適用于油廠(chǎng)使用的干燥設備種類(lèi)較多,其中典型的連續式干燥設備主要有平板烘干機、帶式干燥機、流化床干燥機、固定床干燥機、轉筒干燥機、旋轉管束干燥機、塔式干燥機、空心槳葉干燥機等。國內一些科研單位還對吸附干燥、真空干燥、微波干燥、熱泵干燥等技術(shù)進(jìn)行了研究,并取得了一定成果?,F將干燥設備在油廠(chǎng)的應用與發(fā)展方向進(jìn)行介紹,可供參考。如下是干燥設備種類(lèi):
1.平板烘干機
1.1普通平板烘干機普通平板烘干機是在長(cháng)
方體的干燥室內裝設有兩層以上的平板夾層,夾層內通加熱介質(zhì)。平板上有隨鏈輪轉動(dòng)而移動(dòng)的刮板鏈條。平板的數量可根據進(jìn)機物料的特點(diǎn)、用途、環(huán)境、處理量的多少來(lái)確定。工作時(shí),物料進(jìn)入機內落在第一層平板上,刮板鏈條以較低的速度從平板上刮過(guò),帶動(dòng)物料緩慢向前移動(dòng),物料移動(dòng)到平板末端時(shí),翻滾落至下層平板上,繼續被刮板鏈條帶著(zhù)運動(dòng),物料便在移動(dòng)過(guò)程中,在夾套內加熱介質(zhì)的作用下完成干燥過(guò)程,蒸發(fā)出的水分由廢氣口排出(見(jiàn)圖1)。其干燥模式屬于傳導干燥,即熱量通過(guò)與物料接觸的加熱面平板直接導入,使其中的水分汽化排出,達到干燥的目的。降水能力一般為1%~3%。
該機具有運轉平穩、動(dòng)力消耗低、料層薄、物料受熱均勻、粉末產(chǎn)生少、制造簡(jiǎn)單、使用安全、故障率低、生產(chǎn)成本低等特點(diǎn)。但當產(chǎn)量超過(guò)300t/d時(shí),設備體積較大,廠(chǎng)房投資較高。尤其當物料是含水較高的生坯時(shí),這種設備就無(wú)能為力了。
平板烘干機常用于油料烘干、一次浸出生坯干燥、脫溶后粕烘干,亦可作為油菜籽和花生等高含油油料坯片的蒸炒設備使用。
1.2蒸汽遠紅外熱板式烘干機蒸汽遠紅外熱
板式烘干機結構與普通平板烘干機基本相同。區別在于加熱平板除夾層內充以飽和蒸汽外,下表面還涂敷專(zhuān)用的遠紅外涂料,以構成遠紅外熱板。當被干燥的物料在刮板鏈條的帶動(dòng)下,沿著(zhù)熱板上板面緩緩移動(dòng)時(shí),受到熱板上表面的傳導加熱,同時(shí)受到上層熱板下表面紅外線(xiàn)輻射熱和多層熱板與風(fēng)機構成的強制通風(fēng)對流換熱。這樣,被干燥的物料在多層熱板換熱器的傳導、輻射、對流作用下,水分逐步被蒸發(fā)擴散出來(lái),由排濕系統排出機外,達到烘干的目的。本機具有明顯的節能效果,強化了干燥速度。
2.帶式干燥機
帶式干燥機為長(cháng)方體,箱體內裝有單層或多層傳送帶,傳送帶為鋼絲網(wǎng)狀。以雙層帶為例(見(jiàn)圖2),濕物料進(jìn)入干燥室后,在第一條網(wǎng)帶上的一側,隨著(zhù)傳送帶向前運行到另一側,物料翻轉進(jìn)入下箱的第二條網(wǎng)帶。熱氣流自下而上穿過(guò)網(wǎng)帶及物料層。熱風(fēng)由風(fēng)網(wǎng)循環(huán)供給,輔助補充一些新鮮空氣。多層網(wǎng)帶干燥機可將各層作為一個(gè)干燥單元分別調整溫度、帶速,同時(shí)還可根據需要設置冷卻層。該機具有操作靈活、適用范圍廣、占地面積小、熱交換均勻充分、生產(chǎn)效率和熱效率高、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)。
油廠(chǎng)使用的多為單層網(wǎng)帶干燥機,用于大豆生坯干燥和其他種類(lèi)油料、餅粕的干燥,也可作為冷卻設備,或者集干燥與冷卻為一體的綜合設備使用。該機加熱升溫和冷卻降溫比較迅速,適用于大豆脫皮工藝。用于花生脫紅衣烘干時(shí),可將單層帶式干燥機從進(jìn)料到出料依次分3個(gè)烘干段、1個(gè)緩蘇段及1個(gè)冷卻段共5段,烘干段分段控制溫度和熱空氣噴入的方向,花生依次通過(guò)5個(gè)區,烘干、冷卻降溫后有利于花生紅衣的脫除。
3.流化床干燥機
普通流化床干燥機,是將物料置于傾斜的孔板上,熱風(fēng)自下而上穿過(guò)孔板,使物料呈懸浮流化態(tài),物料與熱風(fēng)之間大面積接觸進(jìn)行熱交換,物料沿孔板向低處緩緩流動(dòng),逐步得到干燥,實(shí)現熱量的充分利用,達到高效均勻降水目的。流化床干燥機雖然具有傳熱效率高、干燥時(shí)間短、結構簡(jiǎn)單、設備投資少、操作維修方便、使用可靠等優(yōu)點(diǎn),但是對水分含量高的物料,必須經(jīng)過(guò)預干燥之后才能用普通流化床干燥機進(jìn)行干燥,且動(dòng)力消耗較大。油廠(chǎng)使用的一般是改型后的流化床干燥機,如振動(dòng)式、脈沖式、攪拌式等。
3.1振動(dòng)流化床干燥機振動(dòng)流化床干燥機是在普通流化床上施加振動(dòng)而成(見(jiàn)圖3),即由振動(dòng)電機產(chǎn)生激振力使設備振動(dòng),物料在給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn),同時(shí)床底通入熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài),物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸,進(jìn)行劇烈的傳熱過(guò)程。濕空氣由引風(fēng)機吸出,上腔處于微負壓狀態(tài),干物料由排料口排出。該機主要用于大豆、油菜籽、葵花籽等原料的烘干,降水幅度一般為1%~3%。
3.2脈沖流化床干燥機脈沖流化床干燥機是將傳統流化床的恒定送風(fēng)改為周期性送風(fēng),通過(guò)調節氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導通率,使通過(guò)孔板的氣體流量或流化區發(fā)生周期性變化,物料在這種周期變化的熱風(fēng)作用下流態(tài)化,在懸浮翻騰流動(dòng)過(guò)程中與熱風(fēng)最大面積地、均勻地進(jìn)行熱交換,實(shí)現高效快速、均勻降水的目的。其特點(diǎn)是適用范圍廣、產(chǎn)量大、降水能力強、干燥時(shí)間短、傳熱系數高、空氣耗量少、電耗低。
3.3攪拌式流化床干燥機攪拌式流化床干燥機的結構特點(diǎn)是在流化床內部安裝有攪拌裝置,同時(shí)將流化板設計成弧形,與攪拌裝置配合使用。濕物料進(jìn)入干燥機內,在攪拌槳葉和熱風(fēng)的共同作用下,使物料在沸騰狀態(tài)下進(jìn)行熱交換,并經(jīng)過(guò)不同溫度段漸漸地向出料口移動(dòng),一次性完成干燥過(guò)程。
熱風(fēng)和各區所配的冷風(fēng)從底部風(fēng)道進(jìn)入,濕空氣從設備頂部的排風(fēng)管通過(guò)引風(fēng)機排出。物料在流化床內的干燥溫度可根據不同的干燥階段進(jìn)行調整,停留時(shí)間可通過(guò)調整攪拌槳葉的轉速和風(fēng)機進(jìn)風(fēng)口的開(kāi)度大小進(jìn)行調整。不同物料采用不同的攪拌槳葉形式。該機適合易結團的濕物料的干燥。
4.固定床干燥機
該設備是借助機械傳動(dòng)鏈上的刮板(亦稱(chēng)刮料器)帶動(dòng)濕物料在固定床面上移動(dòng),同時(shí)利用加熱后的干空氣穿過(guò)固定床孔板和料層,物料被熱的干空氣加熱而脫水,由于傳熱是直接對流形式,熱利用效率高,物料中的水分被熱氣流所帶走。
4.1單層固定床干燥機單層固定床干燥機(見(jiàn)圖4)常用在大豆脫皮工藝中,作為大豆調質(zhì)軟化后的干燥機使用。大豆由刮料器帶動(dòng)在料床上緩慢移動(dòng),由風(fēng)機將熱風(fēng)從干燥機底部噴入料層,使大豆處于微沸騰狀態(tài),表面水分被熱風(fēng)帶出,豆皮和表層因高溫失水而爆裂。雖然經(jīng)過(guò)高溫加熱,因時(shí)間短(1~3min),對大豆中蛋白質(zhì)基本沒(méi)有影響。
4.2雙層固定床干燥機雙層固定床干燥機(見(jiàn)圖5)脫水能力強,尤其是干燥高水分油料時(shí),平均降水6%左右,在制取低變性粕的浸出工藝中尤為適用。該機除應用于生坯干燥外,在粕的冷卻干燥中也表現出其獨特的優(yōu)越性。
5.轉筒干燥機
5.1臥式回轉圓筒干燥機臥式回轉圓筒干燥機主要由轉筒體、傳動(dòng)機構、托輪、機架、加熱裝置、進(jìn)出料裝置、排濕裝置等組成。有單一型和復式型兩種,前者只有加熱筒,后者還設有冷卻筒。
該機主體是略帶傾斜并能回轉的圓筒體,轉筒內壁裝有按一定螺旋線(xiàn)排列的軸向抄板。工作時(shí),電機帶動(dòng)焊接在轉筒外壁的傳動(dòng)齒圈旋轉,濕物料從高端上部加入,借助于轉筒的緩慢轉動(dòng),不斷被轉筒內壁的抄板帶起而在一定高度處呈瀑布狀撒落來(lái)(見(jiàn)圖6),與通過(guò)筒體內的熱風(fēng)或加熱壁面進(jìn)行有效接觸被干燥,物料逐步向轉筒的低端移動(dòng)并由出口流出,繼而進(jìn)入冷卻筒(對于復式型干燥機),經(jīng)冷卻后流出。該機具有結構簡(jiǎn)單、工作性能穩定、功率消耗低等特點(diǎn)。廣泛應用于油料的烘干和軟化。轉筒干燥機可以保證成品的品質(zhì)。但由于油料在機內停留時(shí)間短,均勻度不如流化床干燥機,存在降水幅度較小、熱效率不高等缺陷。
5.2遠紅外轉筒烘干機與臥式轉筒干燥機在結構類(lèi)型上基本相同,不同之處在于其轉筒中心沿軸向設置了一排遠紅外輻射器,遠紅外加熱器軸向分布的總長(cháng)略小于轉筒長(cháng)度,其輻射面為弧面。加熱器由碳化硅板、鎳鉻電阻絲、保溫材料和鐵質(zhì)殼體組成。工作時(shí),物料從轉筒的進(jìn)料端進(jìn)入后被旋轉的轉筒帶上一定高度,然后保持動(dòng)態(tài)穩定的弓形狀態(tài),由弧形紅外板發(fā)射出的能量直接傳遞給物料,使物料溫度不斷升高,料中水分蒸發(fā),所蒸發(fā)的水分通過(guò)轉筒端部開(kāi)設的排濕孔排出。遠紅外干燥機中的熱傳遞以輻射為主,由于遠紅外加熱的選擇性,只有“頻率匹配”的物料才吸收能量,而轉筒體基本上為反射性介質(zhì),空氣為透過(guò)性介質(zhì),輻射能量在其上的損耗甚小,這一點(diǎn)是熱風(fēng)機不具備的。遠紅外加熱具有非接觸式加熱、選擇性加熱、加熱速度快、效率高、加熱均勻、對物料的加熱損傷小、易控制、無(wú)污染等特點(diǎn),可用于油料的烘干和熟化炒籽。
6.旋轉管束干燥機
旋轉管束干燥機的結構與臥式回轉圓筒干燥機相似,只是旋轉體不是外筒而是筒內的管束,抄板安裝在管束外周,管內通加熱介質(zhì)間接加熱,既可逆流也可順流工作。工作時(shí),電機通過(guò)減速機和傳動(dòng)系統帶動(dòng)管束旋轉,物料從一端的進(jìn)料口進(jìn)入機內,通過(guò)管束外周的抄板,一面把物料抄起,一面推動(dòng)物料前進(jìn),從進(jìn)料端一直推到另一端的出料口,加熱介質(zhì)通過(guò)加熱管束金屬壁將熱量傳導給濕物料,蒸發(fā)出來(lái)的濕氣則由頂部風(fēng)機抽出。該機熱源可使用蒸汽、熱水和熱油,還可使用經(jīng)過(guò)除塵的高溫煙道氣,因而熱源來(lái)源較多。對不同的物料,可通過(guò)改變干燥室長(cháng)度、轉子轉速或調整抄板軸向傾角,調整物料在機內的停留時(shí)間,使物料從入口到出口剛好能完成干燥過(guò)程。因此,該機適合不同的油料或散狀中間料的烘干和軟化。其優(yōu)點(diǎn)是單位容積換熱面積大、物料混合加熱均勻、熱效率高、能耗低、干燥物料廣泛、產(chǎn)量大、降水強度大、操作簡(jiǎn)單、安裝方便。缺點(diǎn)是管束加熱器結構復雜,無(wú)法合理控制不同區域的供熱溫度。
7.塔式干燥機
7.1順流塔式干燥機順流塔式干燥機物料流動(dòng)方向與熱氣方向相同。機體自上到下為儲料段、加熱段、緩蘇段、冷卻段以及排料裝置,整體為積木式結構。在加熱段和冷卻段,設有進(jìn)氣和排氣角狀盒。濕物料向下流動(dòng)時(shí)與熱風(fēng)并行向下進(jìn)入緩蘇段,而廢氣排出機外。順流干燥機烘后的油料品質(zhì)好,降水均勻,但是動(dòng)力消耗較大,干燥速度一般。需要靠提高介質(zhì)溫度提高生產(chǎn)率。
7.2逆流塔式干燥機結構與順流塔式干燥相同,區別在于物料的流動(dòng)方向與熱氣的方向相反。該機熱利用率高,但油料由于受加熱最高溫度所限,一般不超過(guò)50e,降水率不如錯流、混流、順流式干燥機。使用效率和烘干規模都受到限制。
7.3橫流塔式干燥機橫流塔式干燥機物料的流動(dòng)方向與熱風(fēng)方向相交叉或垂直。該機一般由4道篩網(wǎng)構成左右兩個(gè)料柱,內側篩網(wǎng)所夾的中間部分是熱風(fēng)室和冷風(fēng)室,熱、冷風(fēng)室間有擋板相隔,兩側有兩條物料流經(jīng)的通道,料柱外側與保溫板之間所夾為廢氣室,其下端有排料裝置。在干燥段中部設有1個(gè)或2個(gè)倒換段,使物料換位。該機的料層較薄、干燥速度較快、結構簡(jiǎn)單、生產(chǎn)制造所耗費的鋼材少、維修方便,適合于干燥中低水分油料。但是該機有降水均勻度不好、篩壁容易堵塞等缺點(diǎn)。
7.4混流塔式干燥機自上到下分儲料段、預熱段、干燥段、緩蘇段、冷卻段、排料段,積木式結構(見(jiàn)圖7)。
干燥熱風(fēng)從風(fēng)道送入,通過(guò)角狀盒進(jìn)入干燥室。干燥室內裝有交錯排列的角狀盒,一層進(jìn)氣,一層出氣。進(jìn)氣角狀盒進(jìn)氣端開(kāi),出氣端封死。出氣角狀盒進(jìn)氣端封死,出氣端開(kāi)。熱風(fēng)在料層中有3種穿行方式,即順流、逆流和橫流。由于干燥室內裝有交錯排列的角狀盒,物料在干燥過(guò)程中自上而下可被其來(lái)回翻倒,干燥均勻性較好。用混流干燥機進(jìn)行低溫干燥油料時(shí),一般采用3個(gè)干燥緩蘇交替后即三級混流干燥,再進(jìn)入冷卻段。烘后物料品質(zhì)好、水分均勻、干燥時(shí)間短、產(chǎn)量大、降水能力強、節約能源。
8.空心槳葉干燥機
主要由帶夾套的臥式殼體、空心槳葉軸、傳動(dòng)部件及旋轉接頭等組成(見(jiàn)圖8)??招臉~軸由擺線(xiàn)針輪減速器帶動(dòng),加熱介質(zhì)通過(guò)旋轉接頭進(jìn)入空心軸及槳葉內。濕物料由進(jìn)料口進(jìn)入機內,受空心槳葉攪拌向前運動(dòng),同時(shí),空心槳葉和夾套將加熱介質(zhì)的熱量傳導給物料進(jìn)行干燥,然后由出料口卸料。該機具有單位體積換熱面積大、占地少、干燥強度大、干燥時(shí)間短、能耗低等優(yōu)點(diǎn)。適用于油菜籽脫水及一次浸出生坯的干燥。