Принцип работы и конструкция

Вращающаяся сушилка — это оборудование непрерывного действия, используемое для снижения влажности сыпучих материалов, таких как минералы, удобрения, песок, биомасса, химикаты и пищевые продукты. Принцип работы основан на прямой или косвенной теплопередаче между потоком горячего газа и влажным материалом, который непрерывно перемешивается и пересыпается внутри вращающегося цилиндрического корпуса. Совместное действие теплопередачи, массопередачи и механического движения обеспечивает эффективную и равномерную сушку больших объемов материала.

В роторной сушилке влажный материал подается во вращающийся наклонный барабан, через который горячий воздух или газ проходит либо попутно (в одном направлении), либо противотоком (в противоположном направлении) движению материала. При вращении барабана подъемные лопасти (внутренние ребра), установленные внутри корпуса, поднимают и пересыпают материал через поток горячего воздуха, максимизируя площадь контакта и улучшая теплопередачу. Влага быстро испаряется, и высушенный материал непрерывно выгружается из нижнего конца барабана.

Принцип работы

Принцип работы роторной сушилки заключается в передаче тепла и массы между горячим воздухом (или газом) и влажным материалом посредством конвекции и теплопроводности.

• Конвекция: Горячий сушильный газ передает тепло твердым частицам, проходя над ними и вокруг них, испаряя поверхностную влагу.
• Теплопроводность: Тепло также передается посредством прямого контакта между горячей поверхностью барабана и материалом во время его перемешивания.
• Диффузия: Внутренняя влага внутри материала перемещается к поверхности и испаряется в окружающий поток воздуха.

Вращение барабана обеспечивает непрерывное перемешивание и воздействие на новые поверхности, способствуя равномерной сушке. В зависимости от технологических требований роторные сушилки могут работать с попутным потоком воздуха (горячий воздух и материал движутся в одном направлении, что снижает термическое напряжение) или противоточным потоком воздуха (горячий воздух и материал движутся в противоположных направлениях, что обеспечивает более высокую термическую эффективность и более низкую конечную влажность).

Конструкция

Вращающаяся сушилка состоит из следующих основных компонентов:

• Вращающийся корпус (барабан):
  Основной частью сушилки является большой цилиндрический корпус, слегка наклоненный (1–5°) относительно горизонтальной оси. Обычно он изготавливается из углеродистой или нержавеющей стали, в зависимости от продукта и температуры. Соотношение длины корпуса к диаметру обычно составляет от 4:1 до 10:1. Внутренняя поверхность может быть облицована огнеупорным кирпичом или нержавеющей сталью для высокотемпературных или коррозионных применений. Барабан медленно вращается, обычно со скоростью 2–10 об/мин, и поддерживается на опорных кольцах и опорных роликах.
• Лопатки (подъемные элементы):
  Внутри барабана по внутренней окружности приварены подъемные лопатки или ребра. Эти лопатки поднимают материал со дна и разбрасывают его через поток горячего газа при вращении барабана, увеличивая площадь контакта для эффективного тепло- и массообмена. Конструкция лопаток (радиальная, спиральная или каскадная) варьируется в зависимости от характеристик потока материала и содержания влаги.
• Система подачи:
  Влажный материал подается в верхний конец барабана через загрузочный бункер или шнековый конвейер. Для регулирования скорости подачи и поддержания герметичности между системой подачи и горячей сушильной камерой часто используется роторный клапан.
• Система нагрева:
  Сушильный воздух или газ нагревается с помощью паровых змеевиков, газовых горелок, мазутных нагревателей или горячих дымовых газов из печи. Воздух подается в барабан через входной патрубок горячего воздуха, оснащенный распределительным конусом или коллектором для обеспечения равномерного потока воздуха.
  • В сушилках прямого типа горячие газы непосредственно контактируют с материалом.
  • В сушилках косвенного типа барабан нагревается снаружи, и материал не контактирует с газом напрямую (используется для пылящих или токсичных продуктов).
  • Приводной механизм:
    Барабан вращается с помощью электродвигателя и редуктора через цепную, зубчатую или фрикционную передачу. В крупных установках может использоваться зубчатая передача с большим зубчатым колесом и шестерней для обеспечения плавного вращения. Приводной механизм поддерживается на опорных роликах с регулируемым выравниванием для поддержания баланса.
  • Система отвода воздуха и пылеулавливания:
    Влажный отработанный воздух выходит из противоположного конца сушилки через вытяжной воздуховод. Циклонный сепаратор, рукавный фильтр или скруббер удаляют взвешенные мелкие частицы из воздушного потока перед выбросом в атмосферу. Некоторые системы включают вентиляторы принудительной тяги для поддержания необходимого расхода воздуха и баланса давления.
  • Система выгрузки:
    Высушенный продукт выходит из нижнего конца барабана через разгрузочный желоб или шнековый конвейер. В зависимости от продукта, он может затем проходить через охладитель, классификатор или конвейер для дальнейшей обработки или упаковки.
  • Опорная конструкция и уплотнения:
    Барабан опирается на опорные ролики, установленные на жесткой стальной раме. На обоих концах, подающем и разгрузочном, предусмотрены уплотнительные кольца или гибкие уплотнения для предотвращения утечки воздуха и поддержания контроля давления.
  • Контрольно-измерительные приборы и системы управления:
    Сушилка оснащена датчиками температуры (входного/выходного воздуха), манометрами, индикаторами скорости и регуляторами расхода. Для мониторинга и автоматизации параметров сушки и обеспечения стабильной работы может использоваться панель управления ПЛК-ЧМИ.