塔型连续式真空干燥设备结构的探讨

塔型连续式真空干燥设备结构的探讨徐成海张志军张世伟何翔2（1.东北大学机械工程与自动化学院，沈阳110004；2.河南金谷实业发展有限公司，河南郑州450053）于颗粒性物料的真空干燥。这项技术已成功地应用于玉米和花生的干燥。目前正在开发以活性炭为载体的催化剂等化工材料的设备和技术。这种设备结构设计的主要难点是密封性能要好，在连续上下料时应保证干燥仓达到所要求的真空度；热效率要高，被干燥物料与加热表面应有尽可能大的接触表面；对被干燥物料的加热要均匀，应尽可能增加物料在干燥仓内交叉流动的机会。通过设计新型连续式旋转真空上、下料阀（关风器），采用菱形管表面加热和薄层交互式加热等措施解决了上述难题，效果良好。
刖目连续式干燥设备可以提高被干燥产品的产量和生产效率，降低生产成本。真空干燥可以保证产品的质量，减少资源浪费，实现清洁环保。目前，连续式真空干燥以带式真空干燥设备和振动流动式真空干燥设备居多。塔形连续式真空干燥设备是近几年出现并发展起来的一种新型真空干燥设备。
塔形连续式真空干燥设备除具有一般真空干燥的优点外，主要优点是产量大。目前大的玉米真空干燥设备的生产能力已达300t/d；它高度比较高，但占地面积小，容易实现环保和节能。由于其优点突出，其应用日趋广泛，除了主要用于粮食：如玉米、小麦、花生等）的真空干燥外，还可以用于化工原料（如催化剂、阻燃剂等）的真空干燥；凡是颗粒状非粘性物料，原则上都可以选用塔形连续式真空干燥设备进行干燥。
1塔型连续式真空干燥设备的基本结构是这种设备的总体结构示意图，主要由干燥仓、旋转进/出料阀、排料机构、加热系统和真空系统五大部分组成。这五大部分的具体结构直接影响着干燥设备的性能、制作成本和运转费用。
2干燥仓的结构位体积的加热面积大，被干燥物料流动性好。但在这种结构的干燥仓中，被干燥物料在仓内无法交互流动，若仓外壁部位保温不好，仓中间部位和边壁部位会产生温度梯度，随之产生湿度梯度，干燥后的产品含水量不均匀；严重时会出现仓内壁结露，以致有水流出。为薄层交互式带有保温套的仓体结构，该结构克服了所示结构的缺点，解决了仓边壁与中间部位物料的温度梯度与湿度梯度问题，干燥均匀，且提高了干燥速率。
3进出料阀和排料机构的结构进出料阀又称关风器，是保证真空干燥设备连续作业的关键部件，也是保证干燥仓内达到工作真空度的必备部件。因此，要求关风器能长时间连续运转、进出料量达到规定要求、漏气率控制在规定范围内、密封件耐磨并有一定的寿命。和给出两种具体结构。其中的密封垫为锥台形，同时可与两片旋转轮叶接触，实现两道密封。密封效果好，但容易磨损。常用聚四氟乙烯渗石墨材料制造密封垫，好是在密封垫和壳体之间加碟形弹簧，随时补偿磨损量。所示为叶片顶端密封的旋转阀，密封件容易更换。
排料机构是为了解决干燥物料含湿量不均匀目前设计的干燥仓外形有圆形和方形两种结构。内置加热管的形状和布置也有两种结构。：徐成海（1940-），男，教授，博士生导师，主要研宄方为菱形管结构，排列整齐，菱形管内通热水供热，单向：真空工程技术。E-mail：xch1940126.com.而设置的，其结构如所示。它类似于传统的排料机构，也有控制排料速度的功能。
4真空系统的选择真空干燥设备所需要的真空系统必须能抽出水蒸气，而直接能抽水蒸汽的真空泵只有水环泵、湿式罗茨泵、水喷射泵和水蒸汽喷射泵四种。这四种真空泵的极限压力和抽速各不相同。单级水环泵的极限压力可玫28）X103Pa，双级水环泵的极限压力可达（24）X103Pa，抽速为0.25500m3/min.湿式罗茨泵可以吸入少量水，极限压力一般在104Pa左右，其噪声较大，直接抽大气需加消音器。单级水喷射泵的极限压力可达3.3X103Pa，双级水喷射泵可以提高极限真空度，但极限压力不能低于同温度下的水饱和蒸汽压。水蒸气喷射泵的极限压力可达10-2Pa，级数越多极限压力越低，通常这种泵的工作压力范围在2X1044X10-1Pa.真空系统的选择原则是：根据干燥仓内所需真空度（压力）选用真空泵的类型和级数；根据干燥过程所需排气量，选用真空泵的大小；比较真空系统的投资、运转费用和使用环境。例如在寒冷地区干燥玉米选用水蒸气喷射泵不仅系统复杂、运转费用高，而且还会因结冰而影响正常工作；水环泵系统结构简单，可以放在室内工作，不会受室外气温寒冷的影响，是理想的选择。如果需要较高的真空度，可以将普通型罗茨泵与水环泵串联使用，极限压力可达10-1Pa. 5加热系统的特点真空干燥的特点之一是低温干燥，通常加热温度不超过100°C.因此，塔形连续式真空干燥设备中的加热系统用热水锅炉和热水循环泵即可。其主要特点是结构简单，加热温度低，节约能源；系统在低压下运行，安全可靠；系统中热能可以回收再利用，经济性好。
在真空干燥仓中配有很多加热管或加热板，加热管间的距离较近，加热板面积较大。加热时被加热物料与加热管或板直接接触，加热方式以热传导为主，物料在加热表面上以薄层分布，非常有利于传热传质。
6结束语塔型连续式真空干燥设备是近些年发展起来的新型设备，其突出的特点是高效、节能和环保，主要用于颗粒性物料的真空干燥，物料干燥品质良好。这项技术已经成功地应用于玉米和花生的干燥。目前正在开发以活性炭为载体的催化剂等化工材料的真空干燥设备和技术。这种设备结构设计的主要难点是密封性能要好，在连续上下料的同时应保证干燥仓达到所要求的真空度；热效率要高，被干燥物料与加热表面应有尽可能大的接触表面；对被干燥物料的加热要均匀，应尽可能增加物料在干燥仓内交叉流动的机会。目前，这种设备还只是试生产，其结构还在不断地改进和完善过程中，现正逐步向商品化方向发展，相信会很快得到发展和普及。