外文翻译转筒干燥器的设计和高效化方面中文版.doc

南昌航空大学科技学院2010届学士学位论文 附录B 外文翻译译文转筒干燥器的设计和高效化方面 由格瑞格.帕尔默，B.E.博士和托尼豪，B.E.博士 帕尔默科技控股有限公司，布里斯班，澳大利亚 澳大利亚圣卢西亚4072，昆士兰大学，化学工程系 介绍 像沙，碎石，肥料和食品等产品的干燥，是在工业生产过程的重要一步。随着对减少温室气体排放量和能源需求的日益重视干燥机组的设计已成为关键。在过去的一段时间里回转烘干机已在一些情况下热效率很低，这主要是由于设计的不当。另一方面流化床干燥器热效率非常高，由于了解对个别粒子的气流安葬接触和对设计原则更好的理解。因此，流化床干燥机设计科学的手段使这些单位比较容易设计，即使每一类单位之间的热能源的需求大致相同。问题是，工程知识的水平都还没有推出旋转干燥机，这使的这些单位的设计一般并且热效率不高。 本文探讨了一个旋转干燥器和用于干燥矿渣的流化床干燥机之间的差异。重要的是要理解旋转式干燥机的设备和设计方面的要求之间的差异。旋转干燥机设计的困难之一是确定在任何时刻通过气流的材料的数量。工作由卡梅隆和理斯特展开（1990）。 由于复杂的计算百分比在把握气流上升和各种升降机的设计已经尝试了一个线索和错误的基础上，结果相差许多年。由于估计大多数回转干燥器一些参数的复杂性超过设计，结果最终产品可通过干燥和浪费热能加热和超过实际需要的设备成本。 帕尔默所和昆士兰科技大学开展工作的目的是了解在一个旋转干燥器干燥的各个方面。这项工作激活了待开发的计算机模型，这项工作提出了针对许多沙子和水泥工业的工业烘干机的验证。 文第一是比较从烘干矿渣用流化床干燥机和旋转式干燥机的结果，其次是讨论旋转式干燥机的设计标准。 一般干燥 在整个工业中使用的三种类型连续干燥器是，闪干燥机，流化床干燥机和旋转式干燥机。随着闪干机从气体到悬浮固体传热高速度，干燥速度飞快，干燥时间在3至4秒。流化床干燥机干燥时间也短，尽管停留时间变的更短，颗粒大小决定干燥时间。流化床干燥机将有大约30至60秒的平均停留时间。第三种类型的干燥机，旋转式干燥机，相比之下它的热量的传输速率低下。旋转单元的停留时间在5至25分钟不等，这取决于干燥的产品。 图1压力降与流化速度的相对变化图1是一个典型的速度与压力降曲线与流化床单位有关。为了实现一床流化风量阻力必须在床上等于固体净重。图1显示了气体流速和流化的关键点是发生压力增加。流化床干燥机利用固体气体接触的优势和事实，即固体颗粒在气流中分离。流化床单位的缺点是需要高电能维持整个床压降。 大多数的干燥机可以在远高于水的沸点气体的温度运作，但有些产品因为受到质量的原因的限制不能运作，如面包屑。在这种情况下，在低温干燥气体温度运行，低于液体沸点即是蒸发，是传质为主。当单元在高于流体的沸点处运作，那么传热主导干燥。假设忽略不计的辐射和传导，由于气体流速的影响，干燥速度（干燥速度常数，Nc）与气体质量流速成正比，干燥速度G设置为0.8（即G0.8）。由于气体温度的影响是与能量转移和干燥速度（Nc）成正比的，从而增加了气体的温度会提高干燥速度。由于气体湿度对干燥速度的影响是成反比比例，从而为气体湿度提高了干燥速度不断下降的气体温度（气体温度恒定）。 在干燥像炉渣和聚合物的材料时可以高度多孔 一个材料烘干，去除水份以传热为主，并且自由水汽输送到表面是由毛细管现象控制。只要水运到颗粒表面保持湿润的表面干燥速度保持不变。由于干燥会一直持续到粒子的水层褪去，干燥速度开始下降。达到这样一个点是在休息界面张力和毛细管孔隙空气填充。这种状态称为摆动状态。在这一点上，干燥速率下降迅速，蒸发率与空气流化速度无关。这吸附作用尤其重要的是能源产品的要求，这样干燥可以大大低于的汽化热干燥。 本文两个单位已评估了回转式烘干机和流化床干燥机烘干矿渣。 一个流化床干燥机的能量平衡 正如已经提到的流化床干燥机对作用在填充层起作用的向上的主要拉力等于床上材料的重量。在这一点上，床将成为一个流动的床，床和热气之间将亲密接触。 为了衡量流化床烘干机的效率对所有输入流进行测量和集中的能量平衡计算。在这种情况下，质能平衡在一台多尔奥利弗流化床干燥机上进行。该部门有一个流化床燃烧区和煤燃烧的热气体穿过湿渣床。煤炭的使用是因为它是成本非常低的热能量。能量平衡的数字列于表1。这些数字表明该部门有一个大约600兆焦耳/吨的比能损耗，这被认为对含湿量高达16的矿渣相当好可。此外，能源平衡显示大约65的输入能量用于水分蒸发和具体的空气要求是0.33kgair/kgwet。 表1质量能平衡流化床干燥机热输入输出热MJ/h%MJ/h%流态化空气7173.219出气（湿）3,68916.614燃料19,81088.952矿渣（干）3,30614.887兑换气35.170.158拉德和兑换4401.982Overbed air135.350.608水14,76966.517矿渣（湿）15737.063合计22,270100.00合计22,204100参考为0 和1个大气压. 在另一方面，电能约为XXkWh /吨 一个旋转干燥机的能量平衡 为了测量旋转干燥机的效率，因此对所有输入流进行测量和对质能平衡进行了计算。在这种情况下，能源质量平衡在阿姆斯特朗荷兰回转烘干机上进行。 用叶片或皮托管对两个单位的尺寸进行测量。 一个干燥器的质能平衡结果放在表一，能源平衡给出了能量输出故障流。可以看出约百分之71的能源进入蒸发。 此类型的单位具体的空气需求量大约0.22kgair/kgwet。 表2回转烘干机的质能平衡热输入输出热MJ/h%MJ/h%二次空气1360.865出口处气2,18013.918燃料14,87494.439产品（干）1,97312.596漏风0.020.000拉德兑换3001.915一次空气62.700.398水11,21271.571供气 (湿)6774.297总计15,750100总计15,666100电能测量约0.13kWh /吨 由此可以看出，旋转式干燥机的优点与存在，如果与旋转设计单位相关的重要参数，可更好地了解一个实现。 干燥旋转鼓 所开发的数值模型众所周知的以热传导公式为基础，来计算在传导、对流和辐射条件下的传热系数。该方程的努塞尔，雷诺和普朗特数和护理经验的关系时，必须与规模外推法和采取行动。该模型与实际干燥条件密切相关用于预测干燥率。就颗粒大小，密度及表面面积的若干种假设是必需的。 这些模型已被用于预测干燥的粉煤灰通过不同的旋转式干燥机，它最初是用于干燥矿渣的。其目的是提高吞吐量，最初小于1tph。初始条件下的预测的湿度和实际的湿度的结果载于下图2所示。实际与预测之间取得了良好的相关性。 图2在低通气量下的初始干燥曲线（实际和预测）图3预测通气量增加时的干燥曲线烘干机的容量提高到接近理想值和模型重新运行结果如图3所示。同样取得了一个良好的相关性，但在干燥的粉煤灰到不足7是不可能的。 然后的问题是如何最好地改善或提高干燥速度。转速的变化将增加在鼓中的停留时间，这是以固气接触时间为代价的。在这种情况下从热传递会推动实现传导对流。 然后利用该模型预测所需的速度和角度鼓，增加了5倍的吞吐量。该曲线显示了一鼓边坡1.50和6rpm的转速。预测的干燥曲线的坡度变化，干燥速度如图4所示。 图4预测在增加速度和减小坡度时的滚筒干燥曲线为了高的生产率，已经为干燥机设计了内部升降机。滚筒内部的照片显示在图5。从图5从出料口查看安装的新的升降机这样，升降机以适应材料特性来设计，它随材料从湿到干和生产率的改变而改变。 这个升降机是由通过帕尔默技术开发的软件来设计的，并且在一个单独的论文中进行讨论。 但是，必须注意推算数据。 转筒干燥器的设计 旋转干燥机的一个功能是通过热气流降下颗粒，因此干燥通过转鼓的材料。可以使用关于雷诺和普朗特数的热传导经验公式对干燥的颗粒进行分析。概括地说，如果气流速度增加后传热系数增大，从而使颗粒干燥加快。然而，由于增加