存,如果經(jīng)過壓榨可得輕質(zhì)柴油每噸可賣5000元,其壓餅經(jīng)過濕料打散機(jī)打散再經(jīng)過管束干燥機(jī)干燥得干品可賣到1300元,并且產(chǎn)品可長期保存,其經(jīng)濟(jì)效益不言而喻。
5、結(jié)論
綜上所述,管束干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、原理到性能都是比較先進(jìn)的,因此,該機(jī)的試制成功,縮短了我國干燥行業(yè)與國外先進(jìn)國家的差距,填補(bǔ)了國內(nèi)空白。
噴霧流化造粒也有連續(xù)操作和間歇操作之分,工業(yè)裝置的連續(xù)操作比間歇操作的設(shè)備費用和操作費用更低,特別是對熱敏性物料,可以降低空氣量50%,減少能耗20%-25%。國外有些資料介紹,在對橫截面為14.1m2的噴霧干燥器和橫截面為0.8m2的流化床噴霧造粒干燥器進(jìn)行比較,在蒸發(fā)能力為480kg,水/h的相同條件下,前者設(shè)備的投資指數(shù)為30,后者的費用為16.6,降低投資費用為45%。1kg生產(chǎn)費用前者為92.9,而后者則為75.7,降低費用18.9%。
噴霧造粒的產(chǎn)品粒度較小,難免有些飛揚的粉塵存在,有時還要填加防塵劑以消除粉塵飛揚。噴霧流化造粒是霧滴不斷涂布于固體顆粒上,因此在干燥的同時顆粒有逐漸“長大”的過程,所得產(chǎn)品的粒徑明顯大于噴霧造粒,一般噴霧造粒產(chǎn)品粒徑不會超過250m,而采用噴霧流化造粒粒徑可達(dá)到450-500μm噴霧流化造粒得到產(chǎn)品的粒徑較大,這也是它的突出特點。
噴霧流化造粒的另一個特點是流化床中淘析出來的細(xì)粉料飄浮在空氣中,在干燥室表面和正在干燥的料滴上沉積,便限制了器壁沉積層的形成。一部分淘析出的粉塵與零滴接觸,使得在進(jìn)入流化床之前便發(fā)生聚結(jié),從尾氣中分離出來的細(xì)粉再循環(huán)進(jìn)入干燥室中起進(jìn)一步聚結(jié)作用,因此產(chǎn)品是無塵、自由流動的微粒狀球體。
進(jìn)入流化床的產(chǎn)品具有較高的含水率,使流化床的溫度較低,因此,可以在高的進(jìn)口溫度下工作,有效提高干燥器的熱效率。從霧化器噴出的霧流含有較高的水分,流化床起到控制水分的作用,可以使產(chǎn)品達(dá)到較低的含水率和出口溫度,使產(chǎn)品的含水得到控制。
除此之外,還具有以下特點:①物料停留時間短,床層溫度低并且穩(wěn)定,可適用于熱敏性物料的干燥。例如,硫酸銨的熱敏性溫度為156℃,但在噴霧流化造粒中熱載體的初始溫度可以達(dá)到860℃而不發(fā)生明顯的物料分解。山梨糖的穩(wěn)定溫度為80℃,而在這里最佳的初始溫度可以達(dá)到300-320℃。含固率為500%的山梨醇穩(wěn)定溫度約為65℃,而在這里的熱空氣最初溫度達(dá)到250-260℃,物料的溫度略高于料層的溫度,但產(chǎn)品溫度通常不會高于其耐熱溫度;②設(shè)備簡單,便于制造和維修,投資費用較低;③具有干燥、結(jié)晶、造粒等多個操作過程,可以從液狀、糊狀、膏狀一步制成粒狀,縮短了生產(chǎn)流程;④在物料含水率有波動時,可以通過調(diào)整操作狀態(tài)滿足產(chǎn)品的含水要求;⑤在同一設(shè)備內(nèi),既可以連續(xù)操作,又可以間歇操作。
噴霧造粒的產(chǎn)品粒度較小,難免有些飛揚的粉塵存在,有時還要填加防塵劑以消除粉塵飛揚。噴霧流化造粒是霧滴不斷涂布于固體顆粒上,因此在干燥的同時顆粒有逐漸“長大”的過程,所得產(chǎn)品的粒徑明顯大于噴霧造粒,一般噴霧造粒產(chǎn)品粒徑不會超過250m,而采用噴霧流化造粒粒徑可達(dá)到450-500μm噴霧流化造粒得到產(chǎn)品的粒徑較大,這也是它的突出特點。
噴霧流化造粒的另一個特點是流化床中淘析出來的細(xì)粉料飄浮在空氣中,在干燥室表面和正在干燥的料滴上沉積,便限制了器壁沉積層的形成。一部分淘析出的粉塵與零滴接觸,使得在進(jìn)入流化床之前便發(fā)生聚結(jié),從尾氣中分離出來的細(xì)粉再循環(huán)進(jìn)入干燥室中起進(jìn)一步聚結(jié)作用,因此產(chǎn)品是無塵、自由流動的微粒狀球體。
進(jìn)入流化床的產(chǎn)品具有較高的含水率,使流化床的溫度較低,因此,可以在高的進(jìn)口溫度下工作,有效提高干燥器的熱效率。從霧化器噴出的霧流含有較高的水分,流化床起到控制水分的作用,可以使產(chǎn)品達(dá)到較低的含水率和出口溫度,使產(chǎn)品的含水得到控制。
除此之外,還具有以下特點:①物料停留時間短,床層溫度低并且穩(wěn)定,可適用于熱敏性物料的干燥。例如,硫酸銨的熱敏性溫度為156℃,但在噴霧流化造粒中熱載體的初始溫度可以達(dá)到860℃而不發(fā)生明顯的物料分解。山梨糖的穩(wěn)定溫度為80℃,而在這里最佳的初始溫度可以達(dá)到300-320℃。含固率為500%的山梨醇穩(wěn)定溫度約為65℃,而在這里的熱空氣最初溫度達(dá)到250-260℃,物料的溫度略高于料層的溫度,但產(chǎn)品溫度通常不會高于其耐熱溫度;②設(shè)備簡單,便于制造和維修,投資費用較低;③具有干燥、結(jié)晶、造粒等多個操作過程,可以從液狀、糊狀、膏狀一步制成粒狀,縮短了生產(chǎn)流程;④在物料含水率有波動時,可以通過調(diào)整操作狀態(tài)滿足產(chǎn)品的含水要求;⑤在同一設(shè)備內(nèi),既可以連續(xù)操作,又可以間歇操作。