就梗丝干燥系统的设计研讨的干燥设备论文

　　系统结构
　　梗丝低速气流干燥设备与其他气流干燥设备的结构组成相似，主要由干燥器、气料分离器、除尘器、热风动力等部件组成，见图1。其中，干燥器是气流干燥设备的核心部件，直接决定着设备的性能。
　　1干燥器
　　目前在化工、食品、制药等行业所采用的气流干燥设备，以干燥器的形状区分，主要有长管、短管、脉冲、倒锥形和环形等10。其中，长管干燥器应用最早且使用最广泛，优点是结构简单，缺点是干燥管过长，一般为1020m，设备装配空间高度较高。短管干燥器多用于沙石类物料的干燥，不适宜于烟草物料。脉冲气流干燥采用管径交替缩小与扩大的方法，使物料运动交替加速或减速，这种干燥方式热交换效率高，但局部风速相对较高，容易造碎。环形干燥器是将直管变成环形结构，从而降低了干燥器的高度，但由于干燥管转弯部分较多，故局部管壁易于粘料，对物料的造碎也较大。倒锥形气流干燥器气流速度由下而上逐渐减小，不同悬浮速度的物料可分别在管内不同的高度悬浮。含水率大的物料悬浮速度大，在干燥管内移动速度慢，干燥时间长；含水率小的物料悬浮速度小，在干燥管内移动速度快，干燥时间较短。因此这种干燥方式可以获得较好的含水率均匀性，同时由于风速变化使物料和热风产生相对运动，热交换效率也较高。综合考虑干燥器系统阻力、热交换效率和梗丝造碎情况，且有利于实现低风速气流干燥，因而选用了倒锥形干燥器。
　　2气料分离器
　　气料分离主要采用切向和旋风两种方式11。考虑到梗丝密度较小，物料与热风分离难度较大，气料分离器选用切向落料器比旋风落料器可获得更好的分离效果。
　　3除尘器
　　除尘器主要有旋风和布袋两种形式11。布袋除尘器除尘效率高，但占地面积大，清理保养难度大，不适合于高温高湿气体的除尘和在车间生产环境中使用；旋风除尘器虽然除尘效率较低，但占地面积小，清理保养方便，对热风系统的阻力影响小，适合于高温高湿气体除尘和在车间生产环境中使用，因此除尘选用了旋风除尘器。
　　4热风加热器
　　热风加热器主要有蒸汽热交换器和热风炉两种11。蒸汽热交换器使用蒸汽为热源，蒸汽是二次能源，能源利用率低，提供的热风温度低（一般不超过170），受蒸汽质量影响大，蒸汽热交换器系统阻力大，容易积尘存在安全隐患；热风炉使用柴油或天燃气一次能源作为燃料，能源利用率较高，可克服蒸汽热交换器的不足，因此热风加热器选用了热风炉。综上所述，为了使加工的梗丝具有较好的膨胀效果（或填充值）和含水率均匀性，同时达到加工过程低风速、低造碎的要求，确定的梗丝膨胀干燥系统整体结构见图2。
　　技术实现
　　1工艺风速
　　不同含水率梗丝在竖直管道内最低悬浮速度的试验结果见表1。为实现低风速条件下的安全输送，将倒锥形干燥管干燥入口（梗丝含水率36）的气流速度设定为7ms，干燥出口（梗丝含水率13）的气流速度设定为34ms。
　　2干燥管和进料管
　　干燥管作为设备的关键部件，形状为方形，在风力输送物料时，方形的四角风速不稳定12，容易堆积物料，因此在设计制造时将方形的四角制作成较大的圆角，并把内壁打磨光滑。根据生产能力2000kgh（按标准含水率12），来料含水率40，出口含水率12。5，计算出脱水量G917kgh，由脱水量G计算出所需要的热量M2。225109J，由质量和能量守恒定理可得出携带热量M所需要的空气Q（风机风量）约为36000m3h。根据风机风量Q及干燥管上部和下部风速计算出干燥管上部和下部截面面积分别为3。2m2和1。4m2，干燥管尺寸见图3。根据系统的风量（36000m3h）和风速，以梗丝（含水率36）34倍的悬浮速度（表1）计算出进料管的截面积。为了使热风从进料管输送到干燥管的截面风速均匀，根据文献13的要求，确定进料管的长度为45m，进料管尺寸见图4。为有效解决风速低易使物料在干燥管底部沉积问题，将进料管结构设计为2层。进料管上层通过热风输送物料，下层只输送热风，使物料在进入干燥管时，下层的热风能对物料起到托起作用，同时在进料管前端设置上下层热风分配风门。根据试验，当下层的热风量约为总风量的23时，物料在干燥管底部不会出现沉积现象。
　　3匀料辊
　　考虑到干燥管截面积较大，梗丝在进入干燥管后不能充分散开，部分梗丝会在惯性作用下直接沿着干燥管的对面管壁运动，导致物料分布不均匀，脱水不均衡，影响出口含水率的稳定。因此，在干燥管下部设计安装一个匀料装置（即匀料辊），见图5。由减速机驱动的匀料辊为三棱形，安装于进料管和倒锥形干燥管的结合处，使进入干燥管的物料在干燥管各截面上均匀分布，从而提高固气混合物的传热传质效率，保证梗丝干燥脱水的均匀性。
　　4设备表面处理
　　与高含水率梗丝接触的部件表面，如文氏管内腔、进料气锁和汽料分离器内壁、匀料辊表面等均采用特氟龙处理，以防止高含水率物料在其表面粘结。2。5控制因素和工艺流程梗丝低速气流干燥设备控制因素主要由风温、风量（干燥时间）、排潮量、梗丝含水率（脱水量）等组成。干燥热风循环使用，干燥后回风的一部分（占总风量的2030）通过排潮管道排出干燥系统；回风的大部分（占总风量的7080）分成2路，由热风分配阀门调节，一路进入热风炉加热，另一路直接进入混合箱与加热后的热风混合后形成工艺热风。热风炉的出风温度控制在200250，控制精度3；干燥管上部的风速为3。23。4ms，工作风温控制在170230，控制精度1。通过调整热风风机的频率控制风量，风机频率控制在3050Hz；系统风量的调节范围为3600058000m3h，控制范围为4200048000m3h。干燥系统的排潮量通过调整排潮管道内风门的角执行器进行控制。排潮风门开度可在0100之间调节，为了节省能源，在设备预热阶段时排潮风门关闭，在正常生产时排潮风门的开度控制在3070。梗丝出口含水率的控制是根据工艺要求设定，按照进料流量和含水率计算出脱水量，在干燥系统风量、排潮量一定的情况下，通过调整工作风温进行控制，出口含水率控制范围为设定值0。5。系统的工艺流程为：膨化后的梗丝由进料气锁送入进料管，进料管沿气流方向倾斜安装，在热风作用下将梗丝输送到倒锥形干燥管内，经匀料辊分散后达到悬浮状态，并沿风速方向向上运动，因干燥管采用倒锥形设计，风速向上逐渐减小。而梗丝在运动过程中不断地干燥脱水，含水率逐渐降低，含水率小的梗丝运动速度快，干燥时间短；反之，速度慢，干燥时间长。梗丝通过这种运动自行调节干燥含水率，从而提高干燥后的含水率均匀性。在悬浮干燥过程中，梗丝中的梗头、梗签、团块等重物被风选分离，下落到干燥管底部并排出。
　　应用效果
　　梗丝低速气流干燥设备目前已在许昌卷烟厂得到了生产应用，与原使用的流化床干燥工艺相比，发挥了气流干燥填充值高、含水率均匀性好的技术优势，克服了现有气流式干燥设备存在的不足。由表2和表3可见，改进后梗丝整丝率提高约5百分点，碎丝率降低约1百分点，梗丝干燥出口断面含水率极差减小1。5百分点；黄金叶（帝豪）和红旗渠（银河之光）两个品牌卷烟的感官质量分别提高了0。5分和1。1分，主流烟气指标均符合产品设计要求。