CN104930847A - 一种带预烘干功能的湿固体物料进料器及其预烘干进料方法 - Google Patents
一种带预烘干功能的湿固体物料进料器及其预烘干进料方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种带预烘干功能的湿固体物料进料器及其预烘干进料方法，所述进料器包括：一筒体，竖直放置，上表面设开口，内侧横向内接一布风板，将筒体内部分隔成热风进风室和物料沸腾室，筒体表面开设有一进风口，一出风出料口，一进料口；一进料管，一端与进料口连通；一机架，架设于筒体上表面；一电机，设置于机架上表面，电机输出轴伸入机架内侧；一搅拌轴，一端与电机输出轴连接，另一端伸入筒体物料沸腾室内；一耙散刮壁件，与搅拌轴端部连接。所述方法通过气力输送物料以及预热进料，降低湿固体物料的粘性，使湿固体物料松散、均速进料，进而使得湿固体物料的进料达到不结壁、不堵塞、不堆积。
Description
技术领域
本发明涉及一种带预烘干功能的湿固体物料进料器及其预烘干进料方法。
背景技术
目前，湿固体物料的烘干采取的方法多为沸腾流化床、气流干燥机等烘干方式，烘干过程是通过热风带走固体物料中含有的少量游离水和/或结晶水分，得到符合标准质量要求的合格产品。
这些烘干方式的进料途径，大多采用绞龙、星型给料阀、振动喂料机等。然而，由于大部分湿固体物料由于游离水和/或结晶水分的存在，在未烘干前有粘性，分散性不好，外加绞龙、星型给料阀、振动喂料机等的给料器的工作特点是成团状进入，因此，必须加大进料气流管道的风量和风速才能打散这些团状的物料，由于风量的增加，多消耗蒸汽和电。
在这种情况下，如果湿固体物料进料流量稍大，很容易造成气流管道堵塞或流化床进料端物料堆积，不能形成流化沸腾状态。由于湿固体物料本身的粘性，进料前没有预热，在进料端风温降低，物料很容易粘在进料端内壁，势必造成停车清理，影响生产的正常进行。
未解决这一问题，现阶段很多厂家采取的措施，就是在进料端安排专人进行敲击，或安装自动振动器，通过振动震落粘附在进料端内壁的湿固体物料，虽有改善，但仍不能彻底改变以上所述的弊端。
而且，很多厂家气流干燥管进料处，长期敲击，形成坑坑洼洼的内凹，由于表面的不平整，更容易造成堵塞，形成恶性循环。以上这些弊端，由于风量的增加，多消耗蒸汽和电；增加人力成本；需要经常停车清理，造成生产不能连续和物料的浪费，产品质量不能保证。
发明内容
为解决上述存在的问题，本发明的目的在于提供一种带预烘干功能的湿固体物料进料器及其预烘干进料方法，所述方法通过气力输送物料以及预热进料，降低湿固体物料的粘性，使湿固体物料松散、均速进料，进而使得湿固体物料的进料达到不结壁、不堵塞、不堆积。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：
一种带预烘干功能的湿固体物料进料器，包括：一筒体，竖直放置，上表面中部设开口，内侧横向内接有一表面开孔的布风板，将所述筒体内部由下至上分隔成热风进风室和物料沸腾室，对应所述热风进风室的筒体表面一侧开设有一进风口，对应所述物料沸腾室的筒体表面顶部或一侧开设有一出风出料口，对应所述物料沸腾室的筒体表面顶部或一侧开设有一进料口；一进料管，一端与所述筒体物料沸腾室进料口连通；一机架，架设于所述筒体上表面；一电机，设置于所述机架上表面，电机输出轴伸入所述机架内侧；一搅拌轴，一端与位于所述机架内侧的电机输出轴连接，另一端由所述筒体开口伸入筒体物料沸腾室内；一耙散刮壁件，与所述搅拌轴位于筒体物料沸腾室内的一端端部连接。
进一步，对应所述热风进风室的筒体表面沿筒体高度方向间隔开设有观察孔，观察孔上设有视镜。
另，所述搅拌轴与筒体连接处设有密封件。
另有，所述布风板表面开孔形式包括但不限于鱼鳞孔、圆柱孔、倒锥形孔，孔径1～10mm，开孔率10～80％；所述进料管通过进料口与筒体倾斜设置，倾斜角度为45°，进料形式为星形进料或绞龙进料。
再，所述耙散刮壁件的形状包括但不限于框式搅拌浆、单层搅拌桨叶、双层搅拌桨叶、多层搅拌桨叶。
同时，本发明还提供一种利用所述带预烘干功能的湿固体物料进料器进行的湿固体物料预烘干进料方法，包括如下步骤：
1)对经离心分离处理的湿固体物料进行流量和物性分析，得到所述湿固体物料的流量及其物性参数；
2)以步骤1)所得湿固体物料的流量及其物性参数为依据，确定相应的进料器内的风温为80～180℃、风压2～50KPa、风量60～50000m3/h，确定进料器相应的筒体内径、筒体高度，确定进料器相应的进风口口径、出风出料口形状和尺寸、进料口口径，选用相应的耙散刮壁件的形状；
3)通过鼓风机将经过净化加热的热风由所述进料器进料口持续通入进料器热风进风室，风速为12～25m/s，将拟烘干的湿固体物料由所述进料器进料口送入筒体物料沸腾室，热风由布风板进入物料沸腾室，对所述湿固体物料加热预烘干，同时启动电机，电机转速为20～65r/min，通过搅拌轴带动耙散刮壁件旋转，对所述湿固体物料进行搅拌，经预烘干和搅拌后的物料通过进料器出风出料口送入烘干机进行后续烘干处理，完成所述湿固体物料的预烘干进料。
其中，所述是固体物料流量是指拟进烘干系统的待烘干的固体物料的每秒、每分钟或每小时的流量。
进一步，步骤3)所述经净化加热的热风的处理方法为：将新鲜空气通过依次连接的中效过滤器过滤净化、冷却器降温除水、加热器加热、鼓风机以及高效过滤器过滤净化，即得到所述经净化加热的热风，所述高效过滤器与所述进料器筒体进风口连通。
其中，所述热风处理方法中，过滤净化、降温除水、加热、鼓风机的排列顺序是非固定的、可调整次序的组合。空气过滤净化包括但不限于一级或多级过滤，过滤介质包括但不限于无纺布、纸质等；冷却器空气降温除水的冷介质、加热器加热升温的热介质以及冷却器和加热器的设备选型，均指能达到进料器内热风风温要求的所有方式方法和设备；风压和风量的实现是指能达到风量和风压要求的所有方式方法和设备，包括但限于各种类型的鼓风机、空压机。
另，所述湿固体物料为含有结晶水和/或游离水的颗粒结晶体或粉体，包括但不限于口服葡萄糖晶浆、木糖醇结晶粉体、赖氨酸粉体、固体饮料粉末、颜料粉末。
另有，所述湿固体物料的物性参数包括：湿固体物料的比重为0.8～2.5g/cm3、堆积密度0.5～2.0g/cm3、熔点80℃～500℃、结晶水和/或游离水含量0.5～15wt％、颗粒分布50μm～5mm、温度10℃～100℃。
再，所述湿固体物料的流量为0.5～12.5t/h，所述进料器筒体内径DN300～2000mm、筒体高度DN500～5000mm，筒体内物料沸腾室与热风进风室的高度比为1:1～1:10或1:1～10:1，进风口口径DN32～2000mm、出风出料口形状为圆形或方形，出风出料口为圆形时口径DN40～2000mm，进料口口径DN100～800mm。
优选地，所述湿固体物料的物性参数包括：游离水3.5～4.5wt％，含结晶水9～10wt％，比重1.5～1.6g/cm3，堆积密度0.75～0.85g/cm3，温度：25～28℃，颗粒分布：粒径低于0.15mm颗粒结晶体占70wt％，湿晶体流量8～9t/h。
进料器进风温度设定≤90℃，鼓风机风量22500～22550m3/h，风压30000～31000Pa，功率30Kw，风机配置变频器。
以上进风口、出风出料口、进料口为圆管结构，但不排除或以其他形状如矩形管替代，替代后的其他形状的截面积与所列出圆管面积相等。
其中，所述进料器及其附属配套设备设施的材质、密封形式，均按照物料的物性和终产品的质量要求进行适用性选择，主要材质包括但不限于各类型碳钢、各类型不锈钢、钢衬胶、玻璃钢、钛材等。
本发明的有益效果在于：
根据湿固体物料的流量、不同湿固体物料的不同物性参数(如比重、堆积密度、熔点、结晶水和/或游离水含量、颗粒分布、温度等物性参数)，设计不同尺寸型号的进料器(如进料器筒体内径为、筒体高度、筒体内物料沸腾室与热风进风室的高度比、进风口口径、出风出料口形状、出风出料口尺寸、进料口口径等)，并搭配不同形状的耙散刮壁部件，针对性强，进料效率高；
通过向进料器持续通入经净化加热处理的热风，持续对湿固体物料进行加热预烘干，降低湿固体物料的粘性，使湿固体物料松散、均速进料，并通过热风的风力将预烘干后的物料送入烘干系统进行后续烘干，进而使得物料在烘干系统进料端不结壁、不堵塞、不堆积，有效提升湿固体物料的烘干效率。
附图说明
图1为本发明实施例所提供的一种带预烘干功能的湿固体物料进料器的结构示意图。
图2为本发明实施例所提供的一种湿固体物料预烘干进料方法的工艺流程图。
具体实施方式
参照图1，本发明所述的一种带预烘干功能的湿固体物料进料器，包括：一筒体1，竖直放置，上表面中部设开口11，内侧横向内接有一表面开孔的布风板12，将所述筒体1内部由下至上分隔成热风进风室13和物料沸腾室14，对应所述热风进风室13的筒体1表面一侧开设有一进风口15，对应所述物料沸腾室14的筒体1表面顶部或一侧开设有一出风出料口16，对应所述物料沸腾室14的筒体1表面顶部或一侧开设有一进料口17；一进料管2，一端与所述筒体1物料沸腾室14进料口17连通；一机架3，架设于所述筒体1上表面；一电机4，设置于所述机架3上表面，电机4输出轴41伸入所述机架3内侧；一搅拌轴5，一端与位于所述机架3内侧的电机4输出轴41连接，另一端由所述筒体1开口11伸入筒体1物料沸腾室14内；一耙散刮壁件6，与所述搅拌轴5位于筒体1物料沸腾室14内的一端端部连接。
进一步，对应所述热风进风室13的筒体1表面沿筒体1高度方向间隔开设有观察孔18，观察孔18上设有视镜7。
另，所述搅拌轴5与筒体1连接处设有密封件8。
另有，所述布风板12表面开孔形式包括但不限于鱼鳞孔、圆柱孔、倒锥形孔，孔径1～10mm，开孔率10～80％；所述进料管通过进料口与筒体倾斜设置，倾斜角度为45°，进料形式为星形进料或绞龙进料。
再，所述耙散刮壁件6的形状包括但不限于框式搅拌浆、单层搅拌桨叶、双层搅拌桨叶、多层搅拌桨叶。
同时，参见图2，本发明还提供一种利用所述带预烘干功能的湿固体物料进料器进行的湿固体物料预烘干进料方法，包括如下步骤：
1)对经离心分离处理的湿固体物料进行流量和物性分析，得到所述湿固体物料的流量及其物性参数；
2)以步骤1)所得湿固体物料的流量及其物性参数为依据，确定相应的进料器内的风温为80～180℃、风压2～50KPa、风量60～50000m3/h，确定进料器相应的筒体内径、筒体高度，确定进料器相应的进风口口径、出风出料口形状和尺寸、进料口口径，选用相应的耙散刮壁件的形状；
3)通过鼓风机将经过净化加热的热风由所述进料器进料口持续通入进料器热风进风室，风速为12～25m/s，将拟烘干的湿固体物料由所述进料器进料口送入筒体物料沸腾室，热风由布风板进入物料沸腾室，对所述湿固体物料加热预烘干，同时启动电机，电机转速为20～65r/min，通过搅拌轴带动耙散刮壁件旋转，对所述湿固体物料进行搅拌，经预烘干和搅拌后的物料通过进料器出风出料口送入烘干机进行后续烘干处理，完成所述湿固体物料的预烘干进料。
其中，所述是固体物料流量是指拟进烘干系统的待烘干的固体物料的每秒、每分钟或每小时的流量。
进一步，步骤3)所述经净化加热的热风的处理方法为：将新鲜空气通过依次连接的中效过滤器过滤净化、冷却器降温除水、加热器加热、鼓风机以及高效过滤器过滤净化，即得到所述经净化加热的热风，所述高效过滤器与所述进料器筒体进风口连通。
其中，所述热风处理方法中，过滤净化、降温除水、加热、鼓风机的排列顺序是非固定的、可调整次序的组合。空气过滤净化包括但不限于一级或多级过滤，过滤介质包括但不限于无纺布、纸质等；冷却器空气降温除水的冷介质、加热器加热升温的热介质以及冷却器和加热器的设备选型，均指能达到进料器内热风风温要求的所有方式方法和设备；风压和风量的实现是指能达到风量和风压要求的所有方式方法和设备，包括但限于各种类型的鼓风机、空压机。
另，所述湿固体物料为含有结晶水和/或游离水的颗粒结晶体或粉体，包括但不限于口服葡萄糖晶浆、木糖醇结晶粉体、赖氨酸粉体、固体饮料粉末、颜料粉末。
另有，所述湿固体物料的物性参数包括：湿固体物料的比重为0.8～2.5g/cm3、堆积密度0.5～2.0g/cm3、熔点80℃～500℃、结晶水和/或游离水含量0.5～15wt％、颗粒分布50μm～5mm、温度10℃～100℃。
再，所述湿固体物料的流量为0.5～12.5t/h，所述进料器筒体内径DN300～2000mm、筒体高度DN500～5000mm，筒体内物料沸腾室与热风进风室的高度比为1:1～1:10或1:1～10:1，进风口口径DN32～2000mm、出风出料口形状为圆形或方形，出风出料口为圆形时口径DN40～2000mm，进料口口径DN100～800mm。
优选地，所述湿固体物料的物性参数包括：游离水3.5～4.5wt％，含结晶水9～10wt％，比重1.5～1.6g/cm3，堆积密度0.75～0.85g/cm3，温度：25～28℃，颗粒分布：粒径低于0.15mm颗粒结晶体占70wt％，湿晶体流量8～9t/h。
进料器进风温度设定≤90℃，鼓风机风量22500～22550m3/h，风压30000～31000Pa，功率30Kw，风机配置变频器。
以上进风口、出风出料口、进料口为圆管结构，但不排除或以其他形状如矩形管替代，替代后的其他形状的截面积与所列出圆管面积相等。
其中，所述进料器及其附属配套设备设施的材质、密封形式，均按照物料的物性和终产品的质量要求进行适用性选择，主要材质包括但不限于各类型碳钢、各类型不锈钢、钢衬胶、玻璃钢、钛材等。
实施例1
以口服葡萄糖晶浆为例，本发明所述湿固体物料预烘干进料方法包括如下步骤：
口服葡萄糖晶浆通过离心机离心分离后，分析得物性参数如下：含游离水4wt％，含结晶水9.09wt％，葡萄糖比重1.5714g/cm3，堆积密度0.75～0.85g/cm3，温度：25～28℃，颗粒分布：粒径低于0.15mm颗粒结晶体占70wt％。湿晶体流量8.7t/h(即每天平均20小时，年产口服结晶葡萄糖约60000吨)。
根据所得口服葡萄糖晶浆的流量及物性参数，确定进料器的风温风量和风压：根据一水结晶葡萄糖在温度达到一定值会熔化(熔点83℃)的物性，根据生产实践经验值，进料器进风温度设定上限90℃。鼓风机风量22511m3/h，风压3101Pa，功率30Kw，风机配置变频器。
根据口服葡萄糖的产品质量要求，进料器进风需要进行净化处理，处理流程为：
该套空气净化处理设备，又称空调机组，直接从净化专业设备厂家购买，厂家为：吴江市金意空调净化工程有限公司。
其中，进料器的设计。根据葡萄糖的颗粒悬浮速度特性，进料器内的气速选9.8m/s，进料器筒体内径为DN900mm；进料器进风口气流速度设定22m/s，进风口直径为DN600mm；为配合后续烘干用沸腾流化床的进料口，使布料均匀，出风出料口设置为方形口，尺寸L300mm*W1000mm。考虑沸腾流化床的进料口高度和方便检修等综合因素，进料器筒体最终尺寸为：DN900mm*3200mm，其中底层热风进风室高度2000mm，上层物料沸腾室高度1200mm。上层物料沸腾室设置耙散刮壁件形状为框式搅拌浆，电机机型号XLD5.5～5～23，转速65r/min。进料器进料口采用绞龙从侧面进料，进料口口径DN300mm。
流化床风系统校核。由于进料系统由绞龙进料改为气力输送进料，增加了流化床的进风量，在操作过程中，不改变引风风机的情况下，通过变频器或风门调节，降低流化床的进风量，确保系统平稳运行。
实施例2
以木糖醇结晶粉体为例，本发明所述湿固体物料预烘干进料方法包括如下步骤：
木糖醇结晶粉体通过离心机离心分离后，分析得物性参数如下：
含游离水0.5wt％，含结晶水2.5wt％，木糖醇比重1.515g/cm3，堆积密度1.15～1.85g/cm3，温度：10～30℃，颗粒分布：0.01mm～1mm。湿晶体流量5.5t/h(即每天平均20小时，年产口服结晶葡萄糖约40000吨)。
根据所得木糖醇结晶粉体的流量及物性参数，确定进料器的风温风量和风压：根据木糖醇在温度达到一定值会熔化(熔点94～97℃)的物性，根据生产实践经验值，进料器进风温度设定为10～90℃。鼓风机风量10000～30000m3/h，风压3～30KPa，功率30Kw，风机配置变频器。
根据木糖醇的产品质量要求，进料器进风需要进行净化处理，处理流程为：
该套空气净化处理设备，又称空调机组，直接从净化专业设备厂家购买，厂家为：吴江市金意空调净化工程有限公司。
其中，进料器的设计。根据木糖醇的颗粒悬浮速度特性，进料器内的气速选20～25m/s，进料器筒体内径为DN300mm；进料器进风口气流速度设定30m/s，进风口直径为DN200mm；为配合后续烘干用沸腾流化床的进料口，使布料均匀，出风出料口设置为圆形口，口径DN1000mm。考虑沸腾流化床的进料口高度和方便检修等综合因素，进料器筒体最终尺寸为：DN300mm*5000mm，其中底层热风进风室高度3000mm，上层物料沸腾室高度2000mm。上层物料沸腾室设置耙散刮壁件形状为单层搅拌浆叶，电机机型号XLD5.5～5～23，转速30r/min。进料器进料口采用绞龙从侧面进料，进料口口径DN600mm。
流化床风系统校核。由于进料系统由绞龙进料改为气力输送进料，增加了流化床的进风量，在操作过程中，不改变引风风机的情况下，通过变频器或风门调节，降低流化床的进风量，确保系统平稳运行。
需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制。尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围中。
Claims (10)
1.一种带预烘干功能的湿固体物料进料器，其特征在于，包括：
一筒体，竖直放置，上表面中部设开口，内侧横向内接有一表面开孔的布风板，将所述筒体内部由下至上分隔成热风进风室和物料沸腾室，对应所述热风进风室的筒体表面一侧开设有一进风口，对应所述物料沸腾室的筒体表面顶部或一侧开设有一出风出料口，对应所述物料沸腾室的筒体表面顶部或一侧开设有一进料口；
一进料管，一端与所述筒体物料沸腾室进料口连通；
一机架，架设于所述筒体上表面；
一电机，设置于所述机架上表面，电机输出轴伸入所述机架内侧；
一搅拌轴，一端与位于所述机架内侧的电机输出轴连接，另一端由所述筒体开口伸入筒体物料沸腾室内；
一耙散刮壁件，与所述搅拌轴位于筒体物料沸腾室内的一端端部连接。
2.根据权利要求1所述的带预烘干功能的湿固体物料进料器，其特征在于，对应所述热风进风室的筒体表面沿筒体高度方向间隔开设有观察孔，观察孔上设有视镜。
3.根据权利要求1所述的带预烘干功能的湿固体物料进料器，其特征在于，所述搅拌轴与筒体连接处设有密封件。
4.根据权利要求1所述的带预烘干功能的湿固体物料进料器，其特征在于，所述布风板表面开孔形式包括但不限于鱼鳞孔、圆柱孔、倒锥形孔，孔径1~10mm，开孔率10~80%；所述进料管通过进料口与筒体倾斜设置，倾斜角度为45°，进料形式为星形进料或绞龙进料。
5.根据权利要求1所述的带预烘干功能的湿固体物料进料器，其特征在于，所述耙散刮壁件的形状包括但不限于框式搅拌浆、单层搅拌桨叶、双层搅拌桨叶、多层搅拌桨叶。
6.一种利用权利要求1~5中任一项所述的带预烘干功能的湿固体物料进料器进行的湿固体物料预烘干进料方法，其特征在于，包括如下步骤：
对经离心分离处理的湿固体物料进行流量和物性分析，得到所述湿固体物料的流量及其物性参数；
以步骤1)所得湿固体物料的流量及其物性参数为依据，确定相应的进料器内的风温为80~180℃、风压2~50KPa、风量60~50000m3/h，确定进料器相应的筒体内径、筒体高度，确定进料器相应的进风口口径、出风出料口形状和尺寸、进料口口径，选用相应的耙散刮壁件的形状；
通过鼓风机将经过净化加热的热风由所述进料器进料口持续通入进料器热风进风室，风速为12~25m/s，将拟烘干的湿固体物料由所述进料器进料口送入筒体物料沸腾室，热风由布风板进入物料沸腾室，对所述湿固体物料加热预烘干，同时启动电机，电机转速为20~65r/min，通过搅拌轴带动耙散刮壁件旋转，对所述湿固体物料进行搅拌，经预烘干和搅拌后的物料通过进料器出风出料口送入烘干机进行后续烘干处理，完成所述湿固体物料的预烘干进料。
7.根据权利要求6所述的湿固体物料预烘干进料方法，其特征在于，步骤3)所述经净化加热的热风的处理方法为：将新鲜空气通过依次连接的中效过滤器过滤净化、冷却器降温除水、加热器加热、鼓风机以及高效过滤器过滤净化，即得到所述经净化加热的热风，所述高效过滤器与所述进料器筒体进风口连通。
8.根据权利要求6所述的湿固体物料预烘干进料方法，其特征在于，所述湿固体物料为含有结晶水和/或游离水的颗粒结晶体或粉体，包括但不限于口服葡萄糖晶浆、木糖醇结晶粉体、赖氨酸粉体、固体饮料粉末、颜料粉末。
9.根据权利要求6所述的湿固体物料预烘干进料方法，其特征在于，所述湿固体物料的物性参数包括：湿固体物料的比重为0.8~2.5g/cm3、堆积密度0.5~2.0g/cm3、熔点80℃~500℃、结晶水和/或游离水含量0.5~15wt%、颗粒分布50μm~5mm、温度10℃~100℃。
10.根据权利要求6所述的湿固体物料预烘干进料方法，其特征在于，所述湿固体物料的流量为0.5~12.5t/h，所述进料器筒体内径DN300~2000mm、筒体高度DN500~5000mm，筒体内物料沸腾室与热风进风室的高度比为1:1~1:10或1:1~10:1，进风口口径DN32~2000mm、出风出料口形状为圆形或方形，出风出料口为圆形时口径DN40~2000mm，进料口口径DN100~800mm。
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