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盘式连续干燥器是近几十年迅速发展的一种干燥设备，尤其是近十几年来，石家庄工大化工设备有限公司在盘式连续干燥器的开发、设计、生产、应用中做出了很大的贡献。其开发设计水平一直处于国内领先水平，生产品种和数量在国内位居首位。目前已广泛应用于化工、冶金、医药、建材等领域，为节约能源、提高产品质量发挥着重要的作用[1]。
随着盘式连续干燥器应用范围的迅速扩大，各种使用条件和不同工况也相继出现。例如， 物料在盘式连续干燥器内干燥的同时进行化学反应，其工作压力大于0.1 MPa，已构成压力容器；热敏性物料需负压操作，盘式连续干燥器内部呈真空状态；物料中有挥发物或易燃易爆的介质等。因此，尽快提高承压型盘式连续干燥器的设计水平是扩大盘式连续干燥器应用范围的首要条件。我公司成功开发设计了正压盘式连续干燥器和负压盘式连续干燥器，本文着重阐述用于聚磷酸盐干燥过程中的正压盘式连续干燥器的开发设计过程及有关的注意事项[2]。
1 正压盘式连续干燥器的开发设计
在设计过程中首先进行正压盘式连续干燥器的工艺计算[3]。依据客户提供的物料的流量、最初含湿量、最终含湿量、热源的进出温度等，计算出所需的干燥面积，从而确定设备的规格型号。然后，依据设备的规格进行正压盘式连续干燥器的结构设计[4]。设计包括设备筒体壁厚、封头壁厚等计算。由于考虑到设备内部各部件的检修，筒体4个方位设有检修孔，此时必须进行大开孔及其补强的计算。同时由于设备直径较大和底盘采用平板结构，还需依据HG/T20582—1998钢制化工容器强度计算规定[5]对底板进行计算，考虑设备的承压情况还应对其结构进行抗弯校核，以保证设备的正常工作。计算结果见表1。
表1 正压盘式连续干燥器的设计数据表
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参数名称
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数据
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参数名称
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数据
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加热介质进口温度/℃
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340
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尾气出口温度/℃
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250
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加热介质出口温度/℃
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320
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设计压力/MPa
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0.25
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物料进口温度/℃
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20
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设计温度/℃
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350
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物料出口温度/℃
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250
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设备直径/mm
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2 000
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物料的流量/kg·h－1
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150
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料层厚度/mm
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30
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干燥面积/m2
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15
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主轴转速/r·min－1
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2—6
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2 聚磷酸盐干燥工艺流程
磷酸盐从设备上部的进料口进入盘式连续干燥器的内部，要求其在设备内部停留1 h，内充入氨气，工作压力（0.2±0.01）MPa，工作温度300～340 ℃，此时物料在恒定的压力和温度下在设备内进行升温、聚合反应，合格后由设备底部的出料口排出，进入下一工艺流程，干燥过程中的尾气从设备上部排出。工艺流程图见图1。
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图1 聚磷酸盐干燥工艺流程
3 设计要点
（1）聚磷酸盐对盘式连续干燥器内压力和温度的要求较高，就是压力和温度必须保持恒定，因此在盘式连续干燥器的筒体上设置压力和温度的检测点。在盘式连续干燥器的顶部和充入氨气体的管道上装有压力变送器来检测盘式连续干燥器内部的压力，同时通过调节尾气口和氨气体进管上的调节阀的开启来保证盘式连续干燥器内部压力的恒定。
（2）密封的选择严格按标准选取，如果仅仅因为压力低而忽略了密封的结构，往往容易产生泄露。
（3）为保证聚磷酸盐在设备内部的停留时间，主轴采用低转速，同时对内部耙叶的布置及耙叶安放角度进行计算和实验模拟。
（4）主轴旋转速度较慢，但仍有粉尘，容易泄露，造成压力不稳定，因此应注意主轴处密封结构的设计。主轴处的密封选用填料密封加气体密封，同时设置多重密封环。
（5）由于设备内部的温度较高，主轴处上、下填料箱和轴承座都采用带冷却水套结构，以保证轴承的寿命。
（6）为保证从设备底部进入的氨气体均匀地充满整个设备，以便同磷酸盐反应充分，内部设置了气体折流装置。
标签：正压;盘式连续干燥器;聚磷酸盐 |
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