第二十九篇：雙錐（zhuī）回轉真空幹燥機的特性和影響因素分析及研究

0 引言

      目前（qián），在化工中間體生（shēng）產中，析晶（脫溶）後物料大多需要經過過濾、離心、幹燥和混合等過程。固相物質首先以過濾（lǜ）方式從懸浮液中分離出（chū）來，再以真空幹燥或加熱幹燥的形（xíng）式進行（háng）烘幹，而（ér）用於烘幹過程中生產的經典設備則是雙錐回轉真空幹（gàn）燥（zào）機，其（qí）集混（hún）合、真空幹燥於一體，並（bìng）以簡潔、方便和高效的特點被（bèi）化工行業作為先進設備來應用，其實（shí）用性和（hé）經濟性是其他設備難以超越的。

1 雙錐回轉真空幹燥機的結（jié）構

      雙（shuāng）錐回（huí）轉真空幹燥機係統［1］主要由主機、冷凝器、緩衝罐、真空抽氣係統、加（jiā）熱係統與控製係統等組成。其中，主機是由回轉筒體、真空抽氣管（guǎn）路、左右回轉軸、傳動裝置與機架等組成。

2 雙錐回轉真空幹燥機的

工作原理（lǐ）

      雙錐回轉真空幹燥機采用雙錐形的回轉罐體，罐體在真空狀態下，向夾套（tào）內通入導熱油、熱水或蒸汽進行（háng）加熱，熱量通過罐體內壁與濕物料接觸。濕物料吸熱後蒸發的水汽或其他氣體，通過真空泵經真空排氣管被抽走。由於罐（guàn）體內處於（yú）真空狀態，且罐體（tǐ）的回轉使物料不斷上下和內外翻動，加快了物料的幹燥速度，提（tí）高（gāo）了幹（gàn）燥（zào）速率，達到均勻幹燥的目的。

3 雙錐回轉真空幹燥機的工藝流（liú）程

      在實際應用過（guò）程中，根據其加熱方式以及溶劑回收狀況的不同，有2種工藝流程：（1）蒸汽或熱水加

熱，不需要（yào）回收溶劑工藝流（liú）程，如圖1所示，此工藝流程是作為後期研究的方式；

（2）蒸汽或（huò）熱水加熱，需要溶劑回收（shōu）工藝流程，與不需要回收溶劑工藝流程相比，添加了冷（lěng）凝器及相應的溶劑回收裝置，如圖2

4 雙錐回轉真空幹燥機的特點

       雙（shuāng）錐回轉真空幹燥機是集（jí）混合、幹燥於（yú）一體（tǐ）的新型幹燥機。將冷凝器、真空泵和幹燥機配套，組成真空幹燥裝置。其設計獨特，內部結（jié）構簡單，清掃容易，物料能全部排出，操作簡便；能降低勞動強度，改善（shàn）工作環境；傳（chuán）熱（rè）係數高（gāo），幹燥速（sù）率大，不僅節約能源，而且物料幹燥均勻充分、質量好、熱效高。

5 雙錐（zhuī）回轉真空幹燥機的應用

       錐回轉真空幹燥機主要（yào）用於醫藥、化工、食品等行業中粉（fěn）狀、粒狀及纖維狀物料的濕物料幹燥。其主要（yào）應用在：（1）對結晶形狀有特殊要求的物料；（2）有強烈刺激和毒性的物料（liào）；（3） 需回收溶劑和有毒（dú）氣體的物料；（4）容易（yì）被氧化的物料；（5）不能承受高溫的熱敏性物料；（6）要求殘留揮發物含量極低的物料。

6 雙錐（zhuī）回轉真空幹燥機的常見問題及對策研究

       隨著雙錐回轉真空幹燥（zào）機在生產中的廣泛應用，其在應用過程中也存在一些問題，下麵將重點介紹（shào）一些常見的（de）問題及相應的解決方法。

6.1 裝料量過多

      由於幹燥機的裝料量與物（wù）料的堆密度（指單位（wèi）體（tǐ）積的物料質量（liàng））有關，在一般情況下，幹（gàn）燥（zào）機設計時物（wù）料比重按0.6 g/cm3來計算，如果超出這個比重，一方麵會影響（xiǎng）物料的幹燥效率（lǜ）；另一方麵長（zhǎng）時（shí）間運轉（zhuǎn），會降低電機、渦（wō）輪減速機以及鏈輪、鏈條、軸承等的使用壽命。在一般情況下，雙錐回轉真空幹燥機充填率（實際填充容積與幹燥筒體容積之比）通常為30%～50%之間，且不能蓋住雙錐幹（gàn）燥機內的（de）真空罩，否則影響幹（gàn）燥速（sù）率。

6.2 “放空（kōng）”時空氣氣流過大

      在實際（jì）生產應用中，在填真空（kōng）時，雙錐回轉真空幹燥機會出現如真空管（guǎn）彎曲（qǔ）、密封套損傷、過濾頭變形乃至斷裂等現象，這（zhè）是因為在幹（gàn）燥過程中放入空氣進入罐體反衝過（guò）濾頭，此（cǐ）時罐體內（nèi）已達到（dào）較高的真空度，會（huì）引起正負氣流的強大衝擊而損壞真空（kōng）係統（tǒng）。所以，在物料幹燥完畢後需要放空罐體，排空時一（yī）定要用排空閥來控製（zhì）其流量，即先把閥門少許打開，待罐內真空度逐漸降低後再慢慢加（jiā）大；或者是添加減壓閥，進而（ér）控製（zhì）放入空氣的流量。

6.3 真（zhēn）空度過低（dī）或過（guò）高

      雙錐回（huí）轉真（zhēn）空幹燥（zào）機在幹燥過（guò）程中經常會出（chū）現（xiàn）真空度過低（dī）或（huò）過高的問題，這不但會影（yǐng）響物料幹燥（zào）的效

率和物料的品質，還會影響車（chē）間的生產安全。雖然真空度（dù）越高，越有利於水分在低溫下汽化，但真空度過高不利（lì）於熱傳導，影響對物料的幹燥（zào）效果。導（dǎo）致真空過低或過高，可能有4個方麵的原因：（1）真空（kōng）端的機械密封泄露；（2）真空管道的泄（xiè）露或堵塞；（3）過濾器堵塞；（4）因熱水或蒸汽溫度過低，物料溶劑難以蒸發。解決（jué）此類（lèi）問題，需要考慮幹燥（zào）機的熱水和蒸汽的溫度，並且在使用過程中定期進行檢查，同時要進行維護（hù）保養、清洗等。

6.4 筒體內膽的外層脫落

      在實際生產中，對於回轉筒體的搪玻璃的內膽，若使用（yòng）和維護不正確，極易容易損壞。特別是對於偏酸性（xìng）和堿性的物料，幹燥出料不幹淨，物料（liào）易結壁，損害筒體內（nèi）膽，影響幹燥機的使用壽命（mìng）。解決此類問題（tí），隻需（xū）要根據物料的（de）性質選擇合適的幹燥機，在（zài）使用過程中物料出料幹（gàn）淨，定（dìng）期（qī）進行檢查，同（tóng）時要進行維護保（bǎo）養、清洗等。

6.5 噪聲過大

      在幹燥機使用過程中，由於幹燥（zào）機的地腳鬆動（dòng）、蝸輪減速機（變速箱）損壞、軸承損壞、鏈（liàn）條太（tài）鬆或太緊等（děng）原因而引起噪聲過大，對於減速機、軸承和鏈條等的損（sǔn）壞，隻需定期檢查，注意添（tiān）加（jiā）潤滑油，及時排（pái）除故障，做好（hǎo）預防（fáng）性維護。

6.6 進出料口泄漏

      進、出料口泄漏一般是由於（yú）密封條（tiáo）粘料或損壞所致，隻（zhī）要將表麵上的物料清（qīng）理幹淨或者是更換密封條。

在車間的實際生產管理中，需做好預防維護工作，提前更換（huàn）易損（sǔn）件。

6.7 物料結壁

      在實際生產中，如果一旦出現物料結（jié）壁，這不僅影響幹燥機內部的傳質傳熱，從而影響整批物料（liào）的性質，造成不（bú）合格品，還會影響幹燥機的使用年限。關（guān）於減輕雙錐回轉真空幹燥機中物料的結（jié）壁問題，對解決（jué）方案進行了如下的研究和探討：

6.7.1 內腔壁塗層

      根據物料的特定性質，在雙錐回轉真空幹燥機上塗上（shàng）一層特定的防結壁保（bǎo）護（hù）層，以防止物料結壁（bì）。

但是這對於塗層要求較（jiào）高，一（yī）方麵，必須要考慮塗層的物（wù）理性質；另一方麵，必須（xū）要考慮是否會造成交叉汙染。

6.7.2 烘料中添加介質（zhì）球

      在（zài）烘料的過程中，添加惰性介（jiè）質球與物料混合，能有效地降低物料結壁，但是在選擇介（jiè）質球的過程中，要充（chōng）分考慮（lǜ）介質球的（de）形狀對幹燥機內膽的影響，更要考慮在後期與物料的分離回收過程。

6.7.3 提高（gāo）腔壁的光（guāng）潔度

      在每批物料烘幹之前（qián），提高腔壁的光潔度能有效地降低物料的（de）結壁程度，但是在烘（hōng）幹之前，定時清

潔幹燥機的腔壁，這（zhè）也大（dà）大增強了烘房裏工人的工作量（liàng）。

6.7.4 加料、溫升、轉速等步驟控製優化

      根據物料的性質，在烘幹之前，優化幹燥機的加料、溫升、轉速等步（bù）驟，也能有效地降低物料的（de）結壁程度。但是對於特殊的物料，優化幹燥機的加料、溫升、轉速等步驟，需要進行相（xiàng）關的正交優化試驗，得出（chū）^優的幹燥條件。在（zài）一般（bān）的情況下（xià），常采用變溫幹燥為佳，即在幹燥初期溫度（dù）低，逐漸提高溫度來提高幹燥速度。

6.7.5 提高物料前工序的結晶效果

      此方法主要是從工藝上改變物料的晶體結構，變換物料的析晶或脫溶的工（gōng）藝，能從根本上消（xiāo）除物料的結壁，但是在改（gǎi）變工藝的同時，對於物料的質（zhì）量和性質有較（jiào）大的風險，並且（qiě）從根本上改變工藝，難度

較大。

6.7.6 幹（gàn）品回摻

      在每批濕品物料（liào）烘幹之前，加入一定量的前一批次的（de）幹品，采用混合烘（hōng）幹（gàn）的方式，能夠有效地消除物料的結（jié）壁，還可能提高物料的烘幹效率。

6.7.7 設備選（xuǎn）型

      根據物料（liào）的性質選擇（zé）不同的幹（gàn）燥機設備型（xíng）號。目前，除雙錐回轉真空幹燥機，應用比較廣泛的幹燥設備主要還有：托盤式烘箱、滾筒式真空烘幹機、V形混合幹燥機和三（sān）合（hé）一（yī）過（guò）濾（lǜ）幹燥機、氣流烘幹機等。在選用其他幹燥設備（bèi）的同時，也必須要考慮物料的性質（包括物料的粘度、容許溫度、堆密度和滑移角）、幹燥溫度（dù）、工作真空度和填充率（lǜ）。

7 關（guān）於提高雙（shuāng）錐回（huí）轉真空幹燥機（jī）烘幹（gàn）時間的

研究

7.1 幹燥機正反轉頻率對烘幹時間（jiān）的影響研（yán）究

      根（gēn）據本公司車間的實際操作情況，在車間中進行了試驗（yàn），在相同物料、相同濕品含水率、相同設備、熱水溫（wēn）度為98 ℃、真空度為-0.07 MPa的條件下，改變幹燥機（容積：2 000 L）的（de）正反（fǎn）轉的頻率，試驗結果如表1所示。由表1可知，隨著正（zhèng）反（fǎn）轉的頻率越小，烘幹時間會越短，越有利於提高烘幹效率，但是對幹燥機的鏈條有一定的損傷，需要進（jìn）行定期維護。所以，對於大型的幹（gàn）燥機（jī），過於頻繁地改變正反轉方向，不（bú）利於設備的（de）使用。