【正文】 熱量以及熱損失三部分對(duì)流干燥器的熱平衡統(tǒng)計(jì)數(shù)字表面供給干燥器熱量的 20～ 60 用于水分蒸發(fā) 5～ 25 用于加熱物料 15～ 40 為廢氣排空損失掉 3～ 10作為熱損失散失到大氣中 5～ 20 為其他損失 干燥操作的節(jié)能途徑 干燥是能量消耗較大的單元操作之一這是由于不論是干燥液體物料漿狀物料還是含 濕的固體物料都要將液態(tài)水分變成氣態(tài)因此需要供給較大的汽化潛熱統(tǒng)計(jì)資料表面干燥過程中的能量消耗約占整個(gè)加工過程能耗的 12 左右中國(guó)的干燥操作的能耗約占總能耗的 10 因此必須設(shè)法提高干燥設(shè)備的能量利用率節(jié)約能源 由于干燥操作的能耗是如此之大而能量利用率又很低特別是近年來隨著能源危機(jī)的出現(xiàn)能源價(jià)格的不斷上漲因此有必要采取措施改變干燥設(shè)備的操作條件選擇熱效率高的干燥裝置回收排出廢氣中的部分熱量來降低生產(chǎn)成本以下提出幾種節(jié)能的途徑 1 減少干燥過程的各種熱損失 降低蒸發(fā)器的蒸發(fā)負(fù)荷 提高干燥器入口空氣溫度 降低干燥器出口廢氣溫度 部分廢氣循環(huán) 從干燥器出口廢氣中回收熱量 從固體產(chǎn)品中回收其顯熱 采用兩級(jí)干燥法 利用內(nèi)換熱器 太陽能干燥 10 生物能源的利用具體地講干燥技術(shù)的未來發(fā)展將著重于 1 在直接干燥器中使用過熱蒸汽作為干燥介質(zhì) 2 大量使用間接加熱傳導(dǎo)方式 3 使用組合式傳熱方式對(duì)流傳導(dǎo)與介電或熱輻射等組合 4 在特殊情況下使用容器式加熱微波或高頻場(chǎng) 5 組合使用不同類型干燥器或常規(guī)技術(shù) 6 采用間斷傳熱方式 7 設(shè)計(jì)靈活多用途的干燥器 8 產(chǎn) 品質(zhì)量及濕含量的在線測(cè)量等 9 運(yùn)用新型氣固接觸技術(shù)如二維噴動(dòng)床旋轉(zhuǎn)噴動(dòng)床等 10 運(yùn)用新型或更為有效的供熱方法如脈沖燃燒感應(yīng)加熱等 第 2 章 ZL15 75 振動(dòng)流化床干燥機(jī)簡(jiǎn)介21 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的工作原理 普通流化床干燥機(jī)在干燥顆粒物料時(shí)可能會(huì)存在以下問題當(dāng)顆粒粒度較小時(shí)形成溝流或死區(qū)顆粒分布范圍大時(shí)夾帶會(huì)相當(dāng)嚴(yán)重由于顆粒的返混物料在機(jī)內(nèi)直流時(shí)間不同干燥后的顆粒含濕量不均物料濕度稍大是會(huì)產(chǎn)生團(tuán)聚和結(jié)塊現(xiàn)象而使流化惡化等為了克服上述問題其中振動(dòng)流化床就是一種較為成功的改型流化床 操作時(shí)物料經(jīng)給料器 均勻連續(xù)的加到振動(dòng)流化床中同時(shí)空氣經(jīng)過濾后被加熱到一定溫度由給風(fēng)口進(jìn)入干燥機(jī)風(fēng)室中物料落到分布板上后在振動(dòng)力和經(jīng)空氣分布板均風(fēng)的熱氣流雙重作用下呈懸浮狀態(tài)與熱氣流均勻接觸調(diào)整好給料量振動(dòng)參數(shù)及風(fēng)壓風(fēng)速后物料床層形成均勻的流化狀態(tài)物料粒子與熱介質(zhì)之間進(jìn)行著激烈的湍動(dòng)使傳熱和傳質(zhì)過程得以強(qiáng)化干燥后的產(chǎn)品由排料口排除蒸發(fā)掉的水分和廢棄經(jīng)旋風(fēng)分離器回收粉塵后排入大氣調(diào)整個(gè)有關(guān)參數(shù)可在一定范圍內(nèi)方便的改變系統(tǒng)的處理能力 因?yàn)橛袃膳_(tái)高頻振動(dòng)電機(jī)的作用與流化床相比使得產(chǎn)生物料流化所需氣流速度大大降低從而減小了空氣流量和動(dòng) 力消耗特別是流化狀態(tài)更穩(wěn)定不會(huì)產(chǎn)生床存在的溝流和騰涌現(xiàn)象物料顆粒在熱氣流中處于懸浮狀態(tài)得到充分混合和高度分散顆粒的所有表面都參與熱質(zhì)交換故氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)系數(shù)高氣固兩相傳熱速率高使物料床層溫度均勻性很容易調(diào)節(jié)保證了物料干燥的均勻性物料在床層內(nèi)停留時(shí)間一般在數(shù)分鐘至數(shù)小時(shí)之間可任意調(diào)節(jié)對(duì)難于干燥或干燥產(chǎn)品含水率要求低的物料特別適合結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單操作方便 21 所示 圖 21 振動(dòng)流化床干燥機(jī)生產(chǎn)系統(tǒng) 1空氣過濾器 2鼓風(fēng)機(jī) 3加熱器 4振動(dòng)流化床干燥器 5除塵器 6袋濾器 7 引風(fēng)機(jī) 1 物料流程 物料由給料機(jī)均勻的 給入干燥機(jī)在干燥機(jī)中物料在振動(dòng)電機(jī)的作用下沿著分布板跳躍前進(jìn)在此過程中物料和熱空氣接觸得到熱量將水分汽化逐漸轉(zhuǎn)化成為合格產(chǎn)品經(jīng)排料機(jī)送到產(chǎn)品庫部分物料失去水分重量變輕隨廢氣進(jìn)入除塵器在除塵器中收集較粗粒物料進(jìn)入物料產(chǎn)品庫極細(xì)粒物料排至大氣圖 22 為傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)物料流程圖 圖 22 傳統(tǒng)干燥系統(tǒng)物料流程圖 2 空氣流程 它由送氣和排氣裝置組成 在系統(tǒng)中空氣經(jīng)過空氣過濾器的過濾后進(jìn)入送風(fēng)機(jī)中然后進(jìn)入加熱器中加熱到一定溫度后從給料口通入干燥機(jī)中加熱物料并逐漸將其轉(zhuǎn)化為合格產(chǎn)品熱風(fēng)到達(dá)了出氣筒然后順著管道經(jīng)過除塵器 最后排出 結(jié)構(gòu)組成 ZL15 75 振動(dòng)流化床干燥機(jī)基本上由上箱體下箱體運(yùn)料槽進(jìn)料口出料口進(jìn)氣口出氣口及振動(dòng)電機(jī)等部分組成如圖 23 所示 圖 23 振動(dòng)流化床干燥機(jī) 1 振動(dòng)給料機(jī) 2 空氣過濾器 3 送風(fēng)機(jī) 4 加熱器 5 集塵器 6 引風(fēng)機(jī) 振動(dòng)流化床干燥機(jī)由振動(dòng)電機(jī)提供激振力使物料在空氣分布板上跳躍前進(jìn)同時(shí)于分布板下方送入的熱風(fēng)接觸進(jìn)行熱質(zhì)傳遞下箱體為床層提供了一個(gè)穩(wěn)定的具有一定壓力的風(fēng)室交接引風(fēng)機(jī)使上箱體中床層物料上部保持微負(fù)壓維持良好的干燥環(huán)境并防止粉塵外泄空氣分布板支撐物料并使熱風(fēng)分布均勻物料經(jīng)給料器均勻 連續(xù)的加到振動(dòng)流化床中同時(shí)空氣經(jīng)過濾后被加熱到一定溫度由給風(fēng)口進(jìn)入干燥機(jī)風(fēng)室中物料落到分布板上后在振動(dòng)力和經(jīng)空氣分布板均風(fēng)的熱氣流雙重作用下呈懸浮狀態(tài)與熱氣流均勻接觸調(diào)整好給料量振動(dòng)參數(shù)及風(fēng)壓風(fēng)速后物料床層形成均勻的流化狀態(tài)物料粒子與熱介質(zhì)之間進(jìn)行著激烈的湍動(dòng)使傳熱和傳質(zhì)過程得以強(qiáng)化干燥后的產(chǎn)品由排料口排出蒸發(fā)掉的水分和廢氣經(jīng)旋風(fēng)分離器回收粉塵后排入大氣 23 振動(dòng)流化床干燥機(jī)的工作特點(diǎn) ZL15 75 振動(dòng)流化床同時(shí)振動(dòng)還可以使?jié)裎锪系臐穹謧鬟f阻力減少?gòu)亩岣邼裎锪系母稍镄? 隔振彈簧 彈簧是一種常 用的彈性零件在承受載荷時(shí)能隨載荷的大小產(chǎn)生相應(yīng)大小的彈性形變將機(jī)械功或動(dòng)能轉(zhuǎn)化為變形能載荷卸除后能迅速恢復(fù)原狀將變形能轉(zhuǎn)化為機(jī)械功或動(dòng)能彈簧的主要功能有 1 緩和沖擊減少振動(dòng) 2 控制機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng) 3 儲(chǔ)存及輸出能量 彈簧主要承受動(dòng)載荷其破壞形式主要是疲勞破壞因此彈簧材料必須具有較高的抗拉強(qiáng)度和耐疲勞能力較好彈性足夠的沖擊韌性及良好的塑性 26 工藝參數(shù)的分析 振動(dòng)流化床干燥機(jī)中由于物料的干燥過程是連續(xù)進(jìn)行的所以物料的運(yùn)行時(shí)間和干燥路徑相應(yīng)較長(zhǎng)進(jìn)而提高了該機(jī)的干燥能力和去濕能力該機(jī)更適合于干燥具有 熱敏性的物料及需要干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料與普通機(jī)型相比其適用范圍增大了許多本設(shè)計(jì)根據(jù)指導(dǎo)老師以及其他相似機(jī)形的類比研究對(duì)所設(shè)計(jì)的振動(dòng)干燥機(jī)進(jìn)行分析 影響因素的分析 1 熱風(fēng)溫度對(duì)干燥性能的影響 由此類型干燥機(jī)參考資料可知隨著風(fēng)溫的提高單位熱耗和干燥速度不斷增大當(dāng)熱風(fēng)溫度達(dá)到某一值時(shí)單位熱耗和干燥速度達(dá)到最大值之后隨著風(fēng)溫的升高單位熱耗和干燥速度都有下降趨勢(shì)也就是說在風(fēng)溫低于某值時(shí)通過增加單位熱耗升高風(fēng)溫可以提高干燥速度在風(fēng)溫高于此值時(shí)隨著風(fēng)溫的升高干燥速度和單位熱耗反而都有下降的趨勢(shì)提高風(fēng)溫是加快干燥 速度的有效途徑之一但必須在物料允許的范圍內(nèi)選取相對(duì)高溫高的風(fēng)溫有時(shí)在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用是受到許多因素限制的如熱源蒸汽壓力換熱設(shè)備可見只有適當(dāng)?shù)厣唢L(fēng)溫才有利于物料的干燥 2 熱風(fēng)速度對(duì)干燥性能的影響 風(fēng)速對(duì)干燥速度和單位熱耗具有相反的影響對(duì)于熱耗存在一個(gè)最低值 此時(shí)的風(fēng)速是某一值但是此時(shí)的干燥速度卻不是最大的當(dāng)風(fēng)速達(dá)到一定值時(shí)干燥速度達(dá)到最大值單位熱耗也有所增加隨著風(fēng)速的繼續(xù)增加單位熱耗也繼續(xù)增加這時(shí)干燥速度卻有下降的趨勢(shì)所以干燥風(fēng)速不能過高否則不但不能提高干燥速度反而會(huì)增加單位熱耗浪費(fèi)能源 3 振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)干 燥性能的影響 振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)干燥熱耗的影響有一個(gè)最低值這個(gè)最低值是在振動(dòng)強(qiáng)度值的某一范圍內(nèi)當(dāng)大于這個(gè)最低值時(shí)提高振動(dòng)強(qiáng)度反而使得干燥熱耗增加對(duì)于干燥速度隨著振動(dòng)強(qiáng)度的增加干燥速度逐漸增大當(dāng)增大到一定程度時(shí)干燥速度呈現(xiàn)逐漸下降的趨勢(shì)可見振動(dòng)強(qiáng)度不是越大越好而要根據(jù)干燥速度和干燥熱耗兩方面來考慮它的適當(dāng)取值 4 料層厚度對(duì)干燥速度的影響 干燥速度單位時(shí)間內(nèi)物料水分的變化率是評(píng)價(jià)干燥效果的一項(xiàng)重要指標(biāo)在相同的熱風(fēng)條件和振動(dòng)參數(shù)下床層物料越薄干燥速度也越大實(shí)現(xiàn)同樣降水幅度所需干燥時(shí)間就會(huì)相應(yīng)減少但是從熱能利用的角度 考慮床層厚度并非越薄越好而應(yīng)在一定范圍內(nèi)盡量增加料層厚度這時(shí)機(jī)器的熱能利用率高產(chǎn)能增加并可獲得最佳的經(jīng)濟(jì)性 5 干燥時(shí)間對(duì)干燥性能的影響 干燥時(shí)間對(duì)干燥速度的影響有一個(gè)最低值這個(gè)最低值可通過實(shí)驗(yàn)來確定當(dāng)干燥時(shí)間少于這個(gè)時(shí)間的時(shí)候干燥速度隨著干燥時(shí)間的增加而減少但當(dāng)干燥時(shí)間大于這個(gè)時(shí)間的時(shí)候干燥速度就會(huì)隨著干燥時(shí)間的延長(zhǎng)而增加所以在干燥的時(shí)候如果要增加干燥速度就要通過調(diào)整振動(dòng)電機(jī)的安裝角度來避開這個(gè)時(shí)間段還可以看到熱耗是隨著干燥時(shí)間的增加而降低的所以適當(dāng)?shù)脑黾痈稍飼r(shí)間是有利于干燥的 結(jié)論分析 在振 動(dòng)流化床干燥機(jī)的干燥過程中熱風(fēng)溫度及速度振動(dòng)強(qiáng)