1、回转式烘干机摘要: 回转烘干机适用范围广、操作方便、运转率高，在水泥工业中被广泛用于烘干粘土、矿渣、碎石、煤等原、燃料。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干回转烘干机筒体一般为单直筒型，安装时筒体与水平成一倾斜角度，物料从高端进入，随着筒体的回转缓缓流向低端而后卸出。在中小型水泥厂中，烘干机的筒体长度一般为 6-20m，以保证物料在烘干机
2、内的停留时间，满足烘干工艺要求。出热风炉的热气流和物料在筒体内以顺流或逆流形式进行热交换。关键词: 回转式烘干机、流态烘干机、搅拌0 引言0.1 概述回转式烘干机适用范围广、操作方便、运转率高，在水泥工业中被广泛用于烘干粘土、矿渣、碎石、煤等原、燃料。干燥时，热空气或热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干回转烘干机筒体一般为单直筒型，安装时筒体与水平成一倾
3、斜角度，物料从高端进入，随着筒体的回转缓缓流向低端而后卸出。在中小型水泥厂中，烘干机的筒体长度一般为 6-20m，以保证物料在烘干机内的停留时间，满足烘干工艺要求。出热风炉的热气流和物料在筒体内以顺流或逆流形式进行热交换。0.2 工作原理及结构特点该机的支撑装置，在高温端采用活套在内筒上的轮带与托轮支撑，低温端则在中心轴上用一滚动轴承支撑，并采用中心传动，使总体结构紧凑、合理。为便与磨损件的检修和更换，在中间一般设计成轴向剖分式，用螺栓固定连接。该机工作时，物料与热气流顺流从内锥筒的小端进入，被扬料板扬起与热气流进行充分的热交换，同时向大端移动。同理，进入外筒后，物料被勺形扬料板扬起，并均匀地
4、撒落在内锥筒外壁的上部，随筒体慢速回转，物料在环形空间能经历一较长的滞留时间，最后沿筒壁和内筒外壁上的导料板流向出口端，通过翻板阀卸出，废气由卸料罩上的旋风收尘器收尘后排出。10.3 结语随着水泥生产向大型、高效方向的不断发展，回转式烘干机将以其结构紧凑、占地面积小、热效率高、投资省、适应性强、运转可靠等特点，为水泥厂的原、燃料烘干提供了一种较理想的烘干设备。1 烘干物料设备原理及其应用1.1 物料的烘干在水泥工业中，当采用干法生产时，各种含水的物料如原料、煤和混合材都需要进行烘干，而采用湿法生产时，煤和混合材也需要烘干，这样才能保证粉磨作业的正常进行。入磨物料的水分，对磨机的产量，出磨物料的
5、质量及磨机的操作都有很大的影响。入磨物料水分多，磨内含湿量高，细粒物料会粘附在研磨体、衬板和隔仓板上，使粉磨效率下降；而且，入磨物料水分过高必然会使磨机作业条件恶化，给操作和质量控制带来困难。此外，喂入磨内的物料，其配合比会受到物料内水分的波动而变化，从而出磨产品的质量也随之受到影响。因此，排除物料过多水分的烘干工序是水泥生产中必不可少的重要环节。水泥厂采用单独进行烘干的烘干设备有回转式、悬浮式、流态式、沸腾式、重力式等。其中最常用的是回转式烘干机。这种烘干机虽然烘干效率低，投资大， 、但是对物料的适应性强，可以烘干各种物料，且设备操作简单可靠，故得到普遍采用。1.2 干燥设备分类及在水泥工业
6、中的应用物料的干燥可以自然的或人工的方法进行。自然干燥，即把湿物料堆放在棚屋里或室外晒场上，借风吹日晒使其干燥，这种方法的优点是无需专门设备，不用消耗燃料；但是干燥速度慢，产量低，劳动强度高，操作条件差，而且受气候影响大。人工干燥，是把物料堆放在专门的干燥器中进行干燥，人工干燥时，传给物料热量的方式很多，如利用热空气或热烟气的对流传热；利用红外线灯或热的金属、陶瓷、耐火材料等表面的辐射传热。利用热空气或热烟气的对流作用进行加热干燥的方法称为对流干燥，所用的热空气或热烟气称为干燥介质，根据水泥工业物料的特点，普遍采用对流干燥法。这种方法热源容易获得，设备较为简单，总的费用也较低。干燥时，热空气或
7、热烟气将热量传给物料，使水份蒸发，同时依靠通风设备的作用，使干燥设备内的干燥介质不断更新，以排除水汽。干燥设备的形式也是多种多样的，水泥工业中常用的有回转烘干机、流态烘干机、搅拌（悬浮）烘干积极气流式干燥管等。近年来国内外还在研究喷雾干燥装置。这些设备一般都利用热烟气进行对流烘干。干燥作业还可以和粉碎、选粉等其它作业同时进行，目前水泥厂的煤粉制备大多采用烘干兼粉磨系统。近年来，国内外对水泥原料等采用烘干兼粉磨流程也日益增多。这种方法可以简化工艺过程，减少热量消耗，但若物料的初水分超过烘干兼粉磨系统的允许范围时，则仍需另设烘干设备进行预先烘干。2总之，烘干过程是水泥工业中基本的热工过程之一，干燥
8、过程进行的好坏直接影响水泥的产质量，因此水泥工作者对烘干设备必须给与足够的重视。2 回转式烘干机的工艺流程型号及特性2.1 回转式烘干机工艺流程回转式烘干机的生产流程如图所示，其主要附属设备有烘干机燃烧室，喂料与卸料设备，收尘器和排风机等。湿物料由皮带机 2 送至喂料端锻，经下料溜子进入烘干机 5。回转式烘干机筒体转速一般为 2r/min5r/min,倾斜度一般为 3%6%.物料在筒体回转时 ,由高端向低端运动,从低端落入出料罩,经翻板阀卸出,再由皮带机运走.而热气体由燃烧室 3 进入烘干机筒体,与物料进行热交换,使物料强烈脱水,气体温度下降.废气经出料罩 ,收尘器 6,由排风机 7 经烟囱8
9、 排至大气.2.2 回转烘干机的型号和特性在回转烘干机内，按物料与热气体流动的方向的不同，有顺流式和逆流式两种。顺流式烘干机物料与热气流的流动方向是一致的，在进料端，湿物料与温度较高的热气体接触，其干燥速度较快，而在卸料端，由于物料易被烘干，物料温度也升高了，而气体温度以降低，二者温差较小，故干燥速率很慢，所以在整个筒体内干燥速率不均匀。逆流式烘干机物料与热气体流动方向是相反的，已烘干的物料的物料与温度较高、含湿量较低的热气体接触，所以整个筒体内干燥速率比较均匀。3烟 气 湿 料 干 料废 气 温度 物烟 （ 顺 流 ）顺流干燥烘干特点示意图 4烟 气 干 料 废 气湿 料 温度 物烟 （ 逆
10、 流 ）逆流干燥烘干特点示意图 4再选择烘干机的顺逆流操作时，应根据具体条件来考虑，入物料的特性、粒径、物料最终水分的要求以及车间的布置情况等。在水泥厂中两种操作方法均有采用，而以顺流操作的居多，其主要特点如下：1. 在烘干机热端，物料与热气体的温差较大，热交换过程迅速，大量水分易被蒸发，适用于初水分较高的物料。2粘性物料进入烘干机后,由于表面水分易蒸发，可减少粘结,有利于物料运动。用于烘干湿煤时，可避免高温气体直接接触干煤引起着火。3顺流操作的热端负压低，能减少进入烘干的漏风量，有利于稳定烘干机内热气体的温度及流速。4喂料与供煤同设与烘干机的热端，车间布置较方便。5顺流操作的烘干机出料温度低
11、，一般可用胶带输送机输送。6顺流操作的粉尘飞扬较逆流时要多，烘干机内总的传热速率比逆流式要慢。回转烘干机的规格是以筒体的直径和长度表示，目前我国水泥厂常用的几种规格的烘干机及设备参数如下表所示：国内常用的几种烘干机的规格及性能参数 2编号 规格（m） L/D 有效容积 转速 斜度（%） 功率（KW）1 15 5 3.9 2.44 5 4.52 1.26 5 8.1 2 5 4.53 1.512 8 21.2 2.08 5 2044 2.212 5.45 39 4.7 5 175 2.214 6.36 47 4.9 5.24 146 2.418 7.5 81.4 3.2 4 307 320 6.
12、67 141.5 3.5 3 65回转烘干机的操作控制参数 2干燥物料的种类 石灰石 矿渣 粘土 烟煤 无烟煤进烘干机热气温度（） 8001000 700800 600800 400700 500700出烘干机废气温度（） 100150 100150 80110 90120 90120出烘干机物料温度（） 100120 80100 80100 6090 6090烘干机出口气体流速（m/s）1.53 1.53 1.53 1.53 1.53几种回转烘干机水分蒸发强度 A 值（Kg/m 3h） 2粘土 1 粘土 2 矿渣 石灰石水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值 水 分 A 值10 22
13、 10 28.5 10 35 2 12.315 29 15 38 15 40 3 16.520 33 20 43 20 45 4 20.525 36 25 47 25 49 5 24.4 30 52 6 26.51.51210 3510 22 10 28.5 10 35 2 10.515 29 15 38 15 40 3 15.320 33 20 43 20 45 4 17.225 36 25 47 25 49 5 22.830 52 6 22.52.21210 33.710 22 10 19.5 10 30 2 9.615 29 15 26 15 35 3 13.820 33 20 32 2
14、0 37 4 17.925 36 25 39 25 39 5 21.530 40 6 23.62.41810 3453 烘干机的设计计算3.1 烘干机尺寸计算已知湿物料为矿渣(比热 c=0.84kg/kg)。其中：湿物料 =14， =25%t1w1烘干料 =110， =1% =3.3t/h22GH2热风 =800, =0.030tm1xm1kg干 气水 /废气 =150, =0.25222干 气水烘干机小时蒸发水量:= =3300GwH21202501=1056 h/kg水蒸发 1kg 水干燥介质用量:= =lm1xm1203.5.=4.5 kg水干 混 合 气 /小时干混合气体用量: = =
15、1056 4.5=4752 kg/hLdGwlm1(1) 湿球温度入烘干机热风温度 800, =0.030 ,查 I-x 图, 74.5x1kg干 气水 /tw1出烘干机热风温度 150, =0.252 ,查 I-x 图, 70.9m干 气水 2(2) 气体对流传热系数=3600 =3600 =770 kJ/( )KVDB16.0324. 5.132496.03式中 D= = = =1.66 m 取 1.5m3/3)/(AGw34/B= = =0.94 kg/( s)xLmd2785.06)1(.2785.06)42(3) 烘干机体积6采用“分段”和“恒速干燥法”计算。设烘干机中物料除去水分都
16、在蒸发段中进行，在预热段和加热段中，物料所获得热量全部用于物料升温。热平衡式中忽略散热损失。在下面计算式中，干烟气比热 和密度 按烟气温度表 8-6 求得；蒸发带物料表Cp面温度 =72.7；水的汽化潜热 ，按 温度查表 8-7；容积加大系数 1.30。twQ煤 tw预热段干物料量： = =3300 =3267 kg/hGdH210210湿物料比热: = +4.187 =0.84+4.187C1生 料 12510=2.2357 kJ/(kg )热风比热: = +1.88 =1.264+1.88 0.03=1.3204 kJ/(kg )g1pxm1预热段热量及平衡式:= ( - )= ( - )
17、Q1Gd1tw1Ldg1tmd=3267 2.2357(72.7-14)=428747=4752 1.3204(800- )td解得: =731td该段体积:=V1)()(11ttKwdmIn= =0.77)7.23()480(72In3蒸发段:气体比热: = +1.88 =1.245+1.88 0.03=1.3014 kJ/(kg )Cg2pxm1蒸发段热量及平衡式:= = (Q2Gw煤Ldg2)tbd=1056 2324=2454144=4752 1.3014 (731 )tb解得: =334tb7该段体积:=V2)()(12ttKQwbddIn= =7.42)7.234()7.2(704
18、5Inm3加热段出烘干机加热比热: = +4.187 =0.84+4.187C3生 料 21010=0.8823 kJ/(kg )加热段热量: = ( )=3267 0.8823(110-72.7)=107516 kJ/hQ3Gd3tw2该段体积:=V3)()(223ttKmwdbIn= = 1.18)105()7.34(70.16In3要求烘干机体积: =( ) 1.3=（0.77+7.42+1.18 ） 1.3V321=12.18 3(4) 烘干机规格尺寸烘干机直径为 1.5m,用出烘干机校核:= = =1.334 m/swm2 )1(360785.27DtGLmwgd )1.0(3608
19、5.27354.192在范围内,直径 1.5m 可以采用:2烘干机长度: L= = =6.90m 取 7m,V2785.0.2.188烘干机选用规格为 1.5m 7m 13V3.2 物料需在转筒内烘干时间的计算水分蒸发强度，是综合反映烘干机性能的一个主要指标，也是在设计中的一个主要参数。所谓水分蒸发强度，是指烘干机单位时间（小时）每平方米有效容积平均蒸发水的质量，其单位是 Kg/hm3，通常以符号 A 表示。根据定义 A （Kg/hm 3） （2-1）VGW2公式中 烘干机每小时蒸发水量， （Kg/h） ；其计算方法见硅酸盐工业热W工基础V烘干机的有效容积（m 3）A 的影响因素很多，它与物料
20、的性质有关，物料吸水性越强，烘干时，放出的水越多，A 值越大；物料的初水份越大，A 值也越大；另外，还和烘干机的规格结构有关。min)(20121wm式中： 物料在转筒内停留的时间；烘干机内物料填充系数，用小数表示，一般取 0.1-0.15；物料平均容积密度；mA烘干机单位容积蒸发强度，Kg/hm 3根据以上公式取其中系数为：填充系数 0.1平均密度 =600Kg/m3m初水分 =25% 终水分 =1%w12蒸发强度 A=4060矿渣密度为 600Kg/m3根据公式计算出物料在转筒内停留的时间范围为：=15.3225.57(min)93.3 烘干机转速的计算物料在烘干机筒体内经历的时间，与物料
21、在筒体内的运动速度及筒体的长度有关，而物料的运动速度又与物料在转筒内运动的状态有关，这个运动过程很复杂，若烘干机的长度为 L，物料在筒体内停留时间为 ，为了保证物料干燥所需停留时间，烘干机转速：n= DtgmKS式中: n烘干机筒体转速 (r/min)转筒的倾斜角度 (度)D转筒直径 (m)m比例系数，当填充系数 0.10.5 时，抄板式 m=0.5，扇形式 m=1.0K比例系数，对于较轻物料，顺流式 K0.2，逆流式 K=2.0；对于较重物料，顺流式 K0.7，逆流式 K=1.5物料在转筒内需经历的时间（min）根据以上公式取其中系数为：比例系数 K0.7，比例系数 m=0.5，扬料板长度 l=7(m)，tg =0.32 转筒的直径 D=1.5(m)，=15.3225.57(min)将以上数据代入公式得:n= 2.574.28(r/min)3.4 回转烘干机所需动力的计算回转烘干机所需功率可按下列经验公式计算：N=K （212）max3 nLDKNp2其中 N回转烘干机所需功率（Kw）D筒体直径（m）L筒体的长度（m）最大转速（r/min ）axn烘干机内物料的平均容积密度（Kg/m 3）m
