内返料喷浆造粒干燥机分级返料研.pdf

刘培坤等内返料喷浆造粒干燥机分级遁料研究

内返料喷浆造粒干燥机分级返料研。

J一(＼(四『联合大学化机系，成都6~杜0065)燕丁f&L、。一。

设计磷铵用垒内返料喷浆造粒干燥机的关健是返料螺旋的确定，返料的前提是囊粒在回转圈
筒内充分有效的分级。本文通过理论分析与倚单的几何变换得到丁返料曩旋I：I高度的计算公式，
实验验证并得到修正系数。该公式为返料螺旋的确定提供饭据。
关键词：喷浆造粒干燥机偏析分级返料螺旋舻7震乏)
．——————一————一一I

回转圆筒在化工、建材、冶金等领域中广泛滑屡颗粒之间的空晾率要大于上升层颗粒之间的
应用，但将喷浆造粒与干燥在同一台回转圆筒内空隙率。
完成的工艺是六十年代初由美国c．I．c／GRIDER当上升屡中的细颗粒随上升颗粒群进入下滑
公司首先应用于硝酸磷肥的生产过程中，并且在屡后，在重力作用下，向床层下部流动。由于流
化肥行业很快推广到磷铵、复合肥等的生产中。由动物料之间的间隙比较大，细颗粒便透过大J爵粒
于这种工艺流程比较长，返料景较大(一般为产之间的间隙向下渗漏．像用筛子筛东西一样，称
量的6～8倍)，且返料在机外进行，所以外部设为渗流。渗流的结果使大部分细颗粒进入料层内
备比较多，能耗大，物料损失多，操作环境恶劣。层，小部分细颗粒随大颗粒下滑至床层底部，由
针对这种状况，九十年代初期，成都科技大学化于简体不断旋转，在颗粒与筒体之间摩擦力、颗
机系开发成功了全内返料喷浆造粒干燥机。这种粒与颗粒之间的摩攘力等共同作用下，床屡底部
机型的特点是：在简体内部设置一段光筒段，使颗粒重新进入上升层，重复上述过程。如此反复
物料在此傲靠偏析实现预分级，并且安置返料螺几次，细颗粒经渗流便进入粉体层中心。同时由
旋将大部分细颗粒铲走并返回机头。从而可实现于细颗粒与细颗粒之间的摩攘系数要比细颗粒与
全内返料，去掉全部的外部流程，降低能耗，减大颗粒之间的摩擦系数大，细颗粒群流动性降低。
少物料损失，改善了操作环境。经过实验及工程渗流而入的细颗粒逐渐聚集成一细颗粒群(称之
应用的验证，受到国内磷铵生产厂家的青睐E”。为偏析核)。偏析核内细颗粒物料以上升层大颗粒
铂料为壁做类似圆筒内物料的上升、下滑运动。当
1理论基础偏析充分完成后，随简体旋转，上升层大颗粒与
1．1分级理论下滑屡大颗粒构成外环流。渗流与流动的共同作
粉体物料流动时，由于粒子间的粒径、密度、用．使床屡内物料呈现“外粗内细”的粒度分布
形状及表面性质的差异，粉体层的粒度将呈现不格局，如图1m。
均质现象，这种现象称为偏析[。颗粒群在简体内L2返料理论
运动时，分为上升层、下滑层和边界层三部分。上返料螺旋可看作是一个螺旋输送机，筒体转
升层颗粒在重力、摩擦力等作用下随简体旋转，与动一圈铲料一次。其流动的实质是沿斜面周期性
简体之间没有相对运动，颗粒之间间隙小，比较的滑动。对返料的基本要求是：顺利近料，返料
密实。下滑层颗粒依靠重力作用从料层上部运动的数量要达到造粒幕密度要求，返料要以细颗粒
到料层下部，下滑层与转筒之间，下滑层颗粒之为主，以利于再次涂布增大粒径返料量与转筒
间均有相对运动，由于物料流动时比较松散。下直径D、返料螺旋及分级装置等的结构参数有关。

·国家自然科学基金资助项目。

化学工程1998年第26卷第3期

式中
，J●●●●
＼T。偏析核物料总重，kg
T。所取单元段物料总重，kg
所取单元段物料细粒含量，
偏析核内大颗粒百分含量，
由式(2)可得偏析核的体积为：

V0=㈣

式中
偏析核体积，m。

围l粒度偏斩示意围P。偏析核内物料密度。kg／m‘
从几何关系推导出偏析核体积的计算式如下：
同时它与转速、填充系数有关。通过实验，得到
一[瑶c0$一-(旦)一(一日)]．L
返料量口与操作参数、结构参数之问的经验方程
(4)
式如下EI_：
式(3)与式(4)相等，则有：
0=f(a，6，D，，n)(1)

·
式中，。b分别为返料螺旋的宽度和高度。
(1一)’
为保证返料质量，要求返料螺旋将偏析分级(5)
后的大部分细颗粒尽量铲走，由于依靠偏析分级=EP~cos-l()一(一·L
的颗粒群，细颗粒主要集中于偏析核。因此返料假定筒体内物料的密度是相同的，都等于混合物
螺旋高度应与偏析核高度一致，才能使进入螺旋料的密度，即P=，由于
的颗粒大部分为细颗粒。综合考虑返料量的要求，=P·S·L(6)
可以确定返料螺旋口的宽度。式(5)可变为；

2返料螺旋口高度的确定等=Ee~'cos-()-(一(7)
2．1理论计算公式式中
资料与实验均表明一。偏析核形状同床层s筒体内物料截面积，m。
形状相似，为处理问题方便，将其形状视为由一圆筒半径，m
条弦线和一段圆弧构成。假设偏析已充分完成日料层高度，