1、 2010 届毕业论文 题 目： 转筒干燥机设计 学 院： 机械与动力工程学院 专 业： 机械工程及自动化 班 级： 姓 名： 指导教师： 起讫日期： 2010.3.1 2010.6.15 2009年 6 月I 转筒干燥机设计 摘 要 本文的主要内容是转筒干燥机的设计。本文介绍了干燥技术及其发展，所要干燥的物料是脱硫石膏颗粒， 脱硫石膏 是燃煤电厂用石灰石（石灰） 石膏湿法脱硫的副产品，它能代替天然石膏，并广泛用于各个行业。如 陶瓷工业 、 铸造工业 、建筑业及医用。 由于 脱硫石膏含水量高，流动性差，并且粘附性强，所以必须对它进行干燥，以达到使用要求。 转筒干燥机正符合脱硫石膏的干燥要求，转
2、筒干燥机主要 由回转体、扬料板，传动装置，支撑装置及密封圈等部件组成 。它 是传统干燥设备 之一，设备运转可靠，操作弹性大、适应性强、处理能力大，广范应用于冶金、建材、化工、洗煤、化肥、矿石、沙、粘土、高岭土、糖等领域，直径： 600-4000，长度视干燥要求确定。进入干燥筒体内的湿物料被转筒壁上的抄板反复抄起、抛落，在下落的过程中被打散装置破碎成为细小颗粒，比面积大幅度增加，与热风充分接触、干燥。 转筒干燥机 处理能力大，燃料消耗少，干燥成本低。干燥机具有耐高温的特点，能够使用高温热风对物料进行快速干燥。可扩展能力强，设计考虑了生产余量，即使产量小幅度增加，也无需更换设备。设备采用调心式拖轮
3、结构 ，拖轮与滚圈的配合好，大大降低了磨损及动力消耗。专门设计的挡轮结构，大大降低了由于设备倾斜工作所带来的水平推力。抗过载能力强，筒体运行平稳，可靠性高。 本文是根据 脱硫石膏的性能和 给定的产量 来设计转筒干燥 机，从而确定所有结构的参数，最后选取电动机，减速机等。 关键词 ：干燥技术，转筒干燥机，脱硫石膏 II Design of rotary drum dryer Abstract The main contents of this paper is the design of rotary drum dryer. This article describes the drying t
4、echnology and its development, dry material is to be gypsum particles,Gypsum is a by-product from the coal-fired power plants using wet FGD with limestone (lime) - gypsum. It can replace natural gypsum, and is widely used in various industries. Such as ceramic industry, foundry industry, constructio
5、n and medical. As the gypsum high water content, poor mobility, and strong adhesion, so it must be dried to meet requirements. Rotary drum dryer for drying requirements are consistent with gypsum, the main rotor from the rotary dryer, Spreading Board, transmission, seals and other support devices an
6、d components. It is one of the traditional drying equipment, equipment operation reliability, operating flexibility, adaptability, large capacity, wide range used in metallurgy, building materials, chemicals, coal washing, chemical fertilizers, ore, sand, clay, kaolin, sugar and other fields， diamet
7、er: 600-4000, depending on the length of dry and asked to identify. Drying tube into the body of the wet material was transferred to tube wall repeatedly took a copy board, into the falling, the drop in the process of being broken into small particles dispersed devices, than the area of a substantia
8、l increase in full contact with the hot and dry. Rotary drum dryer large capacity, less fuel consumption, dry and low cost. Dryer has a temperature characteristic of the material can be used for rapid high-temperature hot air drying. Scalable capacity, design considerations of the production margin,
9、 even a small increase in output, no need to replace equipment. Device structure with self-aligning type tugs, tugs and rolling circle with the good and greatly reduce wear and power consumption. Specially designed to block wheel structure, greatly reduces the work because the equipment caused by ti
10、lting the level of thrust. Strong resistance to overload, run a smooth cylinder, and high reliability. III This article is based on the performance and gypsum production given to design rotary drum dryer, to determine all structural parameters, and finally select the motor, reducer and so on. Key wo
11、rds: Drying technilogy, Rotary drum dryer, gypsum IV 目 录 摘 要 I Abstract II 第一章 引言 1 第二章 干燥技术介绍 2 2.1 干燥设备的概况 2 2.2 干燥机的分类和发展 3 2.3 转筒干燥机的原理 4 2.4 转筒干燥机的优缺点 4 2.5 转筒干燥机的工作流程图 5 2.6 转筒干燥机的主要内部结构 5 2.7 转筒干燥机的国内外现状 6 2.8 干燥机的未来展望 8 第三章 脱硫石膏的性能和用途 10 3.1 脱硫石膏的性能 10 3.2 脱硫石 膏的特点及其利用原则 10 3.3 我国脱硫石膏综合利用情况
12、12 3.4 加快推进脱硫石膏综合利用的建议 14 第四章 转筒干燥机的设计计算 15 4.1 已知条件 15 4.2 物料衡热和热量衡算 15 4.3 设备参数设计和确定 17 4.4 筒体 设计 19 4.5 滚圈设计 24 4.6 托轮及轴承计算 26 4.7 挡轮及轴的计算 28 4.8 传动装置的确定设计依据 30V 4.9 转筒 干燥 机试机及使用注意事项 34 4.10 转筒 干燥 机可能发生的故障及处理方法 35 结语 36 参考文献 37 致谢 39 南京工业大学学士学位论文 1 第一章 引言 干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。闻名于世的造纸技术，就显示了干燥技术的应
13、用 。天工开物一书中，描述了人工加热干燥过程，总结了我国劳动人民的干燥实践，反映了我国古代劳动人民的高度智慧。在解放前，我国干燥技术的应用，一般仍停留在手工作坊的阶段。解放以后，干燥技术的应用发展很快， 20世纪 50 年代初期，分散悬浮态干燥技术 (如气流干燥器等 )开始工业应用，干燥技术的研究工作也普遍开展。高效的干燥器也在产生产中应用。随着工业现代化的进展、化学工业的机械化、人性化和自动化水平的提高 ,作为化工单元操作设备之一的干燥器，也必将更加迅速的发展。 转筒干燥机也称回转圆筒干燥机是一种处理大量物料干燥的干 燥器。由于运转可靠、操作弹性大、适应性强、处理能力大，广泛使用于冶金、建树
14、、轻工等部门。在化工行业中，如硫酸铵、硫化碱、支福粉、硝酸铵、尿素、草酸、重铬酸钾、聚氯乙烯、二氧化锰、碳酸钙、磷酸铵、硝酸磷肥、钙镁磷肥、磷矿、普通过磷酸钙、重过磷酸钙、磷酸三钠、三聚磷酸钠等的干燥，大多使用转筒干燥机。 本文的转筒干燥机是根据脱硫石膏的初终水分，产量等要求来设计。 第二章 干燥技术介绍 2 第二章 干燥技术介绍 1.1 干燥设备的概况 干燥技术的应用，在我国具有十分悠久的历史。闻名于世的造纸技术，就有干燥技术的应用。 干燥设备广泛应用于化工、食品、粮油、饲料等工业， 中国的现代干燥技术是从 20 世纪 50 年代逐渐发展起来的，迄今对于常用的干燥设备，如气流干燥、喷雾干燥、
15、流化床干燥、旋转闪蒸干燥、红外干燥、微波干燥、冷冻干燥等设备，我国均能生产供应市场，对于一些较新型的干燥技术如冲击干燥、对撞流干燥、过热干燥、脉动燃烧干燥、热泵干燥等也都已开发研究，有的已工业化应用。我国的现代干燥技术取得的成绩是我国 相关科研人员 和企业界共同努力的结果，虽然 取得了 不少可喜的成果，但是企业间的竞争尚不规范阻碍了干燥技术的健康发展 ， 很多成果尚未能转 化为生产力，使企业的产品得不到更新。 干燥技术的研究既要研究不同物料的干燥性能，也要研究各种节能高效的新型干燥设备，以及一定的物料在某种干燥设备中的合理操作参数。人们一直希望通过干燥理论的研究建立干燥模型，以期在计算机上取得
16、最佳结果。遗憾的是，直到今天，对于大多数干燥操作，在无经验的情况下，只能通过试验取得相关数据，来指导生产实践。干燥技术有三项目标是 业界 公认的，即干燥操作要保证产品质量 、 干燥作业对环境不造成污染 、 干燥 的 节能研究。 干燥也是一个能耗较大的单元操作，直接决定着产品的质量，特别是高性能材料的生产 ，对干燥操作有着更高的要求。针对这些问题，近些年来，干燥技术领域出现了一些创新成果。为了节能以及生产附加值高的产品、解决干燥过程中出现的问题，需要结合现存的各种有效的干燥技术，或者研究开发特殊的干燥技术和新型的干燥设备，同时也需要强化干燥过程中的智能化控制。在油脂制取的原料干燥上，目前我国此类
17、干燥设备大部分是采用对流干燥技术 ,主要使用转筒烘干机、流化床烘干机和塔式干燥机。 简而言之，目前干燥技术发展的总趋势为： a.干燥设备研制上向专业化、大型化、系列化和自动化发展； c.强化干燥过程； d. 采用新的干燥方法和 组合干燥方法； e.降低干燥过程中能量的消耗； f.闭路循环干燥流程的开发和应用； g.消除干燥过程造成的公害问题。 南京工业大学学士学位论文 3 1.2 干燥机的分类和发展 近代干燥机开始使用的是间歇操作的固定床式干燥机。 19 世纪中叶，洞道式干燥机的使用，标志着干燥机由间歇操作向连续操作方向的发展。回转圆筒干燥机则较好地实现了颗粒物料的搅动，干燥能力和强度得以提高
18、。一些行业则分别发展了适应本行业要求的连续操作干燥机，如纺织、造纸行业的滚筒干燥机。 20 世纪初期，乳品生产开始应用喷雾干燥机，为大规模干燥液态物料提供了有力的工具。 40 年 代开始，随着流化技术的发展，高强度、高生产率的沸腾床和气流式干燥机相继出现。而冷冻升华、辐射和介电式干燥机则为满足特殊要求提供了新的手段。 60 年代开始发展了远红外和微波干燥机。 用于进行干燥操作的机械设备类型很多，根据操作压力可分为常压和减压（减压干燥机也称 真空干燥机 ）。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据干燥介质可分为空气、烟道气或其他干燥介质。根据运动（物料移动和干 燥介质流动）方式可分为并流，逆流和错
19、流。 按操作压力，干燥机分为常压干燥机和真空干燥机两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速干燥过程，且可降低湿分沸点和物料干燥温度，蒸汽不易外泄，所以，真空干燥机适用于干燥热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合。 优势： 1、设计精良的吸附塔体 2、高性能的活性氧化铝吸附剂 3、效果良好的消音器 4、独具功率大和耐用两大特点的进口气动控器 5、可精确调节流量的再生气调节阀 按加热方式，干燥机分为 对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式干燥机又称直接干燥机，是利用热的干燥介质与湿物料直接接触，以对流方式传递热量，并将生成的蒸汽带走；传导式干燥机又称间接式干燥机，它
20、利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器表面冷凝等方法移去。这类干燥机不使用干燥介质，热效率较高，产品不受污染，但干燥能力受金属壁传热面积的限制，结构也较复杂，常在真空下操作；辐射式干燥机是利用各种辐射器发射出一定波第二章 干燥技术介绍 4 长范围的电磁波，被湿物料表面有选择地吸收后转变为 热量进行干燥；介电式干燥机是利用高频电场作用，使湿物料内部发生热效应进行干燥。 优势： 1、采用高性能 蒸发器 ，超大换热面积，传热温差小，蒸发器出口空气温度更稳定 2、采用高效气水分离结构，油水分离效率高； 按湿物料的运动方式，干燥
21、机可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；按结构，干燥机可分为厢式干燥机、 输送机 式干燥机、滚筒式干燥机、立式干燥机、机械搅拌式干燥机、回转式干燥机、流化床式干燥机、气流式干燥机、振动式干燥机、喷雾式干燥机以及组合式干燥机等多种。 1.3 转筒干燥机 的 工作原理 转滚干燥机的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。这种装置的工作原理如下： 湿物料从加料口上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥，干燥后的产品从出料端下部收集，在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高一 端向较低一端移动。筒体内壁上装有顺向抄板（或类似装置），它不断地把物料抄起又洒
22、下，使物料的热接触表面增大，以提高干燥速率并促使物料向前移动。干燥过程中所用的热载体一般为热空气、烟道气或水蒸气等。如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥后，通常用旋风除尘器将气体中夹带的细粒物料捕集下来，废空气则经过旋风除尘器后放空。目前仍被广泛使用于冶金、建材、化工等领域。 1.4 转筒干燥机的优缺点 转筒干燥与其他干燥设备相比，生产能力大，可连续操作；结构简单，操作方便；故障少，维修费用低；适用范围广，流体阻 力小，可以用它干燥颗料状物料，对于那些附着性大的物料也很有利；操作弹性大，生产上允许产品的流量有较大波动范围，不会影响产品的质量；清扫容易。缺点是：设备庞大，一次性投资多；安装、拆卸困难；热损失较大，热效率低 (蒸汽管式转筒干燥机热效率高 )；物料在干燥机内停留时间长，物料颗料之间的停留时间差异较大。
