1、前言
    高含濕膏糊狀的物料（含水率> 40%）的干燥所涉及的行業(yè)較廣，如礦產(chǎn)業(yè)、輕化工業(yè)、建材業(yè)、食品工業(yè)及飼料工業(yè)等，由于其技術(shù)難度較大，已成為某些行業(yè)或產(chǎn)品規(guī)�；�生產(chǎn)的主要制約因素，特別是某些產(chǎn)品生產(chǎn)排放的污水及下腳料由于受干燥工藝及設(shè)備的限制不能及時處理回收利用，不僅造成資源浪費(fèi)，而且嚴(yán)重污染環(huán)境。因此研制一種廣泛適用于各種高濕物料，且脫水能力強(qiáng)、能耗低、效率高的干燥設(shè)備，對于提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益、充分利用資源、減少環(huán)境污染均具有重要意義，富通新能源銷售木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型烘干機(jī)械設(shè)備。
2、干燥工藝的選定
    選定干燥工藝必須以研究物料的特性為基礎(chǔ)。高濕物料顆粒都很細(xì)小，且有極大的比表面積，因此在水分子之間的引力作用下，呈團(tuán)狀或膏糊狀并具有一定的粘性。如化工原料白碳黑是一種不含結(jié)晶水的硅酸鈉，干燥后的微粒直徑大約在10~ 20微米之間，在未干燥前含水率在40%~70%之間，是一種典型的高含濕膏糊狀物料。據(jù)此，在選定干燥工藝時應(yīng)重點(diǎn)考慮下述三方面的問題。
    (1)針對物料為顆粒狀這一特性，擬選用氣流干燥方式，利用空氣的動力性能，使顆粒狀物料懸浮于空氣中，同時利用空氣的熱力性能，使物料中的水分子因吸收熱量而蒸發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)干燥。由于物料與熱空氣在流動的過程中發(fā)生熱質(zhì)交換，而流動的空氣又有利于水分子的擴(kuò)散蒸發(fā)，因此往往可以使物料在極短的時間內(nèi)（僅幾秒至10多秒）干燥至所要求的含水率，由此有人將其稱之為閃蒸干燥。
    (2)針對物料含水率高這一特性，為加大脫水量，對干燥環(huán)節(jié)必須予以強(qiáng)化。為此擬采用雙旋風(fēng)氣流干燥的結(jié)構(gòu)與組合方式。
    (3)針對物料多呈團(tuán)塊或膏糊狀并有較大粘性這一特性，在氣流干燥的初始部分需增加將物料粉碎打散的機(jī)構(gòu)，否則易出現(xiàn)管道堵塞及干燥效果差的問題。具體的工藝流程如圖1所示。
3、干燥系統(tǒng)的設(shè)計與計算
    根據(jù)已確定的干燥工藝，本干燥系統(tǒng)包括如下設(shè)備：熱風(fēng)爐、加料機(jī)、主旋風(fēng)干燥塔、旋風(fēng)干燥器、風(fēng)機(jī)、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、電氣控制裝置等。根據(jù)其工作原理及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)取名為雙旋風(fēng)閃蒸干燥烘干機(jī)，圖2為其結(jié)構(gòu)示意圖。下面以用于白碳黑干燥，產(chǎn)量大干100kg/h的XSG65型雙旋風(fēng)閃蒸干燥烘干機(jī)為例，簡述其設(shè)計與計算。
3.1設(shè)計指標(biāo)
    濕物料含水率：  ≥40%
    成品物料含水率：1%~3%
生產(chǎn)效率：    ≥lOOkg／h（成品）
3.4熱風(fēng)爐的設(shè)計
    根據(jù)熱量計算，采用湖南省農(nóng)機(jī)研究所研制的JRF15型燃煤間熱式熱風(fēng)爐的基本形式。這種形式的熱風(fēng)爐集燃燒發(fā)熱與換熱器于一體，熱風(fēng)被煙氣間接加熱，不受煙氣污染，清潔干凈，煙氣由引風(fēng)機(jī)抽走排出室外。由于煙氣對壁面的高速沖刷作用，可避免煙灰在夾層的沉積。煙氣引風(fēng)機(jī)前設(shè)有調(diào)節(jié)門可以方便地調(diào)節(jié)引風(fēng)量，從而能夠方便地控制火力。為了增加換熱面積，將熱風(fēng)爐換熱內(nèi)膽由1個改為5個，同時將熱風(fēng)爐的煙氣引風(fēng)機(jī)的引風(fēng)量增加10%，這樣就提高了熱風(fēng)溫度(250C以上)，達(dá)到了干燥系統(tǒng)的設(shè)計要求。
3.5加料機(jī)的設(shè)計
    加料機(jī)采用雙螺桿輸送，由兩根直徑相同的螺桿并列而成，同向旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)連續(xù)均勻定量加料，動力采用電磁調(diào)速電機(jī)，螺桿轉(zhuǎn)速為12.5~125r/min無級可調(diào)，這樣加料量可以根據(jù)原料干濕程度方便地調(diào)節(jié)，以充分發(fā)揮干燥系統(tǒng)的能力。
3.6主旋風(fēng)干燥塔的設(shè)計
    根據(jù)干燥工藝及設(shè)備配置的要求，設(shè)計了如圖3所示的主干燥塔。除設(shè)有進(jìn)料口、進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口外，還設(shè)計了有利于熱空氣與物料強(qiáng)化熱質(zhì)交換的結(jié)構(gòu)，使氣流夾帶物料切向沿?zé)岜诋a(chǎn)生旋流運(yùn)動，物料顆粒處于懸浮、旋轉(zhuǎn)運(yùn)動狀態(tài)，顆粒周圍的氣體邊界層能處于高度湍流狀態(tài)，氣固相間的相對速度大大增加，從而強(qiáng)化了干燥過程。為保證高效節(jié)能，對主干燥塔設(shè)計了保溫層。此外，在干燥塔內(nèi)的下部設(shè)計了將結(jié)團(tuán)物料粉碎打散的裝置。
3.7旋風(fēng)干燥器的設(shè)計
    旋風(fēng)干燥器作為輔助的干燥元件，與主干燥塔串接，對物料進(jìn)行二次旋風(fēng)干燥，起到進(jìn)一步加強(qiáng)干燥的作用。這對增強(qiáng)高含濕物料的干燥效果作用十分明顯，也是本機(jī)與其它同類機(jī)型相比獨(dú)具特色之處。其工作原理與主干燥塔類似，但結(jié)構(gòu)有所不同。
3.8旋風(fēng)分離器及布袋除塵器的選定
    在本系統(tǒng)中，旋風(fēng)分離除塵器被用來作為卸料器使用，已干燥的物料與空氣分離從下口排出。根據(jù)計算，選用標(biāo)準(zhǔn)的CLT/A7．O型分離器。由于白碳黑干燥后粒度很細(xì)，通過旋風(fēng)分離器后仍有一小部分微粒不能被分離，從避免浪費(fèi)和保護(hù)環(huán)境的角度考慮，還需配置布袋除塵器。選取布袋除塵器的氣流過濾速度為0. 015m/s，則過濾面積：
    S=G／(0.15 x3600) =4925/54-91.2(mz)據(jù)此，選用過濾面積為85~95m2的標(biāo)準(zhǔn)回轉(zhuǎn)反吹布袋除塵器。
4、實(shí)際應(yīng)用效果與結(jié)論
    (1)設(shè)計的XSG65型雙旋風(fēng)閃蒸干燥烘干機(jī)在湖南省攸縣永佳化工廠使用，取得良好的效果．，其主要技術(shù)參數(shù)的測試結(jié)果為：
    生產(chǎn)率（成品）：139. 8kg/h;成品含水率：2%；脫水率：109. 8kg水/h;煤耗：50. 4kg/h。
    (2)高濕物料所涉及的行業(yè)較廣，干燥的難度也較大，但只要正確制定干燥工藝，精心設(shè)計干燥元件，合理選用配套裝置，仍可獲得滿意的干燥效果。
    (3)雙旋風(fēng)閃蒸干燥烘干機(jī)通過干燥白碳黑的實(shí)踐表明，具有脫水能力強(qiáng)、干燥效果好、高效節(jié)能、投資少、占地面積小、無環(huán)境污染、操作方便，維護(hù)簡單等優(yōu)點(diǎn)。若適當(dāng)調(diào)整各干燥元件的．參數(shù)，可對多種高含濕物料進(jìn)行干燥，具有良好的推廣應(yīng)用前景。