在油料預處理工藝中, 烘干去水是十分重要的工序之一, 它直接影響著油料貯存、浸出殘油、粕結塊等后序指標。目前常用的烘干設備有平板烘干機、履帶烘干機、過橋烘干機等, 這些烘干設備在處理小噸位油料方面優(yōu)勢明顯, 而用于千噸以上油廠時效果并不理想, 往往通過多臺設備并聯(lián)或串聯(lián)來實現(xiàn), 占地面積大, 輸送設備多, 操作維修難。本文介紹一種適合大噸位油料烘干的新型干燥機———穿流烘干機的設計與應用。
1 設計原理———干燥機理與干燥過程分類
1.1 干燥機理
油料內部水分可分為結合水與非結合水, 油料水分開始時均勻分布在油料中, 由于油料表面水分的汽化, 遂形成物料內部與表面的濕度差, 由于物料內部的水分借擴散作用向表面移動而在表面汽化, 汽化的水分被介質及時帶走, 從而達到干燥目的。
1.2 干燥過程分類
油料干燥過程是傳熱與傳質相結合的過程。按照熱能傳給濕物料的方式, 干燥分為傳導干燥、對流干燥、輻射干燥與聯(lián)合干燥。
傳導干燥又叫間接加熱干燥, 載熱體為加熱蒸汽, 將熱能以傳導的方式通過金屬壁傳給濕物料, 使?jié)裎锪现械乃制? 水汽由周圍的氣流帶走; 平板烘干機就屬于此類干燥方式。
對流干燥又叫直接加熱干燥, 載熱體為熱空氣, 將熱能以對流方式傳給與其直接接觸的濕物料, 以供給濕物料中水分汽化所需要的熱量, 并將水蒸氣帶走; 履帶烘干機、過橋烘干機屬于此類干燥方式。
聯(lián)合干燥是由以上其中的兩種或三種方式組合干燥;穿流烘干機就是基于這種理念, 利用傳導與對流兩種方式聯(lián)合干燥, 既利用傳導方式將熱能通過金屬壁傳給濕物料, 又利用對流方式通過熱空氣將濕物料汽化的水蒸氣帶走。
2 穿流干燥機的組成與結構
穿流烘干機主要由穿流主機、進出料閉風器、進出風網系統(tǒng)、自動顯示與控制系統(tǒng)等組成。
2.1 穿流主機結構
穿流主機由機架、穿流Ⅰ層、穿流Ⅱ層、排渣刮板、傳動系統(tǒng)等構成, 如圖1 所示。穿流Ⅰ層由間接汽加熱板與篩板交替平鋪而成, 間接汽加熱板由槽鋼、角鐵、鋼
板、進汽口與泛汽口焊接而成。板與板間距1m, 板與板中間部分由篩板填充, 是熱氣流自下而上的通道。穿流Ⅱ層主要有篩板平鋪而成。傳動系統(tǒng)由主減速機、前后主軸、鏈條、鏈板與帆布帶等組成, 減速機采用變頻調速。
2.2 穿流干燥機風網系統(tǒng)
該風網系統(tǒng)由風機、換熱器、剎克龍及風管組成; 其運行路線為: 風機→ ( 換熱器) →進風口→主機氣室→穿流Ⅰ層→穿流Ⅱ層→出風口→剎克龍→排入大氣。風機吸入干凈空氣后由換熱器加熱, 然后被鼓入穿流氣室, 熱空氣穿透油料層帶走濕熱蒸汽, 從出風口匯集至總排汽管道, 再進入剎克龍凈化除塵, 最后將干凈的空氣排入大氣。
在實際生產中, 常常需要緊急停車, 此時穿流烘干機內充滿物料, 時間過長物料會過干, 甚至容易產生危險。在安裝中, 可將換熱器跨接使用, 并在兩條管路中裝入風門。當遇到緊急停車時, 關閉換熱器前風門, 打開支路風門, 向穿流烘干機內鼓入冷風, 趕走熱空氣, 使機內空氣降溫, 避免物料高溫致燃。
2.3 穿流烘干機自動顯示與控制系統(tǒng)
2.3.1 料位顯示
物料通過閉風器后進入存料箱, 當物料達到低料位后, 低料位指示燈亮; 當物料達到高料位后, 高料位指示燈亮。
2.3.2 溫度顯示
穿流Ⅰ層末端料溫顯示, 穿流Ⅱ層出料口料溫顯示,換熱器后熱風溫度顯示。
2.3.3 進口料位自控
進口料位分高料位與低料位。當物料超過低料位時,穿流開始運轉, 當物料超過高料位時, 穿流運行加快, 當物料低于低料位時, 穿流運行減慢直至停止。
為保障安全, 如果低料位指示燈亮持續(xù)3min 以上視為停車, 系統(tǒng)自動報警。最低料位為穿流安全料位, 可起到料封作用, 避免風從進口排出。
2.3.4 出口料溫自控
即通過熱電阻檢測穿流出口料溫, 采用智能PID 調節(jié)儀調節(jié)換熱器間接汽管路中的氣動調節(jié)閥的開啟大小, 來調節(jié)換熱器的蒸汽流量, 以達到物料所控溫度, 并使之趨于恒定。
3 穿流烘干機在油料烘干中的應用
油料由閉風器進入穿流存料箱, 在料位自控下既保證了安全料封, 又保持了穿流運行中的料層高度。穿流Ⅰ層油料在平板烘干作用下, 將熱能傳至油料表面, 再由表面
傳至油料內部, 這是傳熱過程; 油料中的非結合水則從油料內部以液態(tài)或氣態(tài)擴散透過物料層而達到表面, 這是傳質過程。當油料運行至平板之間的篩板時, 受到自下而上
的熱氣流沖擊而上下翻騰, 起攪拌作用, 這樣不但及時帶走油料表面的水汽, 而且使油料均勻受熱, 避免出現(xiàn)局部烤糊現(xiàn)象。油料在穿流Ⅰ層經歷了5 次傳導干燥, 4 次對
流干燥, 傳導對流交替進行, 使油料表面所產生的水汽壓力始終大于干燥介質中水汽壓力, 保持了一定的汽化水分推動力。
當油料進入穿流Ⅱ層后在篩板上方運行, 熱風經換熱器加熱后, 進入穿流氣室分配后, 穿過篩板及油料, 直接進行對流干燥。通過檢測出口料溫控制換熱器進口蒸汽流量, 繼而控制熱風溫度, 將油料水分烘干至要求范圍之內。穿流下層通過錐形料斗與回渣刮板連接, 當油料碎渣透過篩板間隙下落后, 通過刮板及時排掉, 避免積料造成高溫燃燒。
4 穿流烘干機操作技術參數與注意事項
4.1 操作技術參數
以1 000t/d 為例, 穿流外形為長20m、寬1.5m、高4.5m, 鏈條運行速度為2m/min 左右, 熱風溫度為100~110℃, 出口料溫為70~80℃。
4.2 操作注意事項
①經常檢查機內兩端是否有死角積料, 如有應及時排除死角。②如遇停車時間長時, 應及時將機內溫度降低, 以免油料燃燒。
5 結束語
穿流干燥機結構簡單, 運行可靠, 適應性強, 處理量大且去水效果好。生產實踐證明, 穿流烘干機可去水5%～8% , 是大噸位浸出油廠烘干油料的理想選擇。