推廣使用具有節(jié)能環(huán)保特性的間接式干燥設(shè)備是目前干燥技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要趨勢(shì)。本文著重就高效節(jié)能型管束干燥機(jī)的工作原理、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)等技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)作了介紹。
    東北大學(xué)沈陽(yáng)一通創(chuàng)業(yè)科技公司研制的新型管束干燥機(jī)，大幅度地增加了熱效率，比普通管束干燥機(jī)提高干燥強(qiáng)度30%，設(shè)備能耗達(dá)到國(guó)內(nèi)同類產(chǎn)品先進(jìn)水平，每蒸發(fā)1公斤水需要1.2-1.3公斤蒸汽。
    干燥機(jī)核心部件管束由優(yōu)質(zhì)鍋爐鋼管（GB3087）制成，采用先進(jìn)的脹接工藝，徹底解決了傳統(tǒng)焊接工藝在焊縫處易產(chǎn)生斷裂的缺陷。兩端半軸整體車削加工，精確的同軸度極大地提高了管束主軸承的使用壽命及管束的運(yùn)行平穩(wěn)性。根據(jù)物料干燥特性曲線設(shè)計(jì)的升舉均布式管束鏟板，可以使不同物料達(dá)到最佳的干燥效果。
1 升舉均布式鏟板----完全混合狀態(tài)
    管束干燥機(jī)屬于攪拌型傳導(dǎo)換熱干燥機(jī)，克服上述熱阻，保證良好的干燥效果，關(guān)鍵因素是干燥過(guò)程中的攪拌混合程度。由于物料在干燥機(jī)內(nèi)部運(yùn)動(dòng)的規(guī)律很難精確描述，顆粒覆蓋系數(shù)fR一般要通過(guò)實(shí)際運(yùn)行的干燥機(jī)的實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)來(lái)確定。
普通管束干燥機(jī)——不完全混合狀態(tài)
    在普通管束干燥機(jī)中，沿長(zhǎng)度方向分別分布著推料鏟板、翻料鏟板、卸料鏟板，主要對(duì)混合狀態(tài)起作用的是翻料鏟板，類型為升舉式鏟板。物料在旋轉(zhuǎn)120℃左右開始下落，與管束加熱壁面接觸，經(jīng)過(guò)4次接觸過(guò)程后，脫離加熱壁面到干燥機(jī)底部料床。這種鏟板會(huì)引起氣體的分層現(xiàn)象，并隨著轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)數(shù)的減少和轉(zhuǎn)子直徑的加大而增加。采用這種鏟板的好處是干燥器內(nèi)壁容易清洗，但干燥器的填充率較低，在0.1-0.2之間。
新型管束干燥機(jī)——完全混合狀態(tài)
    在新型管束干燥機(jī)中，升舉均布式鏟板根據(jù)物料的干燥特性曲線設(shè)計(jì)，能夠使物料在旋轉(zhuǎn)的各個(gè)角度下落，與管束加熱壁面的接觸在旋轉(zhuǎn)的各個(gè)角度，從而使物料趨向完全混合狀態(tài)。提高了管束表面利用率和顆粒覆蓋系數(shù) fR根據(jù)物料的干燥特性，在干燥過(guò)程中，由于含水量的變化，物料的狀態(tài)和性質(zhì)也會(huì)隨之發(fā)生變化，因此，鏟板的形式應(yīng)沿著長(zhǎng)度方向采取幾種鏟板形式。另外，同類型的鏟板的形狀和角度也應(yīng)變化，最大限度保證物料在整個(gè)橫截面上均布，破壞氣體分層現(xiàn)象。
    新型管束干燥機(jī)沿長(zhǎng)度方向分別分布著推料鏟板、翻料鏟板和均布鏟板、卸料鏟板，主要對(duì)混合狀態(tài)起作用的是翻料鏟板和均布鏟板，類型為升舉式鏟板。這種鏟板能保證物料良好的傾撒和將其均勻地分散在轉(zhuǎn)子的整個(gè)橫截面上。
    根據(jù)實(shí)測(cè)值，管束表面利用率比普通管束干燥機(jī)提高20%以上, fR 比普通管束干燥機(jī)提高30%以上。
    此外，鏟板的數(shù)量、形狀和填充系數(shù)之間的關(guān)系，應(yīng)該是在鏟板上物料最多的時(shí)候，在干燥器內(nèi)堆存的物料應(yīng)該剛好遮蓋鏟板的裸露部分。
鏟板的數(shù)量與轉(zhuǎn)子直徑有關(guān)，東北大學(xué)干燥所的研究表明：一般數(shù)量與轉(zhuǎn)子直接的的關(guān)系是：n=(10~14)D （D為轉(zhuǎn)子直徑）。鏟板半徑方向的高度hR與轉(zhuǎn)子直徑的關(guān)系如下表：
2 虹吸戽----無(wú)冷凝水存留
接斗式勺型戽斗—適合高轉(zhuǎn)速設(shè)備
    在冷凝水的排出機(jī)構(gòu)上，普通的管束干燥機(jī)采用的是勺型戽斗，這種戽斗隨管束一起旋轉(zhuǎn)，封頭內(nèi)的冷凝水進(jìn)入斗口區(qū)域，當(dāng)口面向上超過(guò)水平軸線后，落入戽斗內(nèi)的冷凝水即經(jīng)空心軸排出機(jī)外。
    這種戽斗的缺點(diǎn)是：在管束的某個(gè)水平面內(nèi)始終有水存在，蒸汽只存在其上部的管內(nèi)，下部管內(nèi)的冷凝水不能及時(shí)排出，影響了蒸汽利用率和熱效率。同時(shí)在排出冷凝水的過(guò)程中，不可避免地帶走部分蒸汽，增加了蒸汽損失。
虹吸戽--適合低轉(zhuǎn)速設(shè)備
    新型管束干燥機(jī)以虹吸戽取代了普通的勺型平鏟式戽斗，它利用換熱器內(nèi)蒸汽壓力與疏水器之間的壓差，冷凝水經(jīng)由換熱器底部的管口連續(xù)排出，管口距離底壁的間隙一般控制在5-10mm，管徑由冷凝水量決定，一般小筒體采用DN15mm、大筒體采用DN20-25mm的虹吸管；另一端管口固定在進(jìn)汽頭構(gòu)件中。
    虹吸管戽不僅減少了蒸汽的損失，更為重要的管束底部的排管中基本沒(méi)有冷凝水存留，實(shí)際供熱和干燥面積大大增加，提高了蒸汽的利用率。并且這種戽斗，在及時(shí)排出冷凝水的同時(shí)，基本沒(méi)有蒸汽損失。
3 射流技術(shù)----進(jìn)口段換熱系數(shù)提高
    蒸汽的進(jìn)入方式由普通的充填式改進(jìn)為射流進(jìn)入方式，這是自由射流強(qiáng)化換熱技術(shù)在蒸汽換熱方面的應(yīng)用。在濕物料的入口處，蒸汽的汽速比其他部位高，從而形成了蒸汽的局部脈沖流，一方面對(duì)端面管板形成射流，提高了端面管板的換熱效果，同時(shí)將進(jìn)口段的層流狀態(tài)改變?yōu)槲闪鳡顟B(tài)，就是說(shuō)汽速的提高使局部傳熱系數(shù)提高。
    對(duì)流傳熱速率方程:  牛頓冷卻定律
    根據(jù)“速率等于推動(dòng)力除以阻力”，也等于某一系數(shù)乘以推動(dòng)力。
              熱流體 dQ =ds α(T-TW )
              冷流體dQ =ds α (tW-t)
                 式中：α：局部對(duì)流傳熱系數(shù)；一般用平均對(duì)流傳熱系數(shù)
                       Q= α S Δt m
                       Δt m —  平均傳熱溫差
由于局部射流的作用，局部換熱系數(shù)相應(yīng)提高，從而換熱量增加。