預(yù)干燥階段分子篩預(yù)干燥

預(yù)干燥階段簡(jiǎn)介

20世紀(jì)90年代以前，國(guó)內(nèi)分子篩預(yù)干燥采用的是轉(zhuǎn)鼓干燥，這種干燥機(jī)由于自身結(jié)構(gòu)的原因，無法達(dá)到預(yù)期的干燥要求，相當(dāng)一部分干燥過程必須由焙燒爐來完成，造成焙燒爐長(zhǎng)度增加，有時(shí)還會(huì)因前段工藝波動(dòng)造成焙燒時(shí)間不足，從而影響到產(chǎn)品質(zhì)量。分子篩預(yù)干燥技術(shù)的滯后，已成為國(guó)內(nèi)分子篩產(chǎn)品質(zhì)量提高的瓶頸。

預(yù)干燥階段原理

旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥是以空氣為熱載體，熱空氣與濕物料直接接觸進(jìn)行對(duì)流傳熱的一種干燥方式。其可選擇的操作彈性較寬，熱空氣入風(fēng)溫度可以從150℃到1000℃以上（具體根據(jù)設(shè)備本體材質(zhì)的耐溫性能和被干燥物料的熱敏性要求而定）；空氣加熱方式的選擇主要是根據(jù)被干燥物料對(duì)空氣質(zhì)量和溫度的要求而定的，目前較為普遍采用的空氣加熱方式有：電加熱、蒸汽換熱、燃料油或燃料氣直接加熱（即煙氣發(fā)生爐）、燃料油或燃料氣或燃煤間接加熱（使用換熱器）等。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)具有設(shè)備體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小的特點(diǎn)，而且集干燥與破碎于一體，是一種應(yīng)用前景非常好的干燥方式。

如圖1所示，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主機(jī)內(nèi)的工作原理如下：需要被干燥的濕物料經(jīng)由加料設(shè)備從旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥主機(jī)的頂部或側(cè)面中部送入干燥室內(nèi)；熱空氣則從旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥干燥主機(jī)的底部經(jīng)過一個(gè)特殊流道設(shè)計(jì)的環(huán)隙口進(jìn)入干燥室內(nèi)，受環(huán)隙口尺寸和形狀的影響，熱風(fēng)在干燥室內(nèi)形成一股高速螺旋的上升氣流；需要被干燥的濕物料在重力的作用下朝旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器的底部下落，與高速螺旋的上升熱氣流相接觸，同時(shí)，干燥室內(nèi)的數(shù)組破料刀片高速旋轉(zhuǎn)，對(duì)較大、較濕的物料顆粒進(jìn)行機(jī)械破碎；物料在干燥室內(nèi)由于高速螺旋的熱氣流和高速旋轉(zhuǎn)的刀片的雙重作用而受到強(qiáng)烈的離心力、剪切力的作用，物料顆粒與顆粒、顆粒與容器內(nèi)壁、顆粒與破料刀片之間不斷地進(jìn)行碰撞和摩擦而被迅速微粒化；被粉碎后的物料傳熱面積大大增加，可以在很短的時(shí)間內(nèi)與熱空氣之間完成熱交換，因此濕物料在干燥室內(nèi)只需要很短的停留時(shí)間就能被干燥。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主機(jī)內(nèi)一般都設(shè)有分級(jí)環(huán)，其作用是防止未被破碎和干燥的大顆粒物料隨上升氣流逸出干燥室，由于離心力的作用，已經(jīng)被破碎和干燥的細(xì)粉處于螺旋上升氣流的內(nèi)圈，可以順利地從分級(jí)環(huán)中穿過而離開干燥室，大顆粒的物料則處于螺旋上升氣流的外圈，在上升過程中被分級(jí)環(huán)截留，然后在離心力和重力的作用下被甩向干燥器內(nèi)壁又向干燥器底部回落，重新進(jìn)行破碎和干燥。

預(yù)干燥階段旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)發(fā)展歷程

旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)是為了解決高粘性膏狀、糊狀以及濾餅狀物料的直接干燥問題而開發(fā)的產(chǎn)品。它是利用流態(tài)化原理,通過攪拌器的機(jī)械力和熱氣流的剪切、吹浮、旋轉(zhuǎn)湍動(dòng)作用使沒有流動(dòng)性的顆粒能像流體一樣呈現(xiàn)快速流動(dòng)狀態(tài)，氣體一固體兩相流動(dòng)時(shí)，相間發(fā)生高速傳熱和傳質(zhì)現(xiàn)象，物料因此得到干燥。由于流態(tài)化技術(shù)很復(fù)雜，干燥操作條件（如氣速、溫度、壓力）差別大，物料性質(zhì)（如粒度、粒度分布、重度等）各式各樣，因此，關(guān)于旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥的流態(tài)化文獻(xiàn)很少，放大設(shè)計(jì)仍舊依靠實(shí)驗(yàn)和經(jīng)驗(yàn)。目前，需要閃蒸干燥的行業(yè)已達(dá)到十幾個(gè)，相應(yīng)地，需要干燥的物料產(chǎn)量、質(zhì)量、種類等也發(fā)生了很大變化，各種企業(yè)對(duì)設(shè)備的實(shí)際需求，也迫使旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥技術(shù)進(jìn)一步提高。

對(duì)于旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)來說，影響流態(tài)化質(zhì)量的因素主要有五個(gè)：物料顆粒、氣流、熱風(fēng)分布器、攪拌器、干燥室的形狀尺寸。后三個(gè)都是結(jié)構(gòu)因素，因此，分析和改進(jìn)結(jié)構(gòu)是加強(qiáng)流化干燥的主要途徑。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥從最初投入市場(chǎng)開始，其主機(jī)的結(jié)構(gòu)形式經(jīng)歷了三個(gè)階段的變化，從最初的直筒錐體結(jié)構(gòu)形式變化到直筒平底的外形結(jié)構(gòu)再變化到直筒倒錐體底。其使用性能也越來越理想，在熱氣流分布、物料干燥、破碎效果和物料在干燥器內(nèi)壁的粘結(jié)情況等方面均有了較大程度的改善，因此旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣泛。

預(yù)干燥階段工藝流程

其工作原理如下：需要被干燥的濕物料在加料器（3）內(nèi)被機(jī)械攪拌初步破碎后，由螺旋輸送器（4）輸送到旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主機(jī)（5）內(nèi)；作為熱載體的空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)（1）進(jìn)入加熱器（2）加熱到所需溫度后，以一定的噴動(dòng)速度進(jìn)入旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器主機(jī)（5）底部的空氣分布器中，從分布器環(huán)隙口進(jìn)入干燥室，對(duì)干燥室內(nèi)的濕物料進(jìn)行干燥。由于氣流和干燥室內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)刀片的聯(lián)合作用，物料在干燥室內(nèi)受到離心力、剪切力和碰撞的影響而被微?；?；被粉碎后的物料傳熱面積大大增加，在很短的時(shí)間內(nèi)被熱空氣干燥，然后隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器中（6）內(nèi)進(jìn)行干品捕集；經(jīng)過旋風(fēng)分離后的氣體中仍含有一定量的物料顆粒，再經(jīng)過布袋除塵器（7）的進(jìn)一步氣固分離后由引風(fēng)機(jī)（8）抽出排大氣。

我國(guó)分子篩預(yù)干燥技術(shù)還處于研究開發(fā)階段，近些年隨著國(guó)內(nèi)大專院校和科研院所不斷進(jìn)行的理論和工業(yè)應(yīng)用研究，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥技術(shù)比以前有了較大幅度的進(jìn)步，但是與國(guó)外先進(jìn)水平相比還是有一定的差距，這些差距主要體現(xiàn)在工藝設(shè)計(jì)、自控設(shè)計(jì)、關(guān)鍵部件的專有技術(shù)和機(jī)械制造水平等多方面。

（1）干燥機(jī)排氣除塵器濾袋著火

在進(jìn)行停干燥機(jī)操作過程中發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)干煤出口溫度迅速上漲，干燥機(jī)排氣除塵器中箱體溫度超過150℃，操作人員立即打開氮?dú)忾y門向干燥機(jī)排氣除塵器補(bǔ)入氮?dú)?，班長(zhǎng)通過監(jiān)控發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)尾部密封處有火光串出，立即命令停止給煤、停止給蒸汽，同時(shí)停止排氣風(fēng)機(jī)，關(guān)閉干燥機(jī)排氣除塵器入口插板閥，打開所有氮?dú)忾y門向排氣除塵器補(bǔ)入氮?dú)?。同時(shí)將刮板機(jī)倒到就地，將著火的原料煤排到地溝，派人用水澆滅。后打開干燥機(jī)排氣除塵器檢查，發(fā)現(xiàn)濾袋燒毀，進(jìn)行全部更換。

原因分析： 操作人員在進(jìn)行干燥機(jī)停機(jī)的過程中，逐步減少給煤量，減少蒸汽量，但排氣風(fēng)機(jī)的風(fēng)量并沒有及時(shí)調(diào)整，造成干燥系統(tǒng)中氧含量超標(biāo)，致使干燥機(jī)干燥管末端原料煤著火。由于干燥系統(tǒng)中沒有設(shè)置氧含量和一氧化碳監(jiān)測(cè)表，主要靠溫度來反映系統(tǒng)狀態(tài)，反映滯后。所以控制干燥系統(tǒng)氧含量在正常范圍內(nèi)對(duì)保證系統(tǒng)安全至關(guān)重要。

（2）干燥機(jī)排氣除塵器底錐堵塞

在冬季運(yùn)行的過程中，操作人員發(fā)現(xiàn)排氣除塵器底錐料位始終保持高料位，將系統(tǒng)停下來，打開排氣除塵器底錐手孔檢查發(fā)現(xiàn)，排氣除塵器底部全是煤泥，將排氣除塵器底部旋轉(zhuǎn)卸料閥堵塞，造成煤粉逐步在干燥機(jī)排氣除塵器內(nèi)堆積。

原因分析： 排氣除塵器伴熱設(shè)計(jì)不合理，設(shè)計(jì)院沒有充分考慮北方冬季極寒天氣，造成排氣除塵器伴熱不足，廢氣中的水蒸氣冷凝，使煤粉結(jié)塊，甚至變成煤泥。

采取的措施一是通過給系統(tǒng)加入熱的氮?dú)?，使系統(tǒng)溫度高于系統(tǒng)的露點(diǎn)溫度，保證水蒸氣不冷凝，二是給排氣除塵器做了一個(gè)保溫房，保證排氣除塵器溫度。通過以上方法基本解決了排氣除塵器底部積煤堵塞的問題。

（3）干燥機(jī)筒體積液，頻繁跳車

在正常運(yùn)行過程中發(fā)現(xiàn)當(dāng)三臺(tái)干燥機(jī)負(fù)荷不同時(shí)，負(fù)荷小的干燥機(jī)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)頻繁跳車的情況。通過電氣檢查發(fā)現(xiàn)是干燥機(jī)超電流跳車，現(xiàn)場(chǎng)人員檢查發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)筒體內(nèi)積存大量冷凝液。

原因分析： 由于四臺(tái)干燥機(jī)公用一套冷凝液系統(tǒng)，冷凝液系統(tǒng)壓力相同。在運(yùn)行的過程中干燥機(jī)的負(fù)荷不同，用的蒸汽量也不同，負(fù)荷低的干燥機(jī)冷凝液就不容易排出，逐步在干燥機(jī)筒體積存，最終造成干燥機(jī)過載跳車。在每一臺(tái)干燥機(jī)冷凝液系統(tǒng)中增加了一個(gè)冷凝液緩沖罐，通過冷凝液緩沖罐可以將四臺(tái)干燥機(jī)冷凝液分開，徹底解決了因負(fù)荷不同造成干燥機(jī)筒體積液過載跳車的問題。

（4）干燥管中原煤著火

干燥系統(tǒng)正常運(yùn)行，刮板輸送機(jī)突然故障，而備用系統(tǒng)正在檢修。命令緊急停干燥機(jī)。干燥機(jī)停止后，干燥管內(nèi)大量原料煤沒有處理，第二天現(xiàn)場(chǎng)人員巡檢發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)干燥管內(nèi)串出火苗，立即接蒸汽冷凝液對(duì)干燥管進(jìn)行滅火。處理完后后發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)筒體變形嚴(yán)重已無法運(yùn)行。

原因分析： 干燥機(jī)緊急停車后，大量原料煤積存在干燥管內(nèi)，由于褐煤本身極易自燃，暴露在空氣中，發(fā)生自燃很正常。所以一旦干燥機(jī)因緊急情況停車，一定要把干燥機(jī)和刮板機(jī)內(nèi)的原料煤清理干凈，防止發(fā)生自燃，損壞設(shè)備。

（5）干燥機(jī)推力軸承損壞

裝置運(yùn)行一段時(shí)間后發(fā)現(xiàn)干燥機(jī)尾部推力軸承損壞比較頻繁，現(xiàn)場(chǎng)拆開發(fā)現(xiàn)軸承滾珠磨損嚴(yán)重，保持架有裂紋，而且潤(rùn)滑油比較黑，有雜質(zhì)。經(jīng)分析一是煤粉進(jìn)入潤(rùn)滑油系統(tǒng)，將潤(rùn)滑油污染，二是干燥機(jī)在預(yù)熱的過程中，操作人員沒有嚴(yán)格的按照預(yù)熱曲線進(jìn)行預(yù)熱。造成推力軸承承受更大的應(yīng)力，縮短了推力軸承的使用壽命。所以在運(yùn)行的過程中要認(rèn)真巡檢干燥機(jī)潤(rùn)滑油系統(tǒng)，一旦有異常，及時(shí)更換。同時(shí)干燥機(jī)預(yù)熱過程中嚴(yán)格按照預(yù)熱曲線進(jìn)行。 2100433B

本系統(tǒng)從預(yù)力計(jì)算流程自動(dòng)化的角度出發(fā)，其自動(dòng)化內(nèi)容可分為五個(gè)部份：

預(yù)力階段前處理資料建立資料庫(kù)

在網(wǎng)頁(yè)上記錄施工單元的基本資料、計(jì)算箱梁斷面及配置鋼腱坐標(biāo)，并將所有計(jì)算得出的資料建立資料庫(kù)分別存放基本資料表、箱梁斷面資料表及鋼腱坐標(biāo)資料表。

預(yù)力階段鋼腱位置3D模型建立

傳統(tǒng)鋼腱配置僅能藉由X-Y、X-Z平面坐標(biāo)檢核鋼腱配置是否正確，本研究系將三維空間坐標(biāo)利用繪圖軟件（AutoCAD）提供的3D繪圖指令自動(dòng)匯入AutoCAD模型空間，用戶可以迅速藉由3D鋼腱配置模型檢核其配置位置是否正確。

預(yù)力階段產(chǎn)生ABI預(yù)力分析輸入檔

工程師在完成預(yù)力鋼腱配置后，可在Excel進(jìn)行預(yù)力分析施工步驟排程，即針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工步驟的模擬，每一混凝土節(jié)塊施筑分為三個(gè)步驟，移動(dòng)工作車至定位、組模及澆置混凝土，混凝土養(yǎng)護(hù)完成后施拉預(yù)力鋼腱。工程師安排好施工步驟，輔以撰寫宏程序產(chǎn)生ABI預(yù)力分析輸入檔。

預(yù)力階段預(yù)力計(jì)算后處理資料分析

由ABI預(yù)力分析程序輸出結(jié)果，檢核鋼腱預(yù)力是否符合設(shè)計(jì)值、混凝土應(yīng)力是否符合規(guī)范規(guī)定。

預(yù)力階段產(chǎn)生預(yù)力鋼腱配置施工圖

確認(rèn)鋼腱配置皆符合設(shè)計(jì)值后，可直接在繪圖軟件（AutoCAD）直接產(chǎn)生每一混凝土節(jié)塊鋼腱配置剖面圖，并可讀取3D鋼腱坐標(biāo)資料，自動(dòng)在Excel電子表格制作鋼腱配置坐標(biāo)表。

此階段物料中的非結(jié)合水分已被蒸發(fā)干，只蒸發(fā)結(jié)合水分。在這一階段，影響降速干燥速率的主要因素是物料本身的結(jié)構(gòu)、形狀和大小等。降速干燥階段又分為兩個(gè)階段，在降速第一階段，隨著干燥的進(jìn)行，潤(rùn)濕表面不斷減少，干燥速率不斷降低。在降速第二階段水分的汽化面逐漸向內(nèi)部移動(dòng)，干燥速率比前一階段下降得更快受水分在物料中移動(dòng)的速率控制。

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等速干燥階段ootistant r}rying rate period非常潮濕的物料在恒定的于燥條件下進(jìn)行干燥時(shí)，有一個(gè)濕含量降低與時(shí)間成正比的階段，即等速干燥階段。

由于物料充分潮濕，水分由物料內(nèi)部遷移至表面的速率大于或等于水分在表LEI上汽化的速率，如不考慮熱輻射對(duì)物料溫度的影響.濕物料表面達(dá)到的穩(wěn)定溫度即為空氣的濕球溫度。這個(gè)階段一直持續(xù)到臨界濕含量為止，接著是減速干燥階段。

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