干燥机的种类及工作原理

　　滚筒式干燥机是应用较多的一种干燥机。滚筒式干燥机适于处理细粒但不过分粘结的物料，既可混合干燥末精煤和浮选精煤，也可单独干燥浮选精煤。多用于干燥水分较高、0~13mm级中细粒含量较多的湿精煤。滚筒式干燥机具有生产率高、操作方便、运行可靠、电耗低等优点。缺点是汽化强度小、钢材消耗大、干燥时间长、占地面积大。

　　根据干燥介质与物料运动方向的不同，滚筒式干燥机可分为顺流式(干燥介质与湿精煤运动方向相同〕和逆流式〔干燥介质和湿精煤运动方向相反)两种。选煤厂多采用直接传热顺流式滚筒式干燥机。

　　滚筒式干燥机由滚筒、挡轮、托轮、传动装置和密封装置组成，托轮是滚筒的支承装置，前端两个，后端两个，支承着轮箍。托轮的作用是:①支承滚筒，整个滚筒和滚筒内物料的重量全部压在4个托轮上，并在托轮上转动。②调整滚筒倾角，滚筒每端两个托轮在横向上可以移动，通过改变两端托轮间距离，调整滚筒倾角。③防止滚筒轴向移动，在安装托轮时，有意使两托轮轴线不平行，当滚筒在托轮上转动时产生轴向推力，防止滚筒向下移动。滚筒是倾斜安装的，一般为1。~ 5。，为了防止滚筒沿轴向向下移动，在轮箍侧面装有挡轮。滚筒是在传动装置带动下转动的，转速一般为2~6 r/min。传动装置包括电动机、减速机、小齿轮和大齿圈。由于滚筒式干燥机是在负压下工作的，为了防止漏风，在滚筒两端与给料箱和排料箱连接部位，都装有密封装置。密封装置的形式很多，常见的有摩擦式、迷宫式及罩式三种。滚筒是滚筒式干燥机的主体，长度与直径之比一般为4：1~8：1，通常用 8-14mm厚的钢板制造，外面装有两轮箍。滚筒内部装有输送松散物料的装置。以NXG型Φ2.4m×14m滚筒式干燥机为例，其内部沿轴向分为6个区，各区输送和松散物料的装置不同。一区为大倾角导料板，二区为倾斜导料板，三区为活动南条式翼板，四区为带有清扫装置的圆弧形扬料板，五区为带有清扫装置的圆弧形篦条式扬料板，六区为无扬料板区。

　　当干燥物料进入干燥机一区时，随滚筒的转动，并借助大倾角导料板将物料迅速导至倾斜导料板上，被提起并逐渐洒落形成“料幕”，高温烟气从中穿过使物料预热并蒸发部分水分。反复数次后，移动到活动篦条式翼板上， 物料又与经预热过的篦条式翼板夹杂在一起，吸收其热量，同时翼板夹带物料一同升起、洒落，并与热烟气形成传导及对流质热传递。当物料移动到带有清扫装置的圆弧形扬料板上时，链条将在上部空间接受的热量传给物料，物料随滚筒的转动被扬料板提起、洒落与热烟气进行较充分的质热传递，并将扬料板内外壁粘附的物料清扫下来。同时，清扫装置对物料四球亦起破碎作用，大大增加了热交换面积，提高了干燥速率。当物料移动到带有清扫装置的圆弧形篦条式扬料板时，物料在干燥机内仍按四区的运动规律进行质热传递，但此区物料呈现两种状态：一种是千后呈粉状物料，随滚筒的转动并从篦条的间隙漏下;一种是湿的团球留在扬料板圆环内，随滚筒的转动逐渐被破碎，使其中水分蒸发，终燥。当物料移动到六区，已变成低水分松散状态，为减少扬尘，减轻除尘系统的负荷，在距筒体末端约1m左右的范围不设扬料板。干燥后

　　直接传热顺流式滚筒式干燥机的工作原理是：物料和由燃烧炉送来的 700 ~ 800℃高温烟气，同方向进入干燥机，物料由扬料板提起并洒落，两者直接接触，将热量传递给湿物料，使湿物料所带水分汽化，并随废气排走。干燥后的物料，由干燥机下端排料箱排出。

　　直接传热顺流式滚筒式干燥机适用于潮湿物料能经受强烈干燥，或燥物料对高温敏感，干燥后物料吸湿性小等情况。由于给入的湿物料与温度高而含湿量低的干燥介质在进口端接触，故干燥初期干燥推动力较大，以后随物料的湿度降低，干燥介质的温度也降低，故适宜于终含水量〔即干燥程度)要求不高的物料。排出的物料温度较低，便于运输。

　　在直接传热逆流式滚筒式干燥机中，物料与干燥介质运动方向相反，干燥推动力在整个干燥过程中较均匀，适宜于对物料干燥要求较高，而物料对高温不敏感者。从产生粉尘的角度看，顺流式干燥介质与干燥后物料一起离开滚筒，因而细粒物料易被气流带走，而逆流式干燥介质排出时与湿物料相接触，干燥介质被滤清，气流中含尘量较少。

　　管式干燥机是利用高温高速烟气使精煤在悬浮状态下进行干燥的一种设备，尤其适于处理密度小的细粒物料，可处理0 ~ 0.5mm粒级含量不40%的0~ 13mm的湿精煤。由于干燥机中精煤和热烟气接触面大，所以干燥速度快。管式干燥机的优点是占地面积小、设备投资少、单位容积汽化水量大、精煤在干燥机内停留时间短、干燥机结构简单、制造容易、检修方便和钢材消耗低等。缺点是热效率低、电耗大、管壁磨损大、干燥成本高、要求厂房建得较高、干燥后精煤增灰较大、控制复杂、产生煤尘较多，并由于高温烟气对湿精煤的急剧加热作用，致使粗粒煤受热不均匀而破碎，具有一定的粉碎作用。目前，仅有双鸭山选煤厂采用管式干燥机。

　　管式干燥机的构造包括干燥管、散煤器和清扫器三部分，如图4-7-34 所示。

　　干燥管为一直立的大金属管，由钢板卷制而成，可分为若干段，借法兰盘联接或焊接。通常干燥管直径为700 ~ 1000mm，长15 ~ 25m。干燥管直径和长度取决于生产量和产品水分的要求。生产量越大，干燥管直径就越大;干燥后产品水分越低，其干燥管就应越长。

　　干燥管的结构可分为三部分，由干燥管底部到湿精煤入口处约5~ 6m 为一段，热烟气由此段进入，所以管内村耐火层，大块物料和浮选精煤四球出口在管子的底部;由湿精煤入口到上部弯管处的直管段为干燥段，为防止热量损失和烫伤工作人员，在管外表面包有石棉或其他隔热材料的保温层4; 上部弯管为一段，可改变气流方向，将干燥后精煤和废气送入除尘器。

　　为防止精煤在弯管处沉积，引起燃烧和爆炸，螺旋清扫器可将沉积在弯 管处的积煤送入除尘器。螺旋清扫器由螺旋轴、螺旋叶片和传动装置构成。传动装置包括电动机、减速机、传动皮带轮和三角带。两个皮带轮直径相等， 故两螺旋转速相同。

　　散煤器的作用是将湿精煤均匀地送入干燥管，其构造和工作原理见下一节辅助设备。

　　由燃烧炉产生的高温热烟气从干燥管下部给入，并在干燥管内以25 ~ 35 m/s的速度自下而上流动，需干燥的湿精煤经星形给料机、散煤器均匀送入干燥管。在干燥管内，高温高速的烟气使进入干燥管的湿精煤呈悬浮状态，并沿干燥管上升。湿精煤和热烟气在上升中直接广泛地接触，传递热量，使水分汽化得到干燥，干燥后的精煤、汽化的水蒸气和废气一起排出并进入除尘器。在干燥管中，细粒度精煤由于质量轻，以接近烟气的速度上升;粒度较粗的精煤，由于质量较大，上升的速度小于烟气的速度，在干燥管内停留时间较长，恰好符合干燥的要求;个别大粒度颗粒和大块浮选精煤团球不能被烟气举起，落在干燥管下部溜槽中，经不透气闸门排出。产品的水分是上升的和下降的两部分物料的平均水分。为了使进入干燥机的湿精煤都能处于悬浮状态，得到干燥的物料随废气排走，要求烟气速度不能低于25~35m/s，而精煤粒度不能大于10 ~ 15mm。

　　井筒式干燥机也称洒落式干燥机，或称竖井式干燥机，是一种逆流直接传热式干燥设备。目前我国使用的井筒式干燥机都是SK一25型干燥机，这种干燥机是20世纪60年代由波兰进口的。井筒式干燥机可以进行末精煤和浮选精煤的混合干燥，也可以进行浮选精煤的单独干燥。井筒式干燥机的优点是热烟气温度低，占空间小。缺点是热效率低，处理量小，在单独干燥浮选精煤时产品水分高。

　　井筒式干燥机的结构主要由多螺旋喂煤机、筒头、筒体、溜槽、滚轮、挡板、清扫器等部分组成。

　　筒体6呈矩形截面，是井筒式干燥机的主要部分，由金属制造，内衬耐火材料，在每一层的壁板上均有两个方孔，供清扫筒体内部用，孔上装有安全阀 11，当干燥机内由于精煤燃烧引起压力过大时，安全阀自动打开。筒体两侧各有12个安装孔，供安装滚轮用。筒体内装有12个铸铁滚轮8，直径为 330 mm，长3100mm，通过滚动轴承装在筒体上，为防止轴承受热润滑不好，轴承座安装在筒体外面。滚轮传动装置由电动机、减速机、链轮和传动链条组成，传动链条由上而下带动滚轮旋转。原设计滚轮的表面光滑，在干燥浮选精煤时，往往因为入料水分高、粘度大，在干燥机中打团呈球状，缩小了蒸发面积，影响汽化水量及干燥效果，同时，亦容易发生堵塞，引起燃烧以至爆炸。因此现场做了改进，安装了打散装置一松散轮，即将下数第3和第7个滚轮改为外形尺寸相同、带有松散齿的松散轮。松散轮可将粘结的煤球或煤饼打散成10mm左右的小颗粒，扩大了汽化面积，提高汽化水量、干燥效果和干燥热效率。

　　筒头3为锥形结构，上面支承有多螺旋喂煤机2。多螺旋喂煤机共有8 个螺杆，在螺旋传动装置1带动下旋转。螺旋传动装置包括电动机、减速机链轮和传动链条。为了使湿精煤均匀地给入干燥机，多螺旋喂煤机沿筒全宽给料。筒头上还装有滚筒清扫器5，防止引风机将大量煤粉抽出和防止在烟气变向处积煤而引起燃烧。

　　湿精煤经多螺旋喂煤机由简头给入干燥机，先落到个滚轮上，由滚轮旋转，再将湿精煤洒到下一个滚轮上。在挡扳7和滚轮8的作用下，煤流的运动方向如图4-7-35中实线箭头所示。热烟气由烟气入口进入干燥机，同样在挡板和滚轮的作用下，由下而上与煤流相反方向运动，如图4-7 ~35中虚线箭头所示。由于热烟气和湿精煤直接接触，将热量传递给湿精煤，使温精煤中水分汽化。汽化的水蒸气由烟气出口排出，干燥后精煤由溜槽下端排料口排出。

　　沸腾床层式干燥机是一种新型的干燥设备，它适用于末精煤和浮选精煤混合干燥，该机的特点是：热效率高，小时汽化水量大，单台处理能力大，设备布置紧凑，占地面积小，操作人员少。缺点是：以精煤和油作燃料，浪费资源，不能单独干燥浮选精煤，干燥机结构复杂。

　　燃烧室为一圆筒形结构，其外围用9mm不锈钢板围焊而成，内衬耐火砖砌成的耐火墙，钢板和耐火墙之间填有耐火泥。燃烧室底部铺有耐火砖和隔热耐火衬，底座为钢制底盘。燃烧室下部侧面有清理孔，中间有连接鼓风机的风圈，其上分布有进风孔，使风均匀地进入燃烧室以促进燃料充分燃烧和调节炉膛温度。

　　干燥室是沸腾床层式干燥机的主要组成部分，干燥室的床层为一矩形平面，与燃烧室的分界处为篦子，留条直径22mm，缝隙在2~2.5mm之间，开孔率为7%。篦条入料端比出料端略高，其角度为2.5。。干燥室上部设有洒水装置，其作用是降温灭火。在干燥过程中，如果参数失调，床层温度突然升高，甚至引起火灾，或燃烧室温度530℃以上时，自控装置即动作，停车洒水降温灭火。

　　在干燥机的一侧设置了旁路烟囱，其顶部装有盖板，用气缸控制开闭。旁路烟囱的作用是：①干燥过程中床层着火或燃烧室温度530℃时，烟囱顶部盖板通过自控打开，放空烟气降温冷却;②正常停车时，烟囱盖板亦打开，使烟气短路散热冷却;③开车前，也要打开烟囱盖板，并开动引风机造成负压，净化干燥系统;④正常开车时，烟囱盖板是关闭的，保持干燥系统完全密封。

　　干燥后精煤的一小部分经粉碎机粉碎到小于50网目，与预热到80℃的空气按质量比为1:1混合，被喷射器喷入燃烧室充分燃烧，产生的高温烟气以150 m/s的速度通过篦子进入干燥室。湿精煤经给料机由入料口进入干燥室后，沿篦子坡度被高温高速烟气吹起呈沸腾状态(跳跃、流动〕固体颗粒被高温烟气所包围，进行质热交换，由于干燥介质的蒸气压力低于煤粒表面水分的蒸气压力，湿精煤中水分不断汽化，转移到周围介质中，并被废气带走，从而降低了精煤的水分。经干燥后的精煤由排料口排出，废气、汽化的水蒸气和部分小于1.2mm的精煤从干燥机上部废气出口进入除尘器回收。