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或串聯來實現, 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, 使濕物料中的水分汽化, 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、自動顯示與控制系統等組成。
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
該風網系統由風機、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
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3min 以上視為停車, 系統自動報警。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 調節儀調節換熱器間接汽管路中的氣動調節閥的開啟大小, 來調節換熱器的蒸汽流量, 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或氣態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, 避免出現局部烤糊現象。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
�、俳洺z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。