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桨叶式干燥机的发展、结构组成、性能特点及适用范围

(一)桨叶式干燥机概述
   早在七十年代国内就有单位进行了桨式干燥机的开发,目前已形成系列化机型。桨叶式干燥机是一种以传热传导为主的卧式搅拌型干燥机。因搅拌叶片形似船桨,固人称桨叶式烘干机,国外也称槽形干燥机或搅拌干燥机。桨叶式干燥机国外已经开发多年,目前这种机型以日本株式会社奈良机械制作所为代表,现已开发出双轴和四轴两种结构、10多个规格的系列产品。
(二)可干燥的物料
酒精渣、土霉素渣、红霉素渣、粉煤灰、皮粉、陶土、高岭土、氧化铁黄、三硅酸镁、氧化铝、H酸、菌丝体、硝基苯胺、氰化钠、杀螟丹、靛蓝、ASN树脂、1010抗氧剂、DM促进剂等。
   桨叶式烘干机是一种双轴(或四轴)卧式搅拌干燥设备。最早由前联邦德国开发成功,之后日本引进了该项技术,并时行了改进,开发了双轴和四轴两种结构、十多种规格的系列产品。该设备干燥所需热量依靠热传导间接加热,因此干燥过程不需或只需少量气体以带走湿分。这就极大地减少了被气体带走的这部分热量损失,提高了热量利用率,是一种节能型干燥设备。它适合颗粒状及粉末物料的干燥,对膏状物料也能进行干燥。
(二)设备结构
   双轴桨叶式干燥设备的结构:它由带夹套的端面呈W型壳体、上盖、两根有叶片的中空轴、两端的端盖、通有热介质的旋转接头、金属软管以及包括齿轮、链轮的传动机构等部件组成。
   此设备的核心是两根空心轴和焊在轴上的空心搅拌桨叶。桨叶形状为楔形的空心半圆形,可以通加热介质。除了起搅拌作用外,也是设备的传热体,桨叶的两主要传热侧面成斜面,因此当物料与斜面接触时,随着叶片的旋转,颗粒很快就从斜面滑开,使传热表面不断更新,强化了传热。在桨叶的三角形底部设有刮板,以将沉积于壳底的物料刮起,防止产生死角。
   桨叶的布排和各部位尺寸均有一定要求,而且在进料区、干燥区、排料区除桨叶外,另设有辅助机构,以保证整机操作稳定,干燥均匀。此外,停留时间亦可调。
本设备加热介质既可以用蒸汽,也可用热油或热水,但热载体相态不同,其中空轴结构也不同。当用蒸汽加热,热轴结构简单;当用热水加热、轴结构比较复杂,尤其当需要考虑管内液体流速时,更是如此。
大型的桨式干燥设备,其轴径大约500mm,因此密封是一大问题。20世纪70年代和80年代引进设备,其轴的密封问题也没有很好解决,运转中常有固体粉料泄漏,增加轴的磨损,影响设备寿命。另外,对易燃易爆气体常需在密封处设有反吹风,以防止易燃易爆气体外漏。对于大型轴的密封问题,国外近几年才得到较好的解决,端盖处基本不积料,不需定期清理和反吹风。
(三)设备性能及特点
(1)干燥器内物料存留率很高,停留时间通过加料速率、转速、存料量等调节,在几分钟到几小时之间任意选定,因此对易干燥和不易干燥的物料均能适合。另外,干燥机内虽有许多搅拌桨叶,但物料在干燥机内基本上从加料口向出料口呈活塞流流动,停留时间分布很窄,因而产品干燥均匀。
(2)干燥过程用气量少,流速低,被气体带走的粉尘少,因此干燥后气体粉尘回收方便,而且回收设备简单,节省设备投资。对于有溶剂回收的干燥过程,可提高气体中溶剂浓度,使溶剂回收设备减小或流程缩短。
(3)由于桨叶结构特殊,物料在干燥过程中交替受到挤压和松驰,强化了干燥。另外,当两叶片反向交错旋转时,具有自清洁作用,因此对粘性和膏状物料也能应用。
(4)本设备传热面有叶片和壁面两部分组成,其中叶片传热面占大部分,所以设备结构紧凑,单位容积的传热面大,占地面积小,可节省投资费。
(5)由设备结构可知,干燥所需热量是依靠夹套及叶片壁面间接加热,因此,干燥过程可不用或仅用少量气体以携带物料蒸发的湿分,热量利用率可达80%-90%.
   另外,搅拌、混合使物料剧烈翻动,从而获得很高的传热系数,一般可以达到120-350w/m2.k,因此占地面积和空间都很小,节省了厂房基建费用。干燥过程气体用量少,流速低,被气带走的粉尘量少,所以干燥后气体粉尘回收方便,回收设备体积小,可以节省设备投资。对于需要回收溶剂的干燥过程,可以大大提高溶剂浓度。
桨叶式烘干设备的缺点是结构复杂,加工难度高,大型干燥机的设计有一定难度。

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