回轉(zhuǎn)干燥的特點和優(yōu)越性

一、回轉(zhuǎn)圓筒干燥機
（一）回轉(zhuǎn)圓筒干燥機基本情況
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機由稍作傾斜而轉(zhuǎn)動的長筒所構(gòu)成。濕物料在筒內(nèi)前移過程中，直接或間接得到了干燥介質(zhì)的給熱而達到干燥目的。此類干燥器廣泛應(yīng)用在各種散粒物料的干燥，現(xiàn)已發(fā)展到應(yīng)用于溶液及膏狀物料的干燥上。
由于回轉(zhuǎn)圓筒干燥機產(chǎn)量大，流體阻力小，操作上允許波動范圍大，操作方便，成本低，故目前化工、食品、糧食、礦物等行業(yè)的干燥應(yīng)用較多。
目前國內(nèi)現(xiàn)有干燥器直徑從600mm到2600mm，長度1000mm～27000 mm 。一般材料為碳鋼，或鋼體內(nèi)襯鋁、襯鋼、襯環(huán)氧樹脂、不銹鋼等。目前國內(nèi)筒體結(jié)構(gòu)的兩種，一種是圓筒和圓筒內(nèi)抄板組成，目前抄板的形式有幾十種之多。一種是三層不同直徑的圓筒套裝而成。前一種結(jié)構(gòu)相對筒單，用的比較廣泛。后一種在碳酸鈣、苜蓿草等干燥中使用。干燥器安裝在與水平傾斜度為2°～10°的機架上，轉(zhuǎn)速為1～10r/min可調(diào)，一般進出料用帶式輸送或斗式提升機完成，機械化程度較高，被干燥物料進出口含水率分別為50%～0.1%，一般為0.5%左右。
對于耐高溫及清潔度沒要求的礦產(chǎn)品，如粘土及耐火材料等，可用煙道氣為干燥介質(zhì)；對于產(chǎn)品清潔度要求高的物料，則可采用熱空氣作干燥介質(zhì)。干燥介質(zhì)的溫度可在100~1400℃范圍內(nèi)。如果氣體進口溫度為200℃，濕物料的含水率較高，回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的容積氣化強度為10~15kg水/h?m3，熱效率為30~50%左右；若氣體進口溫度為500℃，容積氣化強度在35 kg水/h?m3左右，熱效率約為60%左右。回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的抄板如設(shè)計合理，可使物料粒子的90%處于懸浮狀態(tài)。操作氣速與粒子的物性和形狀大小有關(guān)，一般粒子直徑約1mm時，氣速可取0.3~1m/s。若粒子直徑在5mm左右，氣速可取3~4m/s，回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的容積傳熱系數(shù)約為100~200 kcal/m3?h?℃。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機在化學(xué)工業(yè)中，廣泛地用于各種粒狀物料和小塊狀物料的干燥，如硫銨、石灰石、黃鐵礦、磷酸鹽等。若在轉(zhuǎn)筒中的內(nèi)部結(jié)構(gòu)設(shè)計恰當（如在轉(zhuǎn)筒的物料進口端掛上鏈條等），還可用于膏狀物料的干燥。由于轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)數(shù)可在1~10rpm和傾角可在2°~10°范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，因此，可以調(diào)節(jié)物料在干燥過程中的停留時間，所以被干燥濕物料的含水率范圍較廣。如硫酸銨含水率為3.5%左右，而酸式磷酸鈣的含水率為55%~57%。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機根據(jù)允許的干燥溫度、被干燥物料允許的污染情況決定采用熱空氣或煙道氣做干燥介質(zhì)。決定物料和干燥介質(zhì)的給熱情況。目前國內(nèi)回轉(zhuǎn)圓筒干燥機干燥介質(zhì)與物料之間的給熱方式有三種：直接傳熱、間接傳熱和復(fù)式傳熱。干燥介質(zhì)與濕物料之間有三種流向：并流、逆流、并流和逆流聯(lián)合的。如：礦石、PVC、復(fù)合肥料、粘土、煤等。間接加熱型主要適用于降速干燥階段較長的物料和熱敏性物料的干燥，如硫銨、有機晶粒、瀝青土等。復(fù)合加熱型主要適用于粉狀及較輕物料的干燥如：磷肥、調(diào)和粘土、磷石膏等。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機內(nèi)物料與介質(zhì)流向是根據(jù)物料性質(zhì)和最終含水率而定。并流只適用于濕度較大時允許快速干燥，不致發(fā)生裂紋、焦化，干燥后不能耐高溫，吸濕性小的物料的干燥。而逆流干燥熱推動力差不大，適用于物料不允許快速干燥， 初濕較大的物料。一般情況下，逆流操作出口物料含水率比并流低一些。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機有連續(xù)生產(chǎn)和間些生產(chǎn)兩種，絕大多數(shù)是連續(xù)的。間歇生產(chǎn)往往處理量小、干燥過程中間有轉(zhuǎn)晶、焙燒等要求時采用。目前回轉(zhuǎn)圓筒干燥機有負壓和正壓兩種操作。一般采用負壓操作，負壓操作粉塵飛揚少，特別適用于物料在干燥過程中產(chǎn)生有毒、有異味氣體或粉塵時采用，負壓操作有利于表面水的汽化，干燥效果好。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機具有產(chǎn)量大、系統(tǒng)阻力小、操作上允許波動范圍大，操作方便等優(yōu)點。但缺點是設(shè)備占地面積大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備笨重、鋼材消耗較多、一次性投資也較大。
需干燥的物料經(jīng)加料器輸送到回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的進料箱，經(jīng)加料管進入干燥機內(nèi)。物料從較高一端加入，熱載體由低端進入，與物料成逆流接觸，也可以熱載體與物料一起并流進入筒體內(nèi)。隨筒體轉(zhuǎn)動，物料在重力作用下運行到較低的一端，濕物料在圓筒內(nèi)向前移動過程中，直接或間接得到熱載體的給熱，使?jié)裎锪系靡愿稍铮缓笤诔隽隙怂统觥Ｔ趫A筒內(nèi)裝有各種形式的抄板（抄板形式依據(jù)所處理物料的不同而不同）其作用是把物料抄起來灑下，形成料幕，使物料與氣流的接觸表面增大，以提高干燥速率并促進物料前進。尾氣經(jīng)旋風(fēng)分離器將氣體內(nèi)所帶物料捕集下來。如需進一步減少尾氣含塵量，應(yīng)經(jīng)過袋式除塵器或水浴除塵器除塵后排空。
（二）性能特點：
（1）生產(chǎn)能力大，可連續(xù)操作；
（2）結(jié)構(gòu)簡單，操作方便；
（3）故障少，設(shè)備維護費用低；
（4）適應(yīng)范圍廣，可以用于處理顆粒狀物料和附著性較強的物料；
（5）操作彈性大；
（6）清掃容易。
（三）主要特點及適用范圍
主要適用于化工、醫(yī)藥、輕工、煤炭、建材、食品及冶金等行業(yè)中的顆粒狀物料。如化工行業(yè)中的硫酸銨、氧化錳、碳酸鈣、磷酸三鈉等物料的干燥，
已用于尿素、焦亞硫酸鈉、鈣鎂磷肥、輕質(zhì)碳酸鈣、磷礦、硫酸銨、硝酸銨、氮磷復(fù)合肥料、磷礦、硫精礦及碳酸鈣、染料硫化藍、淀粉、輕質(zhì)碳酸鈣、苯甲酸鈉、三鹽基硫酸鋁、葡萄糖、草酸、酵母、煤粉、味精、硝酸鈉、立德粉、增白劑、重堿、拉開粉、電玉粉、碳酸氫鈉、鹽基鋅、硫酸鉻、骨膠、活性炭、硫精礦、石棉礦等物料的干燥。
回轉(zhuǎn)圓筒干燥機設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝流程見圖2-47。

圖2-47回轉(zhuǎn)圓筒干燥機設(shè)備結(jié)構(gòu)及工藝流程圖

1—鼓風(fēng)機 ；2—燃燒室 ；3—排氣管 ；4—進料管 ；5—加料器 ；6—回轉(zhuǎn)圓筒干燥器 ；7—出料口 ；8—旋風(fēng)分離器 ；9—引風(fēng)機 ；10—洗滌器 ；11—運輸機 ；12—循環(huán)水池 ；13—水泵
二、穿流回轉(zhuǎn)干燥器
旋轉(zhuǎn)通風(fēng)式干燥機也稱穿流回轉(zhuǎn)干燥器，按其結(jié)構(gòu)特點和工作原理，說它是臥式回轉(zhuǎn)流化床也可，說是回轉(zhuǎn)干燥機也可。它是回轉(zhuǎn)干燥機和流化床干燥機相結(jié)合的產(chǎn)物。有些文獻中將其歸類于流化床干燥器中，也有按回轉(zhuǎn)干燥器分類，在本書中也按后者分類。
（一）結(jié)構(gòu)及特點
水平安裝的長圓筒體壁上開有許多小孔，筒體內(nèi)壁沿圓周等距離裝有許多抄板（三角形），抄板端部從入口側(cè)向出口側(cè)傾斜。抄板上也開有許多小孔。筒體上裝有2個滾輪，分別由2個支承托輪支承。電機通過減速后由小齒輪驅(qū)動大齒輪帶動筒體回轉(zhuǎn)，回轉(zhuǎn)筒體與物料進口端及出口端均設(shè)置密封結(jié)構(gòu)。在回轉(zhuǎn)筒體外設(shè)有外殼，在外殼內(nèi)沿著軸向設(shè)有隔板，它將干燥器隔成幾個獨立的加熱室。每個室有熱空氣進、出口。并在轉(zhuǎn)筒體與外殼間設(shè)有動密封，防止熱空氣未進筒體料層而短路。在外殼下安裝有細粉接收斗及螺旋輸送器。
由于熱空氣僅從滯留有物料層的部分抄板的下部吹入，故從入口直至出口的熱空氣全部由物料的側(cè)下端四分之一處吹入筒體，裝有動密封結(jié)構(gòu)，熱空氣就不會短路。因干燥器內(nèi)物料借轉(zhuǎn)動向前移動，接近活塞流，故停留時間分布很窄。當干燥時間需要延長時，它在干燥器內(nèi)的停留時間可由出口調(diào)節(jié)擋板調(diào)節(jié)，這時由連續(xù)出料變?yōu)殚g歇出料。尾風(fēng)夾帶的細粉顆粒由旋風(fēng)分離器捕集后，由引風(fēng)機排空。
回轉(zhuǎn)筒體外殼沿長度方向被分成幾個獨立的箱形殼體，每個殼體內(nèi)設(shè)置鼓風(fēng)機、空氣加熱器、進氣口及排氣口。物體在第1室進行表面脫水以及部分內(nèi)部水分的脫除，干燥后尾氣的相對濕度較高，降溫也較多，因此將尾氣排棄。而第2室主要是脫除部分內(nèi)部水分，進行第2階段的干燥，水的蒸發(fā)量小。因此，尾風(fēng)的溫度較高，相對濕度也很低，將這部分尾氣循環(huán)使用，以作為第1室的進氣。這樣，尾氣排棄的熱損失比一般對流式干燥器要少得多，熱效率可達75%左右。
（二）干燥原理
加入的物料借筒體的回轉(zhuǎn)運動和抄板的上下翻動，一面在床層內(nèi)轉(zhuǎn)動，一面向出口側(cè)移動。熱空氣通過筒壁上的小孔及抄板上的小孔穿過物料層，物料在運動過程中與熱空氣成90°夾角充分直接接觸，進行傳熱與傳質(zhì)，達到脫水干燥。
由于物料隨抄板升舉而又落下，使物料的暴露面積很大，與熱空氣接觸面積又不斷更新，熱空氣進口至出口穿越的距離僅為筒體直徑，使顆粒內(nèi)部遷移到表面的濕分迅速汽化及時排出。因而干燥速率高，干燥均勻。
（三）操作參數(shù)
1．操作壓力
為了避免在回轉(zhuǎn)筒體與固定部分密封處漏出熱空氣及粉塵而漏入空氣，在筒體內(nèi)控制為微負壓。熱空氣自下而上穿過物料層，其阻力損失隨顆粒密度、粒徑及形狀而異，一般為100~600Pa。對于壓力的調(diào)節(jié)，通常使鼓風(fēng)機的操作條件不變，而由引風(fēng)機入口處調(diào)節(jié)蝶閥來完成。
2．物料粒徑
物料為粒狀、塊狀或片狀，其粒徑為2~30mm最為適宜。對于粒徑小的粉狀物料，由于空隙率小，不僅阻力大，通風(fēng)不均勻，而且風(fēng)速也不能取得較大。因此，較適合于不含大量粉塵的粗大顆粒。
3．物料進口含濕量
只要物料呈粒狀，具有固體的流動性，如果濕物料含有的水分為內(nèi)部水分，加入時不會出現(xiàn)粘附與堵塞，那么即使水分很高（如70%~75%濕基的聚丙烯酰胺）也能進行干燥。
4．物料出口含濕量
物料在干燥器內(nèi)的停留時間可通過轉(zhuǎn)速、抄板角度、設(shè)備長度及設(shè)備的水平安裝角加以調(diào)節(jié)，干燥時間通常為10~40min。還可調(diào)節(jié)出口堰高度，變連續(xù)出料為間歇出料，或在中間一定位置設(shè)置溢流堰，延長干燥時間。如干燥4mm×4mm×4mm的塑料薄片，干燥時間為120min，干品含濕量可達到極低值。
5．干燥溫度
穿流回轉(zhuǎn)干燥器的使用溫度一般為100~300℃。
6．容積傳熱系數(shù)
由于床層內(nèi)物料不斷地翻轉(zhuǎn)使氣固相間傳熱傳質(zhì)均勻，干燥效果極為有效。它的容積傳熱系數(shù)可達1252~6255 kJ/m3?h?k（回轉(zhuǎn)式干燥器的容積傳熱系數(shù)最高為625.5~834 kJ/m3?h?k）。故對于相同物料和同等操作條件，穿流回轉(zhuǎn)干燥器的容積比較小。
穿流回轉(zhuǎn)干燥器外形結(jié)構(gòu)見圖2-48。

圖2-48穿流回轉(zhuǎn)干燥器外形結(jié)構(gòu)圖
1—筒體 ；2—外殼 ；3—端面密封 ；4—滾輪 ；5—出料口 ；6—托輪機構(gòu) ；7—螺旋輸送機 ；8—傳動機構(gòu) ；9—傳動齒輪 ；10—進料口
三、管束旋轉(zhuǎn)干燥機
管束旋轉(zhuǎn)干燥機是在與旋轉(zhuǎn)圓筒內(nèi)部等長的同心圓內(nèi)藏式排列1~5列的加熱管。加熱列管間進行傳熱干燥，這種干燥機稱為傳熱加熱干燥機，也可稱為蒸汽管束干燥機，它是間接加熱方式旋轉(zhuǎn)干燥機的代表。
1950年起，隨石油化學(xué)工業(yè)發(fā)展，本干燥機開始用于處理大批量的對苯二甲酸，聚氯乙烯，聚苯乙烯，聚丙烯等聚合物干燥。現(xiàn)在廣泛應(yīng)用于一般化學(xué)領(lǐng)域，包括冶金、制陶工業(yè)、水產(chǎn)、紙漿、非金屬等部門。另外，用淀粉廠中自發(fā)電的多余蒸汽作熱源，對副產(chǎn)物進行干燥。同樣，利用多余蒸汽干燥污泥、一般垃圾等工廠廢熱作為干燥機的熱源，還有啤酒工廠排放液的處理設(shè)備中產(chǎn)生的污泥進行干燥。
帶水蒸汽管的旋轉(zhuǎn)干燥機的特點：
（1）單位容積處理量大
干燥機為內(nèi)部設(shè)置加熱管片，因攪拌過程中直接接觸，傳熱系數(shù)大，且傳熱面積也大。單位容積傳熱量與一般直接加熱方式旋轉(zhuǎn)干燥機相比，約大3倍。
大量連續(xù)處理含水率高的物質(zhì)時，體積傳熱系數(shù)值約需60~130kcal/m3?h?℃。需要設(shè)計制造大容量干燥機，直徑3.6~4.2m，長20~36m，傳熱面積為4000m2。處理能力以干燥機為例進行分析，處理量為260~600t/h時，需要熱交換15~30×106kcal/h。
（2）熱效率高
干燥時不需使用多余熱空氣，故排氣所帶走的熱損失可忽略不計。含本體表面散熱熱損失，整體效率為80%~90%，這表明有非常高的傳熱效率。即使與直接加熱的旋轉(zhuǎn)干燥機熱效率比較，可以說本干燥機具有高的經(jīng)濟性。特別是操作溫度在150℃以下的場合，熱效率最高。
（3）一定溫度下，進行干燥
對間接加熱方式，加熱管的溫度是根據(jù)蒸汽壓力設(shè)定，一定溫度下加熱制品，即使處理量、含水率變動，蒸汽的冷凝量也可能對應(yīng)增減。因此，可以在一定溫度下干燥。據(jù)此，本干燥機也適宜于熱敏性物料干燥，一般制品的溫度應(yīng)比蒸汽溫度低15~50℃。
（4）停留時間長
通過調(diào)整，干燥機內(nèi)部可以得到最適宜的停留時間，通常可取容積比為10%~30%時，停留時間為30~60min。這種調(diào)整可根據(jù)內(nèi)部的停留和轉(zhuǎn)速進行任意改變，對本干燥機也適宜于停留時間長的操作體系。
（5）排氣中粉塵少
因能在80~95%高濕度下排氣，排氣量少，筒內(nèi)風(fēng)速小，粉塵量少,氣固分離設(shè)備投資少。
（6）系統(tǒng)能在密閉條件下操作
用于特殊設(shè)計的工程時，系統(tǒng)能在密閉條件下操作。干燥機能回收蒸發(fā)的液體（溶劑）；當需要密閉系統(tǒng)為必要條件時，能用氮氣以防止制品氧化；
（7）操作容易
當干燥溫度變化小時，即使處理量和含水率發(fā)生變化，也能保證充分的時間。故操作簡單，不需復(fù)雜的操作管理。
（8）其他
作為特殊用途，蒸汽以外的介質(zhì)，如導(dǎo)熱油用于高溫干燥，也可用熱水低溫干燥，以及用冷水冷卻。缺點是作為熱源，應(yīng)使用蒸汽、導(dǎo)熱油，需要提供這類物質(zhì)的裝置和加熱裝置。以熱空氣加熱干燥機相比，設(shè)備費用高，特別在要求耐腐蝕材料的場合，裝置本身價格非常高，還需要運轉(zhuǎn)維護等。
本干燥機為管束接觸式干燥機，可用于干燥粉狀、顆粒狀、纖維及片狀類無粘性物料。如：玉米胚芽、玉米纖維（玉米渣）、薯類纖維、蛋白粉、飼料載體、發(fā)酵飼料、魚粉、酒精槽、白酒槽、木片、木屑、油菜籽、發(fā)酵粉、啤酒槽、肉骨粉及石墨等。
管束旋轉(zhuǎn)干燥機結(jié)構(gòu)簡圖見圖2-49。

圖2-49管束旋轉(zhuǎn)干燥機結(jié)構(gòu)簡圖
1—進料口 ；2—傳動裝置 ；3—汽管接頭 ；4—外殼體 ；5—排氣口 ；6—底架 ；7—管束內(nèi)件 ；8—出料口 ；9—出料端蒸汽接頭