淀粉干燥热风炉—气流干燥机系统的应用

李惠儒 胡中岳

文章摘要:该系统直接采用由热风炉产生洁净的热空气作为干燥淀粉介质。根据气一固二相流传热传质管理，推导出单位水份汽化消耗热空气量，耗热量以及热空气汽水份能力，热风温度和尾气温度的关系，研制出干燥效率达８０％以上干燥系统。
文章主题:淀粉 干燥 热风炉 气流干燥机

文章内容：/煤'河北机城997年第1期主缕九争.,,丹别等于,,.取=3,一4,一10～数组表示增广矩薄程序如下:0(,,,)本子程序段傩部分103,4)(,0)(((,).—,),一1,3)0(4104)(5,10)(((,』),=,;).一1,3)(,3,4,一8)(5.:)((,4),=,3)20(/3,'010='/32.4输数据与计算结果如表2表2数组9832968.590530.00200000计算结果0.0202淀粉干燥热风炉——气流干燥机系统的应用河北省保定市自动化研究所李惠儒河北省保定市环保局!匪弓5.≥,-弓摘要该系统直接采用由热风炉产生洁净的热空气作为干燥淀粉介质.根据气(热空气)一固(淀粉)二相流传热传盾原理,推导出单位水倚汽化消耗热空气量,耗热量以及热空气汽水份能力,热风温度和尾气温度的关系,研制出干燥热效率选80以上干燥系统.热风炉辐射部分采用异型管内装扰流片,对漉换热部分采用具有二次扩展面的板翅支结构.谊炉具有传热系数高.温度稳定,节煤的特点.关键词括挽式传热诗质脉冲热驶率一概述淀粉是一种广泛应用于食品,工业,造纸工业和医药工业的工业原料.而淀粉干燥是生产中很重要的环节,干嫖过程能量消耗大,所以研制高教干燥机就显得十丹重要.传统捷粉干燥通常采用蒸汽锅炉产生的蒸汽通过换热器加热空气作为于燥介质,风温一般难以超过160℃.由于经过二次换热,热效率很低.同时蒸汽锅炉使用,维修,操作要求严格.开炉和停炉较复杂,并需配置水处理设备.该系统热风炉具有以上特点:(1)辐射受热面为异型耐热锕管.管内设置具有扩展二次热面的扰漉片;(0)对漉换热器为板趣式结构,其流道为三堵彤,它破坏气流的热边界层,传热系数大大提高(3]炉拱为流线型,减少了火焰对?56?炉顶部的辐射,延长了炉拱寿命气流干燥机为脉冲式干燥管,充分发挥加速段传热传质作用.强化干燥过程.工艺流程为二级子燥,排气温度由一般80℃以上降到40"下,尾气相对湿度在9以上.该干燥机的热效率达到70%～85.气流干燥机的送风系统采用推挽式,负压运行.空气均是内漏,消除粉尘扩散到大气中的可能性,对预玷燃摄特别有利二,工作原理淀糟气流干燥工艺是典型的气一固二相流传热传质过程.流动特点为气相热空气和固相淀粉颗立具有不同的流线簇,颗粒的加速是依靠消耗气体动能实现的.其传热传质为壁面内表面接触的传导效应和颗粒与流体间的对流传热.颗垃温度边界条件^'河北机械7年第期一=(一)(1一)+()=0颗粒中击壁面形成的热流翠=暑(一式中:时壁面上颗粒温度;壁温;宣由浇温度;.颗粒温度;.反射颗粒温度入射颗粒温度;焘;对流传热的相互作用长度颗粒冲击壁面所至热流率;颗粒的定压比热,冲击壁面的质量流率;—睾—折算系数相间对浇过程的弛豫时闻;流体速度分量.淀粉颗粒首先进入管径小的干燥管内,得到加速,当其加速运动终了时.干燥管径突然扩大,颗粒依靠惯性进入管径大的干燥管,颗粒在运动过程中.由于受到阻力而不断减速.直到减速终了时,干燥管径又突然缩小,这时颗粒叉被加速,管径如此交替重复缩小和扩大,颗粒运动速度也随之文替加速和减速,这样热空气和淀扮颗粒之间的相对速度和传热面积均较大.从而强化了传热传质的速率.同时大管径内的气流速度也下降相应地延长干燥时间.达到干燥淀扮的目的(见圈1)三,计算和实测,原始设计参数干燥能力(产量)750/淀扮初含水量(湿基)_:淀粉终古水量(干基):13%淀粉初始温度:9℃淀粉终了温度日:55℃:淀粉比热03/?℃-3-热风进口温度:200℃;热风出口温度:4;热空气在200时比重:0.?45/2.(1)湿淀粉量:<>螺旋加料器2脉冲管3,干燥直昔4.旋风分离器()5旋风分离器()6.袋式分离鼎7,抽风机固1热风炉一气汽干燥机景统原理固一丽100--:=,...而100--13,087/(2)水份燕发量:=--=,087—750378/(3)能量消耗;=+:=(595+0.472一)×4.18"4-±!(日±一0)×4.8=9.38×1/式中:蒸发水份所需热量.[2/;:干燥淀扮实际需要的热量.].(4)热空气消耗量:单位永份汽化耗热空气量=(一1816)/(—2)(2400—4.1816×55)÷[1.025×(200—40)]=13.2(热空气)/(水)式中:水分蒸发热,2.400'/湿气体比热,1.025'/?℃(5)热空气供给量:理论热空气质量流量=13—2×378=5—108/实潮热空气质量流量一6.785/热空气供给总热量(—2)=6785×1.025×(200—4)?57?《河北机械,1997年第1期一11×10/(6)干墚机的热效率1.38×10÷11×10×10—83.7(7)气流干燥管直径①加速段干燥管直径√一√汀②等速段干燥管直径空气进口速度28/;!空气进口速度,7.5/;热空气体积流量,9,231/四,主要特点分析1.淀份干燥蒸发水份的特点蒸发能力取决干热空气汽化水份量和尾气饱和程度,淀粉干燥过程中.水份汽化消耗热量最多,是干燥耗热的主体,淀份升丑耗热很少其占6,该干燥机节能效果显着,可比蒸汽加热系统节能4左右.2.热风炉的改进(1)炉拱针对过去热风炉反烧煤斗,饶损炉门和烧坏炉拱现象,采取适当降低炉拱高度,减少前拱斜度的措施,从而减少丁火焰对前拱和煤层的辐射有效地保护拱和螭斗闸门.后拱倾角为8',火焰流动畅通,燃烧彻底,消除煤渣和排烟中的未燃碳量.(2)助燃送风风室之间完全隔离,互不窜通,有效地调节和控制炉排各段送风量,使煤燃烧处于最佳状态,降低烟黑度.(3)辐射受热面采用耐热钢异型管,管内设计扰流片,扩展了空气的传热面,大大增加空气侧换热能力传热系数比光管冲刷提高1倍以上3.螺旋加料器螺旋外边棱上等距离切有规则的锯齿并折弯,这样使淀份移动中得到搅动,翻转和洒落.并在螺距之间加棠叶,使结块淀份破碎,增加丁传热传质效?8?果.4.旋风丹离器原来分离嚣内台锥风帽上部开口,运行时淀份打旋落料不杨.采取在锥体上开孔的措施,开也率为7",改进后效果