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ACH层流立式烘干机说明书

发布作者:安必信   发布时间:[2013-07-11]   点击次数:[3090]

ACH层流立式烘干机是我司结合传统立式烘干机优势研制的新型立式烘干机。ACH层流立式烘干机主要用于:粘土、煤、铁粉、矿渣、石灰及各种物料。一般在物料初水分达15~20%时,终水分可达小于2%,产量 可达100t∕h。煤耗比回转烘干机下降60~70﹪,废气排放浓度≤50㎎∕nm3,系统完全实现机械化,自动化控制。

一、主要技术创新点

﹙1﹚物料在烘干机内形成环形竖料层,并自上而下缓慢下移,停留时间长达一个小时,使得物料水分有充分时间来蒸发。

(2)烟气通过中部的引风烟道直接送入烘干机中上部与刚进烘干机的湿物料相遇,物料能够迅速大量吸收高湿烟气的热量,将物料的表面水分快速蒸发掉,彻底消除湿物料的堵塞现象。

﹙3﹚环形料层的设计,使得热烟气在穿透湿料层时,热风分布均匀,无风洞现象产生,热效率高,煤耗低,烘干质量好。

( 4 )多孔分风板的分区通风技术,可根据物料不同阶段所需的不同供热量,合理分配各区域所需的热风量,使得烘干速度大幅度提高,台时产量较其他类型的烘干机要高出一倍以上,且质量稳定。

﹙5﹚通过烘干回流区的设计,将烘干末尾阶段的物料提高到80~100℃,并能保留十五分钟左右的停留时间,物料内部的残留水分将得到充分蒸发,此时废气温度达200℃左右,通过高压风机再送到热风炉混合室内与900℃左右的热烟气混合,使得900℃的高温热烟气降到物料烘干所需的温度﹙如750℃﹚,热能利用率大大提高。

二、主要结构及工作原理

ACH层流立式烘干机主要由钢结构烘干壳体、收尘壳体布料装置、截流装置、组合式热交换装置、搅拌扬料盆装置、无阻尼卸料装置、温度控制仪、电气控制等组成。呈立式工艺布置,由一台大倾角皮带机铺助喂料,内置圆形热风炉燃烧产生热烟气,通过中部烟道进入中上部湿料层,四周装有数条排气管道,用于排放水蒸气,实现物料和明火分开,物料从进料口喂入通过撒料器,将物料向四周均匀散放,形成一层环状料柱,经由烘干炉内中散热及截流装置逐步烘干,达到所需标准,物料在自身重力的作用下,缓慢下移,末尾经下部卸料口由电磁振动出料,废气进入自带除尘器净化后排空。

四、技术优势

1、技术先进,结构合理

运用高产高效层流式的烘干技术原理和方法,采用物料平衡和热平衡的原理,设计安装成能适应不同性质的高产高效热交换装置,该装置分布在烘干机内的预热带、烘干和干燥带。形状是由多组不同角度组合成的滑盆层叠构成。其功能是使物料尽可能形成层状布置。 限度的增加通风面积,延长热烟气与物料的交换时间﹙达一个小时﹚,提高热交换频率,实现优质高产。

2、环保、节能效果显著

烘干机的节能主要包括节电和节煤。ACH层流立式烘干机节电性能优越,相对于回转烘干机,它不需要驱动装置。依靠自身物料的重力缓慢下降烘干,采用可调阻尼系数,不但有效控制扬尘,避免风洞,而且节省回转环保系统的大量动力。相同产量ACH层流立式烘干机与回转烘干机相比,每吨干料可节电10~15kwh,每天可节电约5000kwh,其次节煤效果显著,由于设备采用内置式供热,设备所产生的热量周围全部是物料,任何热量要散发必须通过需烘干的物料。改变了整个烘干史上用大量热空气过滤物料、热能利用率低下的历史,用大量物料过滤热烟气,热能利用率可达95%以上,一吨物料每1%的水分煤耗小于1公斤标煤,同样产量ACH层流立式烘干机与其它烘干机相比,每吨干料可节约标煤20~50㎏,每天可节约9吨左右煤。在环保方面,由于是物料过滤热烟气,采用可调阻尼系数,彻底避免了风洞及扬尘。

3、适用范围广,烘干质量好

先进合理的结构决定了ACH层流立式烘干机可以适用各种物料的要求。除矿渣、原煤、粘土等常规物料外,还可以烘干石灰石、粮食、公路建材等。并且不会有卡料和堵料的现象发生。烘干时物料烘干检测系统自动控制卸料系统,达到质量与产量的协调发展,随时调整初始水分的波动与卸料的平衡,改变了烘干史上因初始水分不稳定而影响烘干质量的历史。

4、设备操作简便,维修费用低

该烘干机整个烘干工艺完全采用自动化检测、控制系统。既可以实现中央集中控制,也可以单机独立运行。大大减轻了工人劳动强度。主机5年内不用维修,不但提高了设备的运转率,也极大地减少了设备的维修费用。因此它的整个维修费用是回转烘干机十分之一,普通立式烘干机的五分之一。设备在运转过程中较好的做到了产量、质量、能耗的协调、科学。

五、ACH层流立式烘干机高产节能的技术途径

我国的工业企业中,现阶段物料烘干的设备仍以回转烘干机为主,该机虽然具有结构简单、运行可靠、使用方便的优点。但普遍存在热耗损失大、热效率低、煤耗高、出机水分难以控制、环境污染严重等问题。

1、ACH层流立式烘干机理论依据和结构特点

1.1理论依据

物料的烘干过程理通过加热、蒸发将水分从物料的内部移向表面,并汽化扩散到气流﹙空气或烟气﹚中,从而得到干燥。物料中所含水分的种类可分为:吸附于物料和粗毛细管表面的水分,渗透于物料内部和被毛细管吸附的水分,以及在物料矿物组成中呈物化方式结合的水分。物料在烘干机内的烘干过程可根据其干燥速度变化分为三个阶段:加热阶段、等速干燥阶段、降速烘干阶段。如何使物料在烘干过程中充分发挥各阶段的有效作用,其关键是优化机械结构,根据物料的物化性能及所含水分的性质,人为设定和限制物料的运动状态、停留时间和 干燥介质接触的外部环境,从而实现高产节能这一构想。要实现这一构想,首先要解决影响烘干的两大因素干燥介质和物料传热的速度和时间。这两大因素只有与烘干机内的结构相适应时,才能强化吸收和传热效率,达到优质高产的目的。

1.2结构特点和烘干原理

物料的烘干分为三个阶段,不同烘干阶段所需干燥介质的供热量不同,可根据不同烘干阶段调整供热量,进行热能的有效作用。

(1)进料加热阶段:高温烟气通过中部的引风通道直接进入烘干机中上部。湿物料进入烘干机时温度较低,与高温烟气接触时热能即刻传递给物料的表面,使表面温度不断升高,水分开始蒸发,表面水分蒸发之后的物料缓慢进入第二烘干阶段。

(2)强化烘干阶段:当物料的表面温度等于干燥介质的温度后物料的中部温度不断上升,传给物料热量完全用来蒸发水分,这一阶段是排除水分的重要阶段。此时物料的含水量较大,物料内部的水分容易扩散到表面,而扩散的速度适应于表面水分的汽化速度。因此物料表面总是湿润的。强化烘干阶段主要是排除物料中的非化学结合水,物料产生少量收缩现象,在物料的干燥过程中提高干燥速率,则会缩短干燥所需的时间,从而达到提高产量的目的,针对这一情况在设置内部截流装置时,采用密集布置、多层重叠、改变运行轨迹等措施,来强化此阶段的作用,对相关工艺参数作适当的调整,以满足其蒸发高,水分子移动速度快的特点。

(3)余热烘干阶段:物料所含水分低于某一限度时,内部向表面补充的水分少,表面蒸发水分多,表面不再维持湿润,向外蒸发的水分逐渐减少。此阶段的作用是强化表面水分的蒸发速度,进一步使物料表面升温,使热量不断向内部传递,蒸发汽化的部分由表面移到内部,水分在内部气化成水蒸气后,使物料内的空隙率增加,水分迅速移向表面逸出。随着料温的升高,内部残留的水份将得到进一步蒸发。而烘干回流区的设计,提供物料烘干所需的足够温度。保证了烘干质量,提高干燥速率,使得热能的利用率大为提高。

2、相关工艺参数的关系

2.1物料水分及停留时间与结构的关系

物料在烘干机筒体内的停留时间与方式主要取决于阻尼系数,它与物料的停留时间成正比关系,如何根据物料的水份和物化性能设置料的状态是保证物料烘干与产量关键所在。目前只有采用增大阻尼系数,改变物料的运动方式。本烘干机采用搅拌滑料盆使物料在窑内呈致密层分布,彼此挤压成环形状,依靠重力缓慢下降,延长物料在烘干机停留时间达一个小时。

2.2热风温度及蒸发强度的关系

物料在烘干过程中,热风温度相对越高,物料的温差越大,越易于热量的传递和水份的蒸发,从而使物料干燥速度加快,可获得更好的传热效果。本烘干机采用顺流式烘干方式,湿物料通过落料顶锥直接进入烘干机与热烟气相遇,进行热的传导和辐射。新型组合式搅拌扬料盆的使用,使得烘干气流均匀穿透湿物料层,减少“风洞”现象的产生, 限度的增强物料的蒸发强度,提高单位容积的产量。

2.3能耗与结构的关系

物料在烘干机内的烘干过程既是能量传递又是平衡过程。潮湿的物料进入烘干机后,首先是大量地吸收热量使其料温急剧升高,表面水份不断蒸发即刻开始能量的转换。如何使物料更充分地与热介质进行热传递,取决与扬料装置的结构是否能增加物料在横截面上的占有率及物料在烘干机内的运动方式和时间。只有使物料均匀分布于横截面上,才能使其在扩散时形成对流的较大阻力,提高物料的在烘干机内的停留时间,对流气流的阻力越大,热烟气读物料的包容时间 越长,热交换效果 越好,同时又通过利用烘干机主机结构制成双层筒体进行内烘干外除尘,既节约了收尘器的材料消耗和动力消耗,又降低了烘干机的热能损失,从而降低了系统的能量消耗。

3、结束语

随着工业生产规模的不断扩大,对物料的水份要求越来越严格,原材料的烘干问题越来越突出。如果仅靠自然晾晒是无法维持正常生产的。如何选择技术先进的烘干工艺结构合理主机设备,成为工艺设计中重要一环。结合多年开发烘干技术的体会,对烘干工艺的优化措施提出一点建议,仅供参考。

3.1烘干工艺的选择

烘干工艺分为顺流式和逆流式;当烘干介质(高温烟气)与被烘干物料的流动方向一致时称为顺流式烘干;反之当烘干介质与被烘干物料的流动方向相反时称为逆流式烘干。逆流式烘干工艺仍是目前一些厂采用的烘干工艺,逆流式烘干工艺具有操作简单,占地面积小,热效率较高,自动化程度高特点。但存在以下方面的不足,制约生产的现象十分严重。

(1)不易密封,粘堵现象严重;

烘干过程中,烟气流动的动力是通过引风机产生的负压梯度形成的。由于逆流式烘干系统进料口和尾气出风口、出料口和热风口分别为同一处,造成漏风严重,系统不能稳定形成稳定的负压环境,引风机不能形成足够的负压动力,导致热风炉的热烟气很难 限度地进入烘干机参与烘干作业;另一方面,逆流烘干物料在低温段时的含水量 ,物料在流动过程中表面被烘烤至结壳的时间长,相互粘结强烈,运动不流畅,连续性喂料时容易造成堵料。

(2)物料与热烟气的接触方式,有可能改变物料理化性能

烘干物料的入机水分 ,出机水分 ;而逆流烘干工艺的走向是在物料含水率 时温度 ,在含水率 时温度 ,即物料处于高温段时,内部水分低,蒸发强度低,接近于焙烧状态。因此物料某些活化性能容易改变。同时也徒然增大了物料的热耗,烘干能耗较大。

(3)结构限制烘干时间短,热交换效率差

逆流式普通立式烘干机的物料下落类似自由落体运动,遵循重力加速度的原则。例如从500m高度垂直落下的时间只需10s,而立式烘干机高度一般在16-25m左右,烘干机内虽然设有撒料盘、锥形斗等阻料装置,以使物料在下落过程中受到阻力作用,而延长在机内的停留时间,但毕竟有限,在绝大部分的时间里,物料都不是与热介质直接接触,因而烘干效果差,热交换时间短,热交换效率差。

顺流烘干正好避免了上述情况,温度走向顺应了物料水分由高到低的烘干要求,且工艺简单、通畅,烘干热效率较高。因此在选择物料水分高,产量大的烘干设备时,顺流式烘干工艺仍将是较为理想的烘干工艺。

3.2选用热效率高的热风炉作热源

热风炉是烘干系统的热量来源。热风炉热效应高低取决于热烟气的输入量和介质温度,实际应用中热风炉有多种形式。

(1)层燃式手烧炉:由人工手动喂煤,可直接燃烧∮50mm以下的粒状煤,需不断的进煤、清渣。工人的劳动强度大,大量冷风带入炉内,燃烧过程不稳定、炉内烟气温度低、不完全燃烧损失大,造成煤耗高、热效率低、供热量小。

(2)喷燃式煤粉炉:对火焰深度控制要求严格,火焰过深,则容易烧坏烘干机内部结构,甚至改变物料的物性;过浅,则烟气进入烘干机的温度不足,烘干能力差。此外,对煤质及细度要求严格,燃烧不稳定,操作难度大。

(3)沸腾炉:它介于层燃烧和悬浮状燃烧之间,燃烧时呈沸腾状态,具有强化燃烧、传热效果好、结构简单、可燃烧劣质燃料等优点。但传统沸腾炉由于局部结构设计不合理,直角部分多,使用寿命短,炉内易结渣,涡流现现象严重,煤耗较高,燃烧温度偏低。

(4)节煤型高温沸腾炉:是在传统沸腾炉的基础上进行整体改型和优化设计的一种新炉型。其采用小炉床框架结构,炉床容积较常规缩小1/3,炉体结构更加稳固,大大提高了炉体的使用寿命和单位容积热强度;减少了尖锐直角,降低了结渣频率,能够在原有的沸腾炉的基础上节煤40~60%,炉温大幅度提升并可自由控制,进一步放宽了对劣质煤的适应程度。

3.3选用热交换结构先进的烘干主机

物料的水份分为化合水、吸附水和表面水.通常,化合水很难通过物理烘干来消除,所以烘干效果取决于对表面水和吸附水的蒸发能力,物料在吸收热量的同时蒸发水分。传热过程主要是依靠接触传导, 直接的途径 是尽量扩大接触面积和延长接触时间。接触面积越大,热交换的范围广,单位时间的蒸发量 越大,烘干效果 越明显。物料与热介质的接触:一是刚进烘干机时表面浅层接触,这种接触非常浅,只有在表面的物料参于到热交换过程中,内部的物料烘干程度低;二是物料在流动过程中与热介质进行热交换,这种接触相对全面。由于物料在滞空时间段的空隙较大,热介质穿透率较高,能与物料充分进行热交换,故烘干效果显著。传统烘干机由于扬料装置对物料的抛洒次数少,传热效果差。普通立式烘干机由于物料在烘干过程中是自由落体运动,热交换时间短,热交换效果较差。从这一点上看,新型管料层烘干机在设置截流装置时,采用多层锥形滑料锥,自上而下层叠而成且不断改变运动轨迹,使物料尽可能的充满烘干机, 的增大了物料与热介质的接触面积,延长了物料的烘干时间,故烘干效率更为显著。

六、安装及调整

1、本烘干机的基础必须符合图纸要求,水泥构件必须达到凝固期限,表面平整,无疏松裂纹、缺边角浇不足等缺陷,预埋件要平整光滑。

2、安装前检查烘干机的零部件规格、数量、外形尺寸是否齐全、正确 。

3、测量基础并找平,找准并划出各部件所在的中心线,标出校正点和标高基准点,对基础不完善处适当修正。

4、安装顺序:先装烘干机,后装输机设备。烘干机先装下筒体和热风炉,后装中部和上部筒体,排风管保温层和耐火砖逐渐堆砌,末尾装卸料部分。对于法兰和螺栓联结的部件,应根据出厂时标注的定位印记进行安装:安装时注意保证底盘及整个筒体和地面的垂直公差为10㎜,对智能料位仪传感探头不要与任何金属物料碰撞和接触。

5、斗式提升机破碎机及输送设备安装调试时,应无碰撞、卡滞、松动及异常响声,配用电机、减速机温升不超过40℃,不得有跑冒滴漏现象。

七、操作与使用

1、烘窑:为排除保温材料和耐火砖施工中水分,防止产生裂纹,在安装完毕自然风干48小时后,可在炉膛内堆放木材和煤块,用烟囱自然抽风,低温烘干6~10小时后即可加煤,鼓风投料,投入生产。

2、试运转带负荷48小时后,检查:

(1)配套的斗式提升机电磁振动输送机风有无振动,冲击和不正常噪音,电机负荷不得超过额定功率的30%,温升不超过40℃,电流不超过额定值.

(2)配套减速机温升有无异常。

3、生产中的调整

(1)当预热带的料位达到设定上限位时,斗式提升机应停止工作:当预热带无物料时,斗式提升机开始工作,同时输送相应信号给喂料工操作工。

(2)烘干时热风温度一般不超过850℃

(3)根据煤的特性,找出定时排渣加煤的习惯:要少排渣,勤加煤,保证炉温正常。

4、临时停机

停机2~12小时,底火正常的情况下,停止鼓风,关闭风门,关闭卸料和有关电路,逐步减少喂料量直至停止。在烘煤时应尽量将烘干机的煤放净,防止燃烧。十分钟后加100~200㎜湿煤层,堵上风口即可停机。如果需要继续延长停机时间,炉内加湿煤排渣再关上鼓风机和进风口即可。

5、长时间停机

不停机鼓风不加煤,逐步减少喂料量直至停止喂料,当炉内无红煤时,即停风停提升机,将物料和煤卸出。

八、操作注意事项

1、本烘干机必须按照各厂的实际情况制定操作规程,工人需培训上岗。

2、严禁用铁铲和耙子撞击炉膛的耐火材料。

3、炉膛任何时候严禁进水。

4、注意烘干外壳特别壳体烟道炉门漏斗等直接碰到人体以防烫伤。

5、经常检查地脚螺栓各联接件及配套设备有无松动异常噪音发热等情况