气流干燥是将泥状、粉粒状或块状的湿物料与被从燃烧炉送来的烟道气(或热空气)吹入干燥筒中,湿物料则与作高速运动的热气流接触传热与汽化,从而得到干燥。
气流干燥机系由一根或数根直立的圆筒为干燥主体,与给料装置、燃烧炉、旋风分离器、风机和卸料装置组成的干燥装置。如下图所示。湿物料由加料设备1进入气流干燥筒底部的粉碎机8,被同时送入粉碎机中的从燃烧炉来的烟道气(或热空气)吹入气流干燥筒中。湿物料被高速运动的热气体分散并悬浮在气流中,得到干燥,干燥后的物料随气流进入旋风分离器后由底部排出,废气经风机排入大气中。
气流干燥的特点是气体的速度高,通常为20~40米/秒,而物料颗粒又是悬浮于气流之中,气、固间的传热系数和传热按触表面积都很大,干燥效果较好。另外,其结构简单,造价低,活动部件少,易于建造和维修,操作稳定便于控制。但从整个干燥系统来看,由于气流速度高,物料在输送过程中与筒壁的摩擦及物料之间的相互碰撞形成阻力使消耗动力大,干燥筒高要求在10米以上,同时,对粉尘回收装置要求也较高。[next]
目前,为了降低干燥筒的高度和获得较好的干燥效果已研究出许多较优方法,通过干燥实验得知,颗粒在干燥筒中的运动情况分为加速运动阶段和恒速运动阶段,通常加速阶段在加料口以上1~3米内完成。当湿物料进入干燥筒底部的瞬间,其上升速度υm为零,气流速度为υn,气流和颗粒间的相对速度υt(υt=υn-υm)为最大,此时,对流传热系数也大;当物料被气流吹动后不断加速,上升速度υm由零升到某个值,气体与物料颗粒间的相对速度υt逐渐降低,直到等于颗粒在气流中的沉降速度υ0时,即υt=υ0=(υn-υm),颗粒就不再被加速而维持恒速上升。
为此,降低干燥筒的高度及获得良好的干燥效果,应充分发挥干燥筒底部加速段的作用,目前采用如下几种改进措施;
(1)多级气流干燥器:将2~3级气流干燥设备串联使用,既增加了加速段的数目,又降低了干燥筒的总高度。
(2)脉冲式气流干燥器:为交替缩小和扩大直径的脉冲管代替直管,使被干燥物料在直径交替缩小和扩大的脉冲管中,受高速的气流作用和颗粒本身运动的惯性作用,增大了气流与颗粒间的相对速度和传热面积,从而提高了传热和汽化速度。
(3)倒锥形气流干燥器:干燥管呈上大下小的倒锥,使气流速度自下而上地逐渐降低,被干燥物料的颗粒按不同的粒度分别在管内不同的高度中悬浮而被干燥。
(4)旋风式干燥器:利用旋风分离器作为干燥器。气流夹带着物料以切线方向进入旋风气流干燥器,沿器壁产生离心加速作用,使物料颗粒处于悬浮和旋转运动状态,从而增大了气、固间的相对速度和干燥面积强化了干燥过程。
攀枝花铁矿选矿厂(设计)采用气流干燥装置干燥含水为14%、粒度为0.4~0毫米的钛精矿,其直流干燥管直径为400毫米共4根,所需热空气总流量为20000米/时,处理能力16吨/时,总煤耗1.8吨/时,干燥后的钛精矿含水小于1%.