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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較廣，如礦產業、輕化工業、建材業、食品工業及飼料工業等，由于其技術難度較大，已成為某些行業或產品規�；�生產的主要制約因素，特別是某些產品生產排放的污水及下腳料由于受干燥工藝及設備的限制不能及時處理回收利用，不僅造成資源浪費，而且嚴重污染環境。因此研制一種廣泛適用于各種高濕物料，且脫水能力強、能耗低、效率高的干燥設備，對于提高企業經濟效益、充分利用資源、減少環境污染均具有重要意義，富通新能源銷售木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質燃料成型烘干機械設備。
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。高濕物料顆粒都很細小，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。據此，在選定干燥工藝時應重點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，從而實現干燥。由于物料與熱空氣在流動的過程中發生熱質交換，而流動的空氣又有利于水分子的擴散蒸發，因此往往可以使物料在極短的時間內（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，對干燥環節必須予以強化。為此擬采用雙旋風氣流干燥的結構與組合方式。
    (3)針對物料多呈團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構，否則易出現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、干燥系統的設計與計算
    根據已確定的干燥工藝，本干燥系統包括如下設備：熱風爐、加料機、主旋風干燥塔、旋風干燥器、風機、旋風分離器、布袋除塵器、電氣控制裝置等。根據其工作原理及結構特點取名為雙旋風閃蒸干燥烘干機，圖2為其結構示意圖。下面以用于白碳黑干燥，產量大干100kg/h的XSG65型雙旋風閃蒸干燥烘干機為例，簡述其設計與計算。
3.1設計指標
    濕物料含水率：  ≥40%
    成品物料含水率：1%~3%
生產效率：    ≥lOOkg／h（成品）
3.4熱風爐的設計
    根據熱量計算，采用湖南省農機研究所研制的JRF15型燃煤間熱式熱風爐的基本形式。這種形式的熱風爐集燃燒發熱與換熱器于一體，熱風被煙氣間接加熱，不受煙氣污染，清潔干凈，煙氣由引風機抽走排出室外。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。煙氣引風機前設有調節門可以方便地調節引風量，從而能夠方便地控制火力。為了增加換熱面積，將熱風爐換熱內膽由1個改為5個，同時將熱風爐的煙氣引風機的引風量增加10%，這樣就提高了熱風溫度(250C以上)，達到了干燥系統的設計要求。
3.5加料機的設計
    加料機采用雙螺桿輸送，由兩根直徑相同的螺桿并列而成，同向旋轉，實現連續均勻定量加料，動力采用電磁調速電機，螺桿轉速為12.5~125r/min無級可調，這樣加料量可以根據原料干濕程度方便地調節，以充分發揮干燥系統的能力。
3.6主旋風干燥塔的設計
    根據干燥工藝及設備配置的要求，設計了如圖3所示的主干燥塔。除設有進料口、進風口、出風口外，還設計了有利于熱空氣與物料強化熱質交換的結構，使氣流夾帶物料切向沿熱壁產生旋流運動，物料顆粒處于懸浮、旋轉運動狀態，顆粒周圍的氣體邊界層能處于高度湍流狀態，氣固相間的相對速度大大增加，從而強化了干燥過程。為保證高效節能，對主干燥塔設計了保溫層。此外，在干燥塔內的下部設計了將結團物料粉碎打散的裝置。
3.7旋風干燥器的設計
    旋風干燥器作為輔助的干燥元件，與主干燥塔串接，對物料進行二次旋風干燥，起到進一步加強干燥的作用。這對增強高含濕物料的干燥效果作用十分明顯，也是本機與其它同類機型相比獨具特色之處。其工作原理與主干燥塔類似，但結構有所不同。
3.8旋風分離器及布袋除塵器的選定
    在本系統中，旋風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。根據計算，選用標準的CLT/A7．O型分離器。由于白碳黑干燥后粒度很細，通過旋風分離器后仍有一小部分微粒不能被分離，從避免浪費和保護環境的角度考慮，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)據此，選用過濾面積為85~95m2的標準回轉反吹布袋除塵器。
4、實際應用效果與結論
    (1)設計的XSG65型雙旋風閃蒸干燥烘干機在湖南省攸縣永佳化工廠使用，取得良好的效果．，其主要技術參數的測試結果為：
    生產率（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較廣，干燥的難度也較大，但只要正確制定干燥工藝，精心設計干燥元件，合理選用配套裝置，仍可獲得滿意的干燥效果。
    (3)雙旋風閃蒸干燥烘干機通過干燥白碳黑的實踐表明，具有脫水能力強、干燥效果好、高效節能、投資少、占地面積小、無環境污染、操作方便，維護簡單等優點。若適當調整各干燥元件的．參數，可對多種高含濕物料進行干燥，具有良好的推廣應用前景。