傳導式乾燥機

真空耙式乾燥機是一種傳導傳熱乾燥器。物料不直接與加熱介質接觸，適用於乾燥少量的、不耐高溫和易於氧化的泥狀、膏狀物料，含水率為15%~90%。乾燥器內水平耙式攪拌器的葉片是由鑄鐵或鋼製成，安裝在方形軸上，一半葉片方向向左，另一半向右。軸的轉速為7~8r/min，它是由帶減速箱的電機帶動。同時採用自動轉向裝置，使軸的轉動方向、在每隔5~8min改變一次攪拌器的轉動方向。

操作時，先開動攪拌器，加入被乾燥的物料，並將加料口關閉。同時通入蒸汽加熱，加熱蒸汽的壓力一般為0.2~0.4Mpa（表壓）。用真空泵抽出水蒸汽和不凝氣體，一般物料乾燥時，真空度約為700mmHg。這種乾燥器的水分蒸發強度，隨物料性質、濕度、加熱蒸汽壓力及真空度等的不同而異。例如，在真空度為700mmHg，加熱蒸汽壓力為0.2Mpa（表壓）時，將馬鈴薯澱粉從初水分為40%干到20%，乾燥機的水分蒸發強度為5~7kg/m2?h。

真空耙式乾燥機的操作比箱式乾燥器的勞動強度低，能回收物料中的有用濕分，操作條件好，管理比較方便。其缺點是生產能力低，設備結構比較複雜，攪拌器葉片易損壞等。這種乾燥器在染料和醫藥工業中應用較多。例如，乾燥還原染料中間體、蒽醌磺酸、還原橄欖綠R、水楊酸中間體、卡普龍聚合體、二氨基蒽醌等物料的乾燥。

（一）前言

板式乾燥機也稱盤式乾燥機，早年在日本出版的乾燥專著中有過介紹。近年來，我國的上海、石家莊等地已先後開發成功。是在間歇攪拌傳導乾燥器的基礎上，綜合了一系列先進技術，經過不斷改進而研製開發的一種多層固定空心加熱圓盤（亦稱載料盤）、轉耙攪拌、立式連續以傳導為主的乾燥裝置。

這種乾燥過程，就是將載熱體通入各層空心圓盤內，藉助於熱傳導方式間接加熱盤面上所接觸的濕物料，在迴轉耙葉的機械作用下，使不斷移動的物料內的濕分在操作溫度下蒸發，其蒸汽隨設備尾氣排出，從而在設備底部連續地獲取合格的乾燥成品。

板式乾燥機發展至今已有幾十年歷史。近年來，許多國家將其廣泛應用於化工、染料、農藥、塑料、醫藥及食品等領域，在使用中不斷改進提高。它與傳統乾燥設備相比，具有熱效率高、能耗省、乾燥均勻、產品質量好、佔地小、附屬設備少、污染少、生產連續、操作方便和適用範圍廣等優點。因而在乾燥技術中有其廣闊的發展前景，引起越來越多人的重視和研究。設備型式和規格均已系列化、工業化和大型化，業已發展成一種工業乾燥裝置。

（二）設備結構和操作機理

現僅以其中的一種型式為例，說明其結構及操作原理。該設備主要由筒體和框架、大小空心加熱盤、主軸、十字臂及耙葉、圓盤加料器、下料盤及成品出口、尾氣出口、熱載體進出口管、檢視門、蝸輪減速器、無級變速器及電機等所組成。設備主要構件是空心加熱盤，中空部焊有折流隔板加強，既增加剛度和強度，又提高傳熱效果，發揮了傳導乾燥熱能利用率高的優點。各層加熱盤上均有熱載體進出口管，一般上部幾層採用低壓飽和蒸汽或熱水、熱油串聯、並聯或串並聯輸入加熱，控制各層溫度；而底部二層通入冷卻水，以降低產品溫度，回收熱量，確保質量。加熱盤按一定的間距固定在筒體框架上，呈水平置放，其間每層均裝有十字臂架，上下兩層錯位45°交錯固定在中心主軸上，並由蝸輪減速器、無級變速器及電機等驅動，以0.6~3.7(r/min)緩慢地轉動。每根臂架上裝有多支可拆式鏵犁形耙葉或者平刮板，呈等距排列。耙葉採用鉸接及簧片擺動結構，使其底刃在盤面上隨偶浮動，並可根據物料性狀任意調節耙葉角度，以確保物料在盤面上不斷向前推進。

被乾燥物料從頂部圓盤加料器連續地加到設備內最上面第一層小加熱盤的內圈盤面上，在迴轉耙葉的機械作用下，一邊翻滾攪拌，一邊從內向外不斷向前移動，呈鋸齒形布滿整個盤面上，得到接觸加熱乾燥；然後物料從外緣跌落到下面第二層大加熱盤外圈盤面下，在反向安裝的耙葉作用下，又從外向內循序移到內緣，落到第三層小加熱盤的內圈盤面上。以此類推，這樣物料一層一層地自上而下地逐層移動，連續得到加熱乾燥。被蒸發的濕分與設備內尾氣混合從上部出口自然排出，最終乾料落到下盤上，由耙葉刮到底部卸料口連續排出，獲得合格的乾燥成品。

根據產品性能、乾燥要求和處理量大小，板式乾燥機採用了主軸無級調速、手動調節圓盤加料器調節套高度，控制各層加熱盤溫度分佈，末期冷卻降溫等一系列措施，發揮了板式乾燥機的優越性能。

（一）槳葉式乾燥機概述

早在七十年代國內就有單位進行了槳式乾燥機的開發，限於當時技術條件和所設計的熱軸結構過分複雜，因此中途停止。隨著我國的改革開放，國外設備不斷引進，國內這方面資料的不斷增多，於是國內又有單位對其進行了開發，目前已形成系列化機型。

槳葉式乾燥機是一種以熱傳導為主的卧式攪拌型乾燥機。因攪拌葉片形似船槳，固人稱槳葉式乾燥機，國外也稱槽形乾燥機或攪拌乾燥機。槳葉式乾燥機國外已經開發多年，目前這種機型以日本株式會社奈良機械製作所為代表，現已開發出雙軸和四軸兩種結構、10多個規格的系列產品。

槳葉式乾燥機是一種雙軸（或四軸）卧式攪拌乾燥設備。最早由由前聯邦德國開發成功，之後日本引進了該項技術，並進行了改進，開發了雙軸和四軸兩種結構、十多種規格的系列產品。該設備乾燥所需熱量依靠熱傳導間接加熱，因此乾燥過程不需或只需少量氣體以帶走濕分。這就極大地減少了被氣體帶走的這部分熱量損失，提高了熱量利用率，是一種節能型乾燥設備。它適合顆粒狀及粉末物料的乾燥，對膏狀物料也能進行乾燥。

（二）設備結構

雙軸槳葉式乾燥機的結構如圖2-30所示，它由帶夾套的端面呈W型殼體、上蓋、兩根有葉片的中空軸、兩端的端蓋、通有熱介質的旋轉接頭、金屬軟管以及包括齒輪、鏈輪的傳動機構等部件組成。

此設備的核心是兩根空心軸和焊在軸上的空心攪拌槳葉。槳葉形狀為楔形的空心半圓形，可以通加熱介質。除了起攪拌作用外，也是設備的傳熱體，槳葉的兩主要傳熱側面成斜面，因此當物料與斜面接觸時，隨著葉片的旋轉，顆粒很快就從斜面滑開，使傳熱表面不斷更新，強化了傳熱。在槳葉的三角形底部設有刮板，以將沉積於殼底的物料颳起，防止產生死角。

槳葉的布排和各部位尺寸均有一定要求，而且在進料區、乾燥區、排料區除槳葉外，另設有輔助機構，以保證整機操作穩定，乾燥均勻。此外，停留時間亦可調。

本設備加熱介質既可以用蒸汽，也可用熱油或熱水，但熱載體相態不同，其中空軸結構也不同。當用蒸汽加熱，熱軸結構簡單；當用熱水加熱，軸結構比較複雜，尤其當需要考慮管內液體流速時，更是如此。

大型的槳式乾燥設備，其軸徑大約500mm，因此密封是一大問題。七十年代和八十年代引進設備，其軸的密封問題也沒有很好解決，運轉中常有固體粉料泄漏到兩個端蓋處的現象。因此，通常在端蓋底部設置排料口，定期把物料從端蓋處清除出。這除了給操作帶來不便，還因粉塵的泄漏，增加軸的磨損，影響設備壽命。另外，對易燃易爆氣體常需在密封處設有反吹風，以防止易燃易爆氣體外漏。對於大型軸的密封問題，國外近幾年才得到較好的解決，端蓋處基本不積料，不需定期清理和反吹氣。

（三）設備性能及特點

１．由設備結構可知，乾燥所需熱量是依靠夾套及葉片壁面間接加熱，因此，乾燥過程可不用或僅用少量氣體以攜帶物料蒸發的濕分，熱量利用率可達80%~90%。

２．本設備傳熱面有葉片和壁面兩部分組成，其中葉片傳熱面佔大部分，所以設備結構緊湊，單位容積的傳熱面大，佔地面積小，可節省投資費。

３．乾燥過程用氣量少、流速低，被氣體帶走的粉塵少，因此乾燥后氣體粉塵回收方便，而且回收設備簡單，節省設備投資。對於有溶劑回收的乾燥過程，可提高氣體中溶劑濃度，使溶劑回收設備減小或流程縮短。

４．由於槳葉結構特殊，物料在乾燥過程中交替受到擠壓和松馳，強化了乾燥。另外，當兩葉片反向交錯旋轉時，具有自清潔作用，因此對粘性和膏狀物料也能應用。

５．乾燥器內物料存留率很高，停留時間通過加料速率、轉速、存料量等調節，在幾分種到幾小時之間任意選定，因此對易乾燥和不易乾燥的物料均能適合。另外，乾燥機內雖有許多攪拌槳葉，但物料在乾燥機內基本上從加料口向出料口呈活塞流流動，停留時間分佈很窄，因而產品乾燥均勻。

另外，攪拌、混合使物料劇烈翻動，從而獲得很高的傳熱係數，一般可以達到120～350W/m2?K，因此佔地面積和空間都很小，節省了廠房基建費用。乾燥過程氣體用量少，流速低，被氣體帶走的粉塵量少，所以乾燥后氣體粉塵回收方便，回收設備體積小，可以節省設備投資。對於需要回收溶劑的乾燥過程，可以大大提高溶劑濃度。

槳葉式乾燥機的缺點是結構複雜，加工難度高，大型乾燥機的設計有一定難度。

（四）槳葉乾燥機已乾燥的物料

酒精渣、土霉素渣、紅黴素渣、粉煤灰、皮粉、陶土、高嶺土、氧化鐵黃、三硅酸鎂、氧化鋁、H酸、菌絲體、硝基苯胺、氰化鈉、殺螟丹、靛藍、ASN樹脂、1010抗氧劑、DM促進劑等。

耙式乾燥機在化工生產中應用已有80多年的歷史，耙式乾燥機適合在真空條件下乾燥熱敏性、或含有機溶劑的物料。它的特點是能耗小，熱效率高，可以達到80%以上。操作方便，適應範圍廣。雖然耙式乾燥機是一種比較古老的機型，但耙式乾燥機的結構和功能不斷開發，至今仍是主要乾燥設備之一。在國外，許多大化工廠仍有大量的耙式乾燥機在使用。

（一）耙式乾燥機的主要結構及流程

耙式乾燥機主要有殼體、夾套、攪拌器和傳動裝置組成。濕物料由耙式乾燥機加料口加入，利用耙齒與軸線的夾角使物料翻動，同時還作軸嚮往復移動，並充滿乾燥器（主要是下部）。熱載體通入夾套，通過器壁向物料傳導熱量。汽化的水蒸汽（或溶劑）與物料經過濾器進行分離，乾燥后產品由耙齒推向放料口放出，屬於間歇操作。

（二）真空耙式乾燥機的性能

真空耙式乾燥機用蒸汽夾套和中空軸耙齒間接加熱物料，並在高真空度下排氣，因此特別適應於熱敏性、在高溫下易於氧化的物料或乾燥時易產生粉末的物料（如各種染料），以及乾燥過程中排除的蒸汽必須回收的物料乾燥作業。真空耙式乾燥機被乾燥物料進口含水率最高達到90%，而最低只有15%。被乾燥物料有漿狀、膏狀、粒狀、粉狀，也可以是纖維狀。這些物料乾燥后的含水率一般可達到0.1%，甚至更低。

被乾燥物料從殼體上方加入，在不斷轉動的耙齒的攪拌下，物料與殼體壁及耙齒接觸時，表面不斷更新，被乾燥物受到蒸汽（或是熱水等）間接加熱，使物料水分氣化，氣化的水分由真空泵及時抽走。由於操作真空度較高，一般在400~700mmHg範圍內，被乾燥物料表面水蒸汽壓力遠大於乾燥殼體內蒸發空間的水蒸汽壓力，有利於被乾燥物料的水分子的熱淚盈眶運動，從而有利於被乾燥物料內部水分和表面水分的排出，達到乾燥目的。

採用蒸汽夾套及空心軸加熱物料，因此增加了傳熱面積。滑動軸承座直接裝在兩端拱蓋上。拱蓋與筒體法蘭聯接並與主軸採用填料密封，整機較為緊湊。中空軸耙葉與筒體內壁間隙不大於2mm；另外，中空軸管上分段掛有鏈條圈，清除積料，因而提高了傳熱係數。進料口接管上有溫度計插管，主軸軸管上焊有橄欖形耙管，上焊耙葉。主軸轉動時，物料由筒體上部中間加料口進入，耙葉將物料推向兩端。反轉時，物料從兩端耙向中間，反覆循環，水分從加料口真空泵介面處帶走，水分中夾帶的粉塵（溶液）由冷凝器、捕集器收集，下部出料口出料。

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