一种顺辊式干燥机及其干燥方法与流程

本发明属于湿物料干燥，具体涉及一种顺辊式干燥机及其干燥方法。

背景技术：

1、湿物料是一种含有较高水分的可分散物料，大量产生于工、农业生产和生活过程中，如各种工业污泥、煤泥、尾矿泥、河道淤泥等。现有湿物料干燥过程中普遍存在物料结团、料层厚、二次蒸汽逸出困难等共性问题。湿物料因含有大量水分容易结团，且具有一定的粘性，导致生产中设备换热面结垢，一方面导致换热不充分，换热效率低，另一方面导致物料流动不畅，甚至造成物料堵塞停产；料层厚使得传热阻力大，物料水分难以脱出和逸出，最终导致干燥效率低下，增加干燥能耗；干燥脱出二次蒸汽能否及时逸出料层是保证湿物料干燥度的关键，二次蒸汽逸出困难，不能及时得到干物料，直接影响产品质量和生产能力。因此，如何解决湿物料干燥过程中存在的“物料粘黏换热面阻碍换热、厚料层阻碍传质、二次蒸汽逸出困难影响脱水速度”的三大难题，是提高干燥效率、增加干燥产能和降低干燥投资和成本的关键环节。

2、“一种高效换热干燥器及其工作方法”(专利号：cn202010743628.6)，采用立式多层扰动干燥设计，能够很好解决物料结团问题和厚料层问题，但无法实现二次蒸汽及时脱离物料，导致物料干燥度和产能受限，难以满足干燥度要求高和生产能力要求大的市场需要。“一种干燥设备及干燥系统”(专利号：cn202221882384.0)，提出采用卧式螺旋管换热器干燥湿物料，能够有效解决料层厚和二次蒸汽逸出困难的问题，但是容易出现湿物料堵塞螺旋槽问题，只能适用于含水率较低的松散物料的干燥脱水，不能适用于含水率较高的粘湿物料的干燥脱水。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种顺辊式干燥机及其干燥方法，能够有效解决物料结团问题和厚料层问题，实现二次蒸汽及时脱离物料，提高物料干燥效果。

2、为实现上述目的，本发明一种顺辊式干燥机，包括顶板和底板，所述底板固接在支架上，所述顶板和底板之间连接有换热本体，所述顶板上端面连接有受料斗和二次蒸汽排出口，所述换热本体由多层规格尺寸相同的换热单元竖向连接而成；

3、所述换热本体上端面设置有内置式除尘器，所述内置式除尘器固定在顶板上，其内腔连通换热本体和二次蒸汽排出口，所述换热本体下端面与底板连接，所述底板上设有连通换热本体的出料口，所述出料口上连接有排料器；

4、所述换热单元包括外边框、内边板、辊片管式换热器、承料管换热器、电机、旋转接头、换热介质汇集管，所述外边框由两块侧板和两块外孔板合围固接而成，所述内边板由两块内孔板构成，分别平行位于两外孔板内侧，且两端分别与侧板固接，所述内边板与外孔板之间留有二次蒸汽流通通道，每层换热单元的二次蒸汽流通通道竖向拼接形成竖向蒸汽通道；

5、所述外孔板外侧设有安装辊片管式换热器的轴承和密封，所述辊片管式换热器一端位于轴承外侧连接有链轮，所述电机通过链条与链轮连接；

6、所述换热本体靠近电机的一侧连接有换热介质出口、远离电机的一侧连接有换热介质入口；

7、所述辊片管式换热器包括多组水平排列的换热辊，每个换热辊两端依次穿过内边板、外孔板，并通过旋转接头连接换热介质汇集管，一侧换热介质汇集管与换热介质入口连接，另一侧换热介质汇集管与换热介质出口连接；

8、所述承料管换热器位于辊片管式换热器下方。

9、作为本发明进一步的方案：所述换热辊包括轴管，所述轴管外表面轴向等距离平行焊接有多个环形辊片，且相邻换热辊的辊片水平面交叉排列。

10、作为本发明进一步的方案：所述辊片外边沿为圆周均布的锯齿形结构，每相邻三齿为一组，每组锯齿的齿尖成树杈状分布。

11、作为本发明进一步的方案：所述承料管换热器包括多根水平紧密排列的平行矩管和与平行矩管两端口固接连通的垂直矩管，所述承料管换热器的一个最外端平行矩管与外边框的一个侧板固接，另一个最外端平行矩管的竖向端面与外边框的另一个侧板内端面形成下料口，每层换热单元下料口交替分布，所述垂直管上端面与内边板的下端面固接，两个垂直管分别通过连接管连接两侧的换热介质汇集管。

12、作为本发明进一步的方案：所述承料管换热器上表面等距离垂直于平行矩管焊接有多个导热翅片，同一根平行矩管上相邻导热翅片间的水平距离与其正上方对应的辊片间的水平距离相同，且同一根平行矩管上的导热翅片与其正上方对应的相邻辊片等距离竖向交错布置。

13、作为本发明进一步的方案：所述内边板的上端面低于外孔板上端面，并高于辊片最大外径。

14、本发明还提供一种顺辊式干燥机的干燥方法，包括以下步骤：

15、第一步、干燥器预热：外部换热介质从换热介质入口进入换热介质汇集管，再由换热介质汇集管将一部分换热介质输入旋转接头，再由旋转接头进入辊片管式换热器的轴管内，预热辊片管式换热器；另一部分换热介质则进入承料管换热器的一个垂直管，并从该垂直管进入平行矩管，预热承料管换热器；当辊片管式换热器和承料管换热器达到设定干燥温度后，完成干燥器的预热；

16、第二步、湿物料干燥脱水产生二次蒸汽：当干燥器整体温度达到设定温度后，开启电机，电机通过链条传动带动同层所有换热辊同向旋转，开始从受料斗进料，湿物料从受料斗进入最上层换热辊的外表面和承料管换热器的上表面，湿物料在旋转的辊片和轴管外表面摩擦力及离心力作用下，随换热辊同步旋转，当辊片之间的湿物料旋转180°时，被相邻换热辊的辊片阻挡，并施以物料运动方向相反的推动力，实现辊片间物料在线清理，同时实现湿物料在相邻换热辊之间接力前行，完成湿物料同层输送；当物料走完第一层时，从下料口自重落入下一层继续被加热干燥脱水，最后从最底层出料口出来；此外，由于辊片和轴管都是良好的导热体，轴管内换热介质中的热量被快速传递给湿物料，加速湿物料的干燥脱水，产生二次蒸汽；

17、第三步、二次蒸汽逸出：每层换热单元中湿物料干燥脱水产生的二次蒸汽，从外孔板与内边板之间的二次蒸汽流通通道逸出，进入竖向蒸汽通道，再由竖向蒸汽通道进入内置式除尘器，除尘后的二次蒸汽则从二次蒸汽出口排出；

18、第四步、干物料排出：开启排料器，将来自干燥后最底层排料口的干物料排出干燥器，完成物料干燥过程。

19、与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

20、辊片管式换热器既是传送物料机构，又是换热机构，同时可实现湿物料在换热面上薄层干燥和物料在换热面上在线清理，使物料不断翻动前行，强化物料间传热和物料与金属换热面之间的传热，从而提高换热效率；

21、湿物料干燥脱水产生的二次蒸汽通过竖向蒸汽通道直接上行，减少二次蒸汽在干燥机内的停留时间，提高干燥传质效率，同时降低二次蒸汽逸出阻力，实现节电效果，易于工业化生产应用。

技术特征：

1.一种顺辊式干燥机，包括顶板(3)和底板(9)，所述底板(9)固接在支架(5)上，所述顶板(3)和底板(9)之间连接有换热本体，所述顶板(3)上端面连接有受料斗(1)和二次蒸汽排出口(2)，其特征在于，所述换热本体由多层规格尺寸相同的换热单元(6)竖向连接而成；

2.根据权利要求1所述的一种顺辊式干燥机，其特征在于，所述换热辊包括轴管(6-5)，所述轴管(6-5)外表面轴向等距离平行焊接有多个环形辊片(6-6)，且相邻换热辊的辊片(6-6)水平面交叉排列。

3.根据权利要求2所述的一种顺辊式干燥机，其特征在于，所述辊片(6-6)外边沿为圆周均布的锯齿形结构，每相邻三齿为一组，每组锯齿的齿尖成树杈状分布。

4.根据权利要求2所述的一种顺辊式干燥机，其特征在于，所述承料管换热器包括多根水平紧密排列的平行矩管(6-13)和与平行矩管(6-13)两端口固接连通的垂直矩管(6-14)，所述承料管换热器的一个最外端平行矩管(6-13)与外边框(6-1)的一个侧板(6-1-1)固接，另一个最外端平行矩管(6-13)的竖向端面与外边框(6-1)的另一个侧板(6-1-1)内端面形成下料口，每层换热单元(6)下料口交替分布，所述垂直矩管(6-14)上端面与内边板(6-2)的下端面固接，两个垂直矩管(6-14)分别通过连接管(6-15)连接两侧的换热介质汇集管(6-3)。

5.根据权利要求4所述的一种顺辊式干燥机，其特征在于，所述承料管换热器上表面等距离垂直于平行矩管(6-13)焊接有多个导热翅片(6-12)，同一根平行矩管(6-13)上相邻导热翅片(6-12)间的水平距离与其正上方对应的辊片(6-6)间的水平距离相同，且同一根平行矩管(6-13)上的导热翅片(6-12)与其正上方对应的相邻辊片(6-6)等距离竖向交错布置。

6.根据权利要求1或2所述的一种顺辊式干燥机，其特征在于，所述内边板(6-2)的上端面低于外孔板(6-1-2)上端面，并高于辊片(6-6)最大外径。

7.一种顺辊式干燥机的干燥方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结本发明公开了一种顺辊式干燥机，包括顶板和底板，顶板和底板之间连接有换热本体，顶板上端面连接有受料斗和二次蒸汽排出口，换热本体由多层规格尺寸相同的换热单元竖向连接而成；换热单元包括辊片管式换热器和承料管式换热器，承料管换热器位于辊片管式换热器下方，辊片管式换热器包括多组换热辊；换热本体上端面连接有内置式除尘器，内置式除尘器固定在顶板上，其内腔连通换热本体和二次蒸汽排出口，换热本体下端面与底板连接，底板上设有连通换热本体的出料口，出料口上连接有排料器。本发明能够有效解决物料结团问题和厚料层问题，实现二次蒸汽及时脱离物料，提高物料干燥效果。技术研发人员：廖洪强,刘强,王建科,李世光受保护的技术使用者：徐州无废城市技术研究院有限公司技术研发日：技术公布日：2024/8/5