江蘇某限公司與東南大學(xué)機(jī)械工程系項(xiàng)目課題組合作研制的KBH(D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)，是在KBH立式烘干機(jī)的基礎(chǔ)上，采用了新工藝、新裝置及計(jì)算機(jī)軟件控制等新技術(shù)及裝備，并經(jīng)過從實(shí)踐到理論再到實(shí)踐證明的過程，從而研制開發(fā)的更新?lián)Q代產(chǎn)品。該產(chǎn)品已形成2項(xiàng)發(fā)明專利，6項(xiàng)實(shí)用新型專利，已成為國(guó)內(nèi)烘干設(shè)備領(lǐng)先產(chǎn)品。
1、工作原理及技術(shù)性能
1.1主要結(jié)構(gòu)
KBH (D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)主要由固定筒體、進(jìn)出風(fēng)裝置、進(jìn)出料裝置、熱交換裝置和保溫裝置等構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)示意見圖1。
1.2工作原理及過程
工作原理及過程：在烘干機(jī)底部溫度達(dá)400～450℃狀態(tài)下，首先在測(cè)溫儀指示下使提升機(jī)進(jìn)行工作，同時(shí)電子皮帶秤開始計(jì)量，同時(shí)將小于30mm的物料喂給提升機(jī)進(jìn)入預(yù)熱帶，在預(yù)熱帶根據(jù)不同物料的密度和重力特性指數(shù)設(shè)計(jì)成不同的熱交換裝置，它包括刮料裝置、振動(dòng)式熱交換裝置、回轉(zhuǎn)熱交換裝置等等（見圖1），物料被熱交換裝置送入散料篦錐，然后滑入篦盆，再經(jīng)過多組重疊連續(xù)均勻滑落，逐步進(jìn)入烘干帶；烘干后的物料不斷沉落，進(jìn)入干燥帶。物料在預(yù)熱帶、烘干帶、干燥帶不斷與熱氣流發(fā)生交換，將水份蒸發(fā)。最后將水份2%左右的干燥物料通過電磁振動(dòng)輸送機(jī)自動(dòng)輸出，再由輸送系統(tǒng)將物料運(yùn)走（其工作原理可參見《中國(guó)水泥》2005年第11期第58～59頁）。KBH高效立式烘干機(jī)雖然曾在2003年通過江蘇省省級(jí)科技成果、省級(jí)新產(chǎn)品鑒定，2004年又獲得江蘇省高新技術(shù)產(chǎn)品，但與KBH(D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)比較，后者無疑在技術(shù)性能和結(jié)構(gòu)創(chuàng)新方面更勝一籌。
1.3技術(shù)性能
KBH (D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)是使物料能在烘干機(jī)內(nèi)盡可能分散，以提高熱煙氣與物料接觸面積，同時(shí)控制物料在烘干機(jī)各區(qū)域流速和停留時(shí)間，使熱煙氣與物料充分對(duì)流、輻射、傳導(dǎo)換熱。另外采用微機(jī)軟件技術(shù)，對(duì)預(yù)熱帶、烘干帶、干燥帶三個(gè)區(qū)域的物料水份和氣體溫度及濕度進(jìn)行在線檢測(cè)，并對(duì)系統(tǒng)的供熱能力、引風(fēng)量、二次熱風(fēng)分布及供熱能力、物料截面流量及停留時(shí)間等系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線控制調(diào)整，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)優(yōu)化平衡，提高系統(tǒng)熱能利用率。
1.4經(jīng)濟(jì)對(duì)比
KBH(D)2014立式烘干機(jī)與傳統(tǒng)回轉(zhuǎn)烘干機(jī)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)性能對(duì)比見表1。
2、結(jié)構(gòu)及創(chuàng)新點(diǎn)
2.1防堵振動(dòng)布料裝置
見圖1中1，該裝置由振動(dòng)電機(jī)、開孔布料錐、連桿和鏈條組成，其功能是強(qiáng)制振動(dòng)卸料，并使物料在烘干機(jī)橫截面分布均勻。該裝置解決了KBH立式烘干機(jī)上端物料有時(shí)易堵且卸料偏心成團(tuán)的問題，主要用于烘干水份較大且易粘結(jié)的物料，如有粘性的礦渣、礦石、粘土等。
2.2振動(dòng)流量調(diào)節(jié)防堵裝置
見圖1中II，該裝置設(shè)置在烘干機(jī)預(yù)熱帶，由三組層疊狀揚(yáng)料錐、彈性聯(lián)接機(jī)構(gòu)、電磁振動(dòng)器、立桿、聯(lián)接桿等組成，其功能是利用其振幅調(diào)節(jié)物料在烘干機(jī)內(nèi)流速，并增加物料分散度；使物料沆態(tài)化，不斷翻滾，與熱煙氣充分換熱；該結(jié)構(gòu)抗物料粘結(jié)且物料流速可調(diào)。該裝置在控制物料流量與KBH立式烘干機(jī)基本類似，所不同的是它的振動(dòng)是連同盆錐一起振動(dòng)，它們是整體通過彈簧與簡(jiǎn)體聯(lián)接，這樣不僅起到調(diào)節(jié)流量的作用，同時(shí)起到更有效分散物料的作用，大大增加了熱煙氣與物料的接觸面積。
2.3回轉(zhuǎn)揚(yáng)料破碎裝置
見圖l中Ⅳ，該裝置由外固定破碎烘干筒、內(nèi)旋轉(zhuǎn)破碎烘干筒、揚(yáng)料板、轉(zhuǎn)軸、軸座、減速電機(jī)構(gòu)成，設(shè)置在烘干帶，其功能是破碎、分散、烘干。通過預(yù)熱帶后初步烘干的物料，經(jīng)該裝置破碎至合格粒度，物料與熱煙氣接觸表面積大幅增加，在該裝置內(nèi)揚(yáng)料板帶動(dòng)下粗、細(xì)物料揚(yáng)起分散烘干，大大提高了熱交換速率。該裝置主要用于大粒塊且內(nèi)含水份同時(shí)強(qiáng)度不是太大的物料，如粘土、塊煤等。
2.4靜止式熱交換組合裝置
見圖1中V，該裝置分布在烘干機(jī)的預(yù)熱帶和干燥帶。預(yù)熱帶由多組不同角度組合的揚(yáng)料錐層疊構(gòu)成，其功能是物料層狀流動(dòng)、交錯(cuò)換熱、抗堵塞，最大限度增加通風(fēng)面積，延長(zhǎng)熱煙氣與物料熱交換時(shí)間，提高交換頻率；烘干帶由不同角度組合的散料篦錐與篦盆構(gòu)成，其功能是充分分散及聚合物料，形成空間分布均勻料簾，延長(zhǎng)物料與熱煙氣換熱時(shí)間，提高換熱速率，該裝置的構(gòu)成及參數(shù)與KBH立式烘干機(jī)相類似，所不同的是篦縫的形狀大小作了一定的變化，由原長(zhǎng)條形篦縫改成了現(xiàn)在的螺旋形的篦縫（見圖2），篦縫大小也不是一成不變，當(dāng)物料顆粒大小波動(dòng)較大或?qū)ξ锪狭髁坑休^高要求時(shí)，則篦縫設(shè)計(jì)成從上到下依次變大，其大小及分布根據(jù)物料顆粒分布確定。正常篦縫范圍在15～35mm之間，同時(shí)開孔率適當(dāng)加大，由原來的18%～25%增加至現(xiàn)在的25%～5%，該裝置較適用于物料在線水份小于12%且終水份要求較小的工況。
2.5余熱烘干技術(shù)中的二次熱風(fēng)結(jié)構(gòu)
見圖1中Ⅵ和Ⅶ，熱煙氣一部分由內(nèi)環(huán)形進(jìn)風(fēng)裝置從烘干機(jī)底部進(jìn)入，另一部分由外環(huán)形進(jìn)風(fēng)調(diào)節(jié)裝置從中、上部進(jìn)入烘干機(jī)，由調(diào)節(jié)蝶閥控制進(jìn)風(fēng)量，調(diào)節(jié)預(yù)熱帶、烘干帶的區(qū)域和溫度，調(diào)節(jié)分配各個(gè)區(qū)域的供熱能力，使物料與熱煙氣在各個(gè)區(qū)域交換效率最佳。該結(jié)構(gòu)適用于高水份物料(大于20%)，但當(dāng)烘干機(jī)高度不太高且物料易烘時(shí)，如KBH(D)2014烘無粘性的礦渣，二次熱風(fēng)管無須采用。
2.6變徑結(jié)構(gòu)
高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)通過變徑結(jié)構(gòu)使預(yù)熱帶、烘干帶直徑擴(kuò)大，風(fēng)速降低、蒸發(fā)空間變大，同時(shí)通過不同形式的熱交換裝置控制物料的停留時(shí)間，最大效能的發(fā)揮余熱利用效率。密度< 0.6t/m3的物料烘干時(shí)，如粉煤灰等，因其含塵濃度大、蒸發(fā)強(qiáng)度小，需要烘干機(jī)中、上部直徑擴(kuò)大，以降低風(fēng)速，減輕無效率的循環(huán)烘干及除塵器的負(fù)荷。
以上提到的各種結(jié)構(gòu)并不是在每臺(tái)KBH (D)烘干機(jī)都設(shè)置，對(duì)于各種結(jié)構(gòu)是根據(jù)不同物料的特性及參數(shù)（如粘性、粒度、水份……等）而設(shè)置，該結(jié)構(gòu)的烘干機(jī)故障率為2%左右（按運(yùn)行時(shí)間計(jì)）。
3、烘干機(jī)內(nèi)部發(fā)生堵塞時(shí)的措施
該烘干機(jī)雖然在防堵上較普通立式烘干機(jī)作了很大的改進(jìn)，且在烘干機(jī)前增設(shè)一臺(tái)除去大于30mm粒塊的篩料設(shè)備，大大降低了堵塞的幾率，但對(duì)于有些粘性較強(qiáng)的物料仍有可能堵塞，在此狀態(tài)下可安裝新型差壓變送器，在系統(tǒng)壓差有波動(dòng)時(shí)，壓差傳感器發(fā)出信號(hào)指令進(jìn)料設(shè)備停止運(yùn)行，同時(shí)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，此時(shí)需進(jìn)行人工檢查和清堵。
4、微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)
KBH (D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)微機(jī)自動(dòng)檢測(cè)控制系統(tǒng)框圖見圖3。
該系統(tǒng)由控制柜、電腦、測(cè)濕儀、測(cè)溫儀、流量計(jì)等及計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)組成，其功能是通過對(duì)預(yù)熱帶、烘干帶、干燥帶三個(gè)區(qū)域的物料水份和氣體溫度進(jìn)行在線檢測(cè)，由計(jì)算機(jī)軟件自動(dòng)平衡控制系統(tǒng)的料、風(fēng)、溫，并對(duì)系統(tǒng)的供熱能力、引風(fēng)量、二次熱風(fēng)分布供熱能力、物料截流量及停留時(shí)間等系統(tǒng)參數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整，以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的工藝參數(shù)動(dòng)態(tài)優(yōu)化平衡，提高系統(tǒng)熱能的利用率。
5、熱平衡計(jì)算（以烘干礦渣為例）
5.1原始資料
(1)烘干物料：礦渣，初水份12%，終水份2%;
(2)燃料溫度：20℃；
(3)燃料比熱：1.154 kj/kg．℃；
(4)出烘干機(jī)廢氣溫度：70℃；
(5)出烘干機(jī)干料溫度：60℃；
(6)礦渣比熱：0.84 kj/kg．℃；
(7)濕礦渣溫度：20℃；
5.2熱量收入
5.2.1燃料燃燒生成熱（或熱煙氣帶入熱量）
QrR =m，.Qr;xy=29270 m，(kj/kg干料)
6、使用效果
KBH (D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)投放市場(chǎng)后，已在上海海笠建材有限公司、廣州鉻德工程有限公司、山東山水集團(tuán)、北京興發(fā)拉法基水泥有限公司等幾十家企業(yè)得到廣泛使用，并受到一致好評(píng)。
寧波舜江水泥有限公司是年產(chǎn)180萬噸的水泥企業(yè)，擁有2500t/h新型干法生產(chǎn)線。水泥粉磨中的混合材礦渣水份在20%左右，嚴(yán)重制約了粉磨系統(tǒng)的產(chǎn)量、質(zhì)量，為此，該企業(yè)決定選用了江蘇科寶公司的KBH2024立式烘干機(jī)。調(diào)試后經(jīng)過一周的試生產(chǎn)，烘干產(chǎn)量達(dá)30t/h，煤耗<12kg/t，這一段時(shí)期寧波舜江用的是上海寶鋼的礦渣，粒度均勻，易結(jié)塊，水份在15%～18%，因此較易烘干。后換用了江西一家鋼廠的礦渣，由于這家鋼廠的礦渣粒度不均勻，水份大，粘性大，因此有難烘、易結(jié)塊和堵料的情況，產(chǎn)量?jī)H有15噸左右。針對(duì)這種情況，科寶公司的技術(shù)人員利用KBH (D)高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)的專利技術(shù)繼續(xù)對(duì)該企業(yè)的立式烘干機(jī)進(jìn)行改造，在進(jìn)料和第一層的篦錐間加上了布料振動(dòng)頭，又加上了螺旋式篦盆、篦錐，通過以上振動(dòng)式熱交換裝置的更換，解決了堵料和結(jié)塊的問題，產(chǎn)量又達(dá)到30t/h以上。
陜西秀山水泥集團(tuán)有限公司地處山區(qū)，粘土資源極為匱乏，該企業(yè)與南京工業(yè)大學(xué)進(jìn)行技術(shù)合作，利用當(dāng)?shù)氐墓I(yè)廢棄物——鉛鋅尾礦作為粘土的替代物加以利用，考慮到該企業(yè)有大量的窯尾余熱煙氣，決定采用低溫余熱進(jìn)行物料烘干。通過考察選用KBH (D) 2328高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)，該烘干機(jī)變徑結(jié)構(gòu)和多層風(fēng)管的設(shè)計(jì)，有效地調(diào)節(jié)烘干機(jī)內(nèi)溫度分布，促進(jìn)物料煙氣的熱交換，并使烘干直徑擴(kuò)大、風(fēng)速降低、蒸發(fā)空間變大，不同形式的篦盆、篦錐也有效地控制物料的停留時(shí)間，有效發(fā)揮余熱利用的最大效率。該烘干項(xiàng)目于2005年12月建成投產(chǎn)后，每小時(shí)可烘干鉛鋅尾礦25t，實(shí)現(xiàn)了鉛鋅尾礦替代粘土的計(jì)劃，僅此一項(xiàng)，日節(jié)約粘土350t，每年可節(jié)約資金800萬元。
上海海笠工貿(mào)建材有限公司選用的是KBH(D)2024高效動(dòng)態(tài)立式烘干機(jī)，該烘干系統(tǒng)烘干礦渣的產(chǎn)量是35t/h，其初水份是15%，終水份是2%，煤采用的是2500千卡的煤礦石，煤耗為11kg標(biāo)煤／t干料。
廣州鉻德工程有限公司選用的是3套KBH(D)2620高效動(dòng)態(tài)立式烘干系統(tǒng)，所烘物料是粉煤灰及城市污泥混和物，其初水份是18%～20%，終水份是2%，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量是24～26t/h，煤耗是12.5kg標(biāo)煤／t干料。實(shí)踐證明，KBH (D)高效動(dòng)態(tài)式烘干機(jī)是技術(shù)先進(jìn)，性能穩(wěn)定，高效節(jié)能的新一代物料烘干裝備。
三門峽富通新能源生產(chǎn)銷售烘干機(jī)、顆粒機(jī)、秸稈壓塊機(jī)、干燥機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
