蒸汽管回转干燥机出料箱故障研究分析

某厂PTA蒸汽管回转干燥机出料箱前后壁在运行过程中出现了规律性和间歇性的鼓包现象,导致出料密封内外两侧填料函间隙不均匀,密封密封效果不佳,出现漏料情况。经初步分析,认为是出料箱受到了的间歇性超压操作,过大的压力将出料箱挤压变形,出现鼓包现象,过量的弹性变形改变了填料函与轴套密封间隙的均匀性,填料出现挤压磨损,密封性变差。本文通过有限元数值方法对出料箱进行计算分析,发现出料箱在运行过程中若出现超压运行,就会导致出料箱前后壁位置出现较大的弹性变形。事后对现场操作流程进行了详细的梳理论证,发现干燥机出料箱下方的转阀离料仓距离较远,工艺人员加大了转阀的输送气量,导致从转阀处泄露到干燥机出料箱内的气量增大,造成出料箱内出现局部高压,引起“鼓包”现象。为了不影响干燥机密封效果,在装置建设时需要考虑干燥机和料仓之间的距离。本文的计算方法和分析结果可为此类设备的设计和生产人员参考。

干燥机非稳态运行模拟分析——模型的建立

根据蒸汽回转干燥机和流化床干燥机的结构特征和干燥原理,分析了两种干燥机系统主要参数的可变性以及参数波动对干燥系统的影响。分别采用边界分析和过程分析的方法,建立了两种干燥机各参数计算的数学模型,定量分析了进料量波动对两种干燥机的影响。结果表明,进料量从100%降至40%,回转干燥机的蒸汽单耗、热效率分别保持在57.9 kg/t和88.5%不受影响;流化床干燥机的蒸汽单耗从最低65.5 kg/t升高至135.7 kg/t,热效率从68.9%降低至42.9%,波动较大。

干燥机非稳态运行模拟分析——定量分析

根据计算模型,分析了蒸汽回转干燥机和流化床干燥机在进料含水率、进料温度和加热蒸汽压力三个失稳后的运行状况。结果表明,进料含水率从2%升高至4%,回转干燥机的产能降低39%、蒸汽单耗增加63%;流化床干燥机的产能降低43%、蒸汽单耗增加75%。进料温度从15℃升高至75℃,回转干燥机的产能增加67%、蒸汽单耗减少45%;流化床干燥机产能增加97%,蒸汽单耗减少57%。加热蒸汽压力从0.4 MPa(G)升高到1.6 MPa(G),回转干燥机的产能提升77%,流化床干燥机产能提升74%。

煤泥低温蒸汽回转干燥机在祁东选煤厂的应用实践

祁东选煤厂煤泥因水分高、粘性大、热值低,导致销路不畅,因而存在大量堆积的问题,提出采用低温蒸汽回转干燥工艺对煤泥进行降水提质的解决方案,应用结果表明,该厂煤泥经本工艺干燥后降水提质效果明显,销路通畅,避免了湿煤泥堆放及地销带来的环保问题,给企业带来了良好的经济效益和社会效益。

市政污泥干燥特性与工业化试验

针对高湿高粘污泥干燥难题,对市政污泥水分特性和干燥特性进行分析,对普通回转圆筒干燥机关键部件结构进行了优化设计,并进行了工业模拟试验。结果表明:内部带链条、抄板、打散轴等自清理构件的自清理打散回转干燥机与普通回转圆筒干燥机相比,具有防粘、防团聚效果好,干燥强度大,干燥效果理想等优点,为市政污泥深度脱水工艺与装置的开发与应用推广提供了有益的理论支持。

多环芳烃污染土壤热修复预干燥过程中水分与污染物析出特性研究

针对目前有机污染土壤直接热脱附装备在处理高含水率土壤时存在的高能耗问题,提出利用系统余热对土壤进行预干燥的方法以降低土壤含水率.以多环芳烃污染土壤为对象,采用非等温干燥特性测试、污染物析出测试以及转筒式干化机干燥特性实验,对土壤干燥过程与污染物析出特性进行研究.结果表明:(1)土壤非等温干燥过程分为升速和降速干燥两个阶段,处于升速阶段时土壤的干燥效果较好.通过实验获得了5、10、15和20℃/min升温速率下的临界温度,发现升温速率为5℃/min时,临界温度和土壤含水率均为最低,分别为66.7℃和2.57%,即低升温速率时土壤的干燥效果最好,但干化时间较长,影响土壤处理量.(2)干化机转速显著影响土壤停留时间,转速越高,停留时间越短,土壤处理量越大.干化机转速为1、2和3 r/min时,土壤出口温度分别为107.7、103.9和101.9℃,均超过临界温度,由于干化机筒内扬料板的强扰动作用,3种转速下土壤出口含水率均较低,与非等温干燥测试结果吻合较好.(3)土壤初始含水率为12.10%、16.05%和24.03%时,出口土壤含水率分别为0.23%、0.27%和0.22%,干化机能满足宽范围初始含水率土壤的干燥效果.(4)由于多环芳烃污染物沸点较高,土壤干燥过程中不易析出此类污染物.(5)经传热计算,对于初始含水率为12.10%~24.03%的土壤,其干化机体积传热系数为89~98 W/(m^(3)·℃).研究显示,使用转筒式干化机干燥多环芳烃污染土壤,可以大幅降低土壤的含水率,减少热脱附能耗,同时,干燥过程不易析出污染物.上述研究结果可为转筒式干化机在污染土壤干燥领域中的应用提供理论和设计指导.

回转圆筒干燥机传动装置的设计改进

文章介绍了工业上常用的回转圆筒干燥机的传动结构,并对回转圆筒干燥机的缺点进行分析。通过对回转圆筒干燥机传动装置齿轮副受力分析得出,回转圆筒干燥机传动装置齿圈和小齿轮配置中心角的最佳选择。简化了传动装置使用零部件的配置,减少了制作费用,缩短了传动流程,提高了传动效率。同时,最佳的配置中心角还能减轻支撑筒体托轮所受压力,提高了干燥机设备的性能。

气流冲击式转筒干燥机设计与试验

设计了一种气流冲击式转筒干燥机,与常规式转筒干燥机相比,具有传热系数高、物料受热均匀、节约能源、单位体积装载量多等特点。干燥机采用保温隔热、热空气循环利用以及换气除湿等方法,工作时可根据不同物料的特性和产品要求调整热风温度、相对湿度、风速、转筒转速等工艺参数以及分支喷管直径、高度、倾角等结构参数。以牧草种子(披碱草种子)和胡萝卜丁为试验物料对气流冲击式转筒干燥机进行了性能试验,干燥后的披碱草种子可达到国家Ⅰ级种子标准,脱水胡萝卜丁复水后与原物料L、a、b色差ΔE仅为5.95。

滚筒干燥器中杆状颗粒混合特性的三维数值模拟

为研究杆状颗粒在滚筒干燥器中的混合运动,建立了杆状颗粒运动特性的三维数值实验平台.采用离散元法直接跟踪滚筒中的每一个颗粒,对杆状颗粒在滚筒干燥器中碰撞、摩擦的混合运动过程进行数值模拟,并把杆状颗粒和球形颗粒在滚筒中的混合特性进行对比.结果表明:随着转速的增加,颗粒混合均匀的速度加快;滚筒内杆状颗粒和球形颗粒均在近壁区域混合程度好;杆状颗粒混合达到均匀的速度较球形颗粒快;杆状颗粒整体混合均匀程度优于球形颗粒.模拟结果还表明,杆状颗粒的混合特性与球状颗粒的混合特性存在很大区别,在以往数值模拟中将杆状颗粒假设成球形颗粒存在较大误差,对杆状颗粒所建立的模型能更好地符合杆状颗粒的运动规律.

滚筒干燥器中颗粒混合运动的三维数值模拟

滚筒干燥器中的颗粒混合运动是关系干燥效率的重要因素。为了研究滚筒干燥器中颗粒的混合特性,基于力学原理,采用离散元方法直接跟踪滚筒中的每一个颗粒。建立了三维数值实验平台,对滚筒中颗粒碰撞、摩擦的混合运动全过程进行了数值模拟,并着重探讨了滚筒转速、抄板半径及抄板数目等关键参数对滚筒中颗粒混合特性的影响。结果表明:随着转速的增加,颗粒混合均匀的速度加快;滚筒内壁抄板半径和数目对颗粒的混合特性也有重要影响;并发现了近壁区域颗粒的混合均匀程度比内部区域好。

丝状颗粒在滚筒横向截面中的传热传质特性

针对丝状物料在滚筒内干燥不均等问题,从干燥机理出发,建立了一种基于离散单元法的丝状颗粒传热传质数学模型.利用该模型对滚筒横向截面中丝状物料的温度和含水率的变化过程进行了分析计算,并通过实验验证了数学模型的有效性.研究结果表明:筒壁温度的变化对丝状颗粒传热传质特性有着直接且重要的影响;在干燥的初始阶段,颗粒彼此间温度的不均匀性迅速增大,但随着干燥的进行,颗粒之间的温度差别又呈现出逐渐缩小的趋势.颗粒间含水率的不均匀性在干燥的初始阶段同样迅速增大,当满足一定的干燥条件或一定的干燥时间,筒体内部丝状颗粒的干燥程度将会越来越均匀;丝状颗粒在滚筒中所获取的热量主要来自于与高温壁面(特别是与筒体之间)的接触导热;与升举式抄板相比,均布式抄板可使颗粒在滚筒横截面上的分布及颗粒间的温度和含水率更加均匀.

间接加热式列管回转干燥机传热系数模型构建

传热系数是列管回转干燥机设计和热工计算所必须的至关重要的设计参数之一,其精度的高低决定了干燥机尺寸、结构设计以及操作参数的合理性。目前还没有一种能够确切描述其加热管与物料颗粒传热过程的可靠而实用的传热模型。该文在对列管回转干燥机传热机理分析的基础上,提出了列管与颗粒间换热的基本构成为:列管管壁与气体介质间对流、气体介质与颗粒间的导热以及列管管壁与颗粒间的辐射换热;通过对列管回转干燥机内料层膨胀的试验研究,分析了颗粒对列管气膜边界层的影响;在此基础上,建立了预测列管外壁与颗粒间总传热系数的数学模型,并以2mm直径的陶瓷球为物料,在6个转速条件下测量了管壁与颗粒间的换热系数,对模型进行验证;试验结果表明,模型预测的误差小于13%,可满足工程计算的精度要求。研究结果可为列管回转干燥机传热机理的深入研究提供参考。

滚筒式作物种子干燥机自动控制装置的研制

作物种子干燥对种子的安全、保纯、适应性、温度控制精度的要求较高,为此设计了滚筒式作物种子干燥机及以单片机为核心的控制装置。分析了自行研制的滚筒式作物种子干燥机的结构及工作原理,讨论了其自动控制装置在种子干燥过程中的作用及工作原理,介绍了所设计的单片机自动控制装置的硬件电路和控制程序。使用结果表明:该控制装置设计合理,干燥的均匀性好,速度快、能保证种子的纯度,能满足不同作物种子在干燥过程中的安全性及控制精度的要求。

转筒内物料滞留时间的研究

建立了颗粒物料在转筒干燥器内运动的数学模型,推导出了滞留时间的计算公式,用VB语言编制了计算程序。仿真结果与实验结果吻合良好,该仿真程序对此类问题的研究具有参考价值。

转筒干燥器的现状及发展趋势

本文介绍了国内外转筒干燥器的现状和应用原理,指出了转筒干燥器的发展趋势。

转筒干燥器中物料运动模型的研究现状

综述了近年来国内外关于转筒干燥器物料运动模型的研究现状,分析了各种模型的特点及适用性,并对其今后的发展方向进行了展望。

颗粒物料传热传质过程的数值仿真与实验研究

转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体,是一种既受高温加热又兼输送的设备,它的应用十分广泛。该文较为系统地进行了转筒干燥器物料的传热传质过程的分析,并进行了试验研究。利用质量平衡方程、能量平衡方程、传热方程和传质方程,建立了颗粒物料在转筒干燥器干燥过程中的传热传质数学模型,该模型能够较好地预测干燥过程中物料颗粒的温度和含湿量的变化,仿真结果与实验结果吻合良好。该仿真程序对此类问题的研究具有参考价值。

用颗粒热传递模型计算旋转圆盘干燥机的传热系数

采用移动加热板式（Ｍｏｖｉｎｇ ｈｅａｔｉｎｇ－ｐｌａｎｅ ｔｙｐｅ）条件下的颗粒热传递模型推算大型旋转圆盘干燥机的传热系数。在料床完全混合的简化假设下，按物料的干燥特性曲线分段计算圆盘的传热系数及整机总传热系数，其结果与干燥机的实际运行情况基本相符。

苹果渣回转干燥器干燥数学模型及工艺优化

建立了苹果渣回转干燥器干燥的数学模型,优化了干燥工艺参数和回转干燥器的尺寸。模型以年生产成本作为目标函数,对关键优化变量—回转干燥器转筒体积的求解采取微分法,提高了模型的精度。模型模拟结果与实验结果吻合,误差在10%以内,表明模型具有较好的优化模拟功能。

滚筒式牧草干燥机参数模拟与分析

为了分析滚筒干燥机内部的温度和气流分布,确定干燥条件对苜蓿含水率的影响。模拟滚筒干燥机内部的温度场和热风流量场分布,并在滚筒式牧草干燥机上进行苜蓿干燥试验。结果表明,在滚筒式牧草干燥机工作过程中,苜蓿与热空气间的90%热交换发生在干燥机滚筒的前半段,且适当增加滚筒长度可使热风气流呈现层流状态,有利于苜蓿段在滚筒内运动、换热和脱水。通过分析干燥参数对牧草最终含水率的影响规律,在苜蓿初始水分为78.5%时,得到合理苜蓿滚筒干燥参数组合:干燥温度为360℃,滚筒转速10r·min-1,热风速度1.8m·s-1,喂入率为25kg·min-1。研究结果为优化滚筒式牧草干燥机结构和确定合理工艺参数提供了依据。