专利名称：高水分烟草物料干燥方法及干燥塔的制作方法
技术领域：
本发明涉及烟草制丝生产线上的烟丝干燥方法和设备，尤其涉及ー种利用潮湿热风干燥高水分烟草物料的干燥方法和干燥塔。
背景技术：
烟草物料干燥是烟草制丝生产エ艺过程中的重要エ序。烟草物料干燥的エ序目标是去除烟草物料中的部分水份以达到规定的水分要求和精度，同时提高烟草物料的填充值，减少烟草物料的刺激性和木质气等杂气，改善烟草物料的吸味。干燥过程一般采用热传导和热对流形式对潮湿的烟草物料进行加热，使潮湿烟草物料中的水分蒸发并排出。目前，国内外烟草加工企业干燥烟草物料普遍使用的烘烟草物料机，主要有流化床式烘丝机、滚筒烘丝机和气流烘丝机等。经过几十年的发展完善，各类烘丝机无论从结构、性能和可靠性方面都已达到较高的水平，能基本满足烘烟草物料エ艺的需求。但是上述的各种烘烟草物料干燥设备都是用于常规的水分(一般在40%以下)干燥エ艺需求而设计的，而用传统的设备加工高水分的烟草物料(45%以上)，其干燥温度和加工強度是很高很大的，严重破坏烟草物料的品质，所以必须要针对特殊水分的烟草物料设计专用的烘干设备，首先要有高效的干燥效率并減少烟草物料造碎；第二，要有一定的合理干燥温度(160 — 220)°C;第三，设备占地要少、节能。从目前的几种烘烟草物料机性能比较来看，滚筒烘丝的烟草物料造碎较高，烘干能力较低，能耗也较高，流化床式烘丝机烘干能力也偏低，且干燥后烟草物料水分均匀性较差，所以，以上两种形式的设备都不适合用来用于干燥高水分烟草物料。而气流干燥具有的特点和优点是比较适合高水分烟草物料干燥的，其特点是气固两相间传热传质表面积大， 干燥效率高，由于烟草物料在气流中处于高度分散状态，使两相间的接触面积大大増加，在较高的气流速度(20 — 40m/s)作用下，气固两相的相対速度较高，体积传热系数大，热效率高烘干能力较强，水分控制也比较均匀，节能效果显著。所以，气流干燥是比较适合用于高水分烟草物料干燥。气流干燥设备的核心就是干燥器，目前在烟草加工中常使用的气流的干燥器有许多种，主要有直管式、管塔式和倒锥管式气流干燥器等，分别如图2、图3及图4所示。如图 3所示的管塔式气流干燥器，使用的干燥温度比较适合，使用效果良好，可较好满足生产エ 艺的需求。而对于烘干相同水分的烟草物料，直管式和倒锥管式气流干燥器在使用中干燥温度相对与管塔式干燥器一般偏高10到30°C，对于烟草物料的品质有所影响。例如CN2613153Y公开了ー种与生产能力彡8000kg/h以上制丝生产线配套的新型梗丝膨化干燥机，其采用的干燥装置由变径管、干燥塔、变径出料管和气料分离器构成，内设有ニ组分离器的出料罩接变径管，且变径管的进端和扩张端分别接混风箱和干燥塔内的扩张料管，干燥塔下部的出料ロ通过扩张的变径料管与气料分离器相连通，且气料分离器的下部装有气锁；气料分离器顶部通过回风管和风机与加热装置相连。该设备干燥效率高， 但其外设的变径料管使设备占地大，结构不够紧凑，且未解决常见的造碎问题。CN201034408Y公开了ー种新型气流式梗丝干燥塔，包括进料气锁，通过文氏管连接水平进料管接于干燥塔；该干燥塔与落料器连接，其中在所述的进料气锁与文氏管之间设置ー个膨胀腔；所述的水平进料管连接ー个独立的干燥塔。为此，不需要単独配置加热加湿设备，但干燥过程中的造碎问题并未得到根本解决，且无法进行水分大45%的高水分烟草物料的有效干燥。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供ー种热利用率高且可有效实现高水分烟草物料干燥的烟草物料干燥方法。本发明所述高水分烟草物料干燥方法，包括烟草物料由进料装置送入文氏管，并由干燥气流在通过文氏管时所产生的负压吸入干燥管中进行气流干燥；所述烟草物料先进入内干燥管中，在内干燥管的高度方向上，烟草物料被干燥气流输送的速度由快变慢，在烟草物料到达内干燥管顶端并被抛洒到外干燥筒内时，烟草物料被干燥气流输送的速度则由慢变快。为减少烟草物料造碎，所述烟草物料由文氏管垂直于地面被吸入内干燥管中。作为优选方案，在内干燥管的高度方向上输送所述烟草物料的干燥气流速度由 24-28m/s逐渐降低至18_22m/s ;在外干燥筒内干燥气流速度则由2_3m/s升至4_6m/s。在此设计下，可采用温度仅在160— 220°C之间的干燥气流完成水分大于45%的烟草物料的干燥，而干燥塔整体高度不超过20米。本发明所要解决的另一个技术问题是提供一种实现上述的高水分烟草物料干燥方法的烟草物料干燥塔，包括进料汽锁、吸料文氏管和两个同轴心设置的内、外干燥筒，内干燥筒的底部一侧与干燥气流管道相连接，内干燥筒的项部为通畅开ロ，该开ロ端部与外干燥筒的封闭顶端设置有间距；所述内干燥筒分为近似均等的上下两段，下段直径小于上段直径；相对应的外干燥筒也分为近似均等的上下两段，下段直径小于上段直径，所形成的内干燥筒和外干燥筒之间的横向截面积，上段大于下段。同时，为减少烟草物料造碎，保证烟草物料物料在此处的平滑运动，所述干燥塔的内干燥筒和外干燥筒在其上下两段变径之间均设有ー个平缓的连接段。所述外干燥筒内顶端可设有圆锥型导流板，内干燥筒顶端的通畅开ロ与该圆锥型导流板相距约80—100厘米。当烟草物料从内干燥筒顶端在干燥气流的作用下抛出时，可通过圆锥型导流板抛洒到外筒与内筒的两段空间区域，烟草物料可以得到充分干燥，并可尽可能地减少烟草物料造碎。此外，将所述吸料文氏管垂直于地面设立，其鋭角喷孔直接与内干燥筒底端连通， 省略现有气流干燥塔中常用的连接文氏管与干燥筒的九十度弯管，可減少了烟草物料的撞击造碎，同时使干燥气流更易得到调控。此外，可根据所处理烟草物料物料的具体エ艺要求来确定所述内、外干燥筒的高度，通常为10米至18米。同时，在所述干燥塔的内干燥筒和外干燥筒之间，在高度方向上分层设置连接杆，可稳固内干燥筒的固定。本发明采用干燥塔内外筒对应变径设计，内干燥管在高度方向，上下两近似均等的两段直径为上大下小，相对应于外干燥筒的直径也设置为上大下小，这样使气流和烟草物料在通过不同区域时的速度发生变化，干燥风速在内干燥筒中是由快变慢，在烟草物料到达顶端抛洒到外干燥筒时则由慢变快，被干燥的烟草物料在变径干燥区域干燥的热交换时间更长、干燥更充分，从而达到满足高水分烟草物料干燥的需求。本发明可有效降低干燥气流的温度，所需干燥气流温度仅在160—220 V之间，具有节能、干燥温度低、干燥效率高、 烟草物料造碎小等特点，可以充分满足高水分烟草物料的处理强度和干燥均匀性等エ艺要求。
图I为本发明结构示意图2、3及4为现有烟草物料干燥塔结构示意图5为本发明干燥气流流向示意图。图中1、支架；2、保温层；3、干燥热风进风管；4、进料振动输送机；5、进料气锁；6、进料管；7、文氏管；8、下段内筒；9、过渡内筒；10、上段内筒；11、圆锥型导流板；12、上段外筒；13、过渡外筒；14、下段外筒；15、气料出口；16、连接杆；17、 环形喷水装置。
具体实施例方式
如图I所示，本发明所述新型烟草物料干燥塔，包括支架1，它是干燥塔的支承，整个干燥筒均有保温层2，在干燥塔的底部是干燥热风进风管3，进风管与文氏管7连接，在支架 I的上部安装有进料气锁5，在其入口前安装一台振动输送机4，气锁5出口与进料管6相连，文氏管7的喉管部与进料管6连接，文氏管7与下段内筒8、过渡内筒9和上段内筒10 连接成一整体，上段内筒10出口正对着设置在外筒塔顶的圆锥型导流板11，上段外筒12与过渡外筒13和下段外筒14连接一体，在下段外筒14的底部是气料出口 15。气料出口 15 可与任意气料分离装置连接。为了保持内与外筒之间的距离和内筒的稳定性，在内筒与外筒之间，在高度方向上分层设置连接杆16。而在圆锥型导流板11的圆锥端还设置了ー环形喷水装置17。如图I所示，下段内筒8的直径小于上段内筒10，同吋，下段外筒14的直径也小于上段外筒12的直径，且下段内筒8与下段外筒14之间形成的横截面，小于上段内筒10与上段外筒12之间形成的横截面。本发明的工作原理及过程如下同其它气流干燥设备一祥，首先设备经过几十分钟的预热，当设备系统到达投料条件后，如图I及图5所示，待干燥的高水分的烟草物料(下称烟草物料)通过流量控制单元由振动输送机4从Q处输送到气锁5，烟草物料从气锁5进入进料管6的瞬间，从T处输入的高速干燥气流(160 — 2200C )在通过文氏管7时产生的负压就将其吸入文氏管同时进入下段内筒8内，并迅速通过过渡内筒9和上段内筒10，在此过程中，烟草物料的运动速度相对由快到慢，如图5所示，在A处的干燥气流速度约为24-28m/ s，到B处时降至约18-22m/s，这使烟草物料与干燥气流热交換的时间相对较长，在到达顶端的圆锥型导流板11时，速度的降低也有利于降低烟草物料与筒壁的撞击强度，从而降低烟草物料的造碎。烟草物料通过圆锥型导流板11的导向抛洒到上段外筒12、过渡外筒13 和下段外筒14与其对应的内筒干燥区域内，这时的烟草物料运动速度相对由慢到快，如图 3所示，在C处的干燥气流速度约为2-3/s，到D处时升至4-6m/s，烟草物料再次充分热交换后，快速到达出ロ 15，从E处排出，通过气料分离器完成料气分离。在气流干燥过程中，在内筒与外筒之间在高度方向分层设置的连接杆16起到了稳固内筒的作用。当完成生产任务后，使用圆锥型导流板11上的环形喷水装置17喷射清洁水清洁内筒，同时，该环形喷水装置17还起到消防的作用。另外，设备具有良好的保温层 2，可以减少热量的损失，降低能源消耗。
权利要求
1.ー种高水分烟草物料干燥方法，包括烟草物料由进料装置送入文氏管，并由干燥气流在通过文氏管时所产生的负压吸入干燥管中进行气流干燥；其特征在于所述烟草物料先进入内干燥管中，在内干燥管的高度方向上，烟草物料被干燥气流输送的速度由快变慢， 在烟草物料到达内干燥管顶端并被抛洒到外干燥筒内时，烟草物料被干燥气流输送的速度则由慢变快。
2.根据权利要求I所述的高水分烟草物料干燥方法，其特征在于所述烟草物料由文氏管垂直于地面被吸入内干燥管中。
3.根据权利要求I所述的高水分烟草物料干燥方法，其特征在于在内干燥管的高度方向上输送所述烟草物料的干燥气流速度由24-28m/s逐渐降低至18_22m/S ;在外干燥筒内干燥气流速度由2-3m/s升至4-6m/s。
4.一种实现如权利要求1、2或3所述的高水分烟草物料干燥方法的烟草物料干燥塔， 包括进料汽锁、吸料文氏管和两个同轴心设置的内、外干燥筒，内干燥筒的底部一侧与干燥气流管道相连接，内干燥筒的项部为通畅开ロ，该开ロ端部与外干燥筒的封闭顶端设置有间距；其特征在于所述内干燥筒分为近似均等的上下两段，下段直径小于上段直径；相对应的外干燥筒也分为近似均等的上下两段，下段直径小于上段直径，所形成的内干燥筒和外干燥筒之间的横向截面积，上段大于下段。
5.根据权利要求4所述烟草物料干燥塔，其特征在于所述干燥塔的内干燥筒和外干燥筒在其上下两段变径之间均设有ー个平缓的连接段。
6.根据权利要求4所述烟草物料干燥塔，其特征在于外干燥筒内顶端设有圆锥型导流板，内干燥筒顶端的通畅开ロ与该圆锥型导流板相距约80—100厘米。
7.根据权利要求4所述烟草物料干燥塔，其特征在于所述吸料文氏管垂直于地面设立，其鋭角喷孔直接与内干燥筒底端连通。
8.根据权利要求4所述烟草物料干燥塔，其特征在于在所述干燥塔的内干燥筒和外干燥筒之间，在高度方向上分层设置连接杆。
全文摘要
本发明提供一种可实现高水分烟草物料干燥、热利用率高的烟草物料干燥方法和干燥塔，所述干燥塔包括进料汽锁、垂直地面的吸料文氏管，以及两个同轴的内、外干燥筒；干燥气流在经过文氏管时产生的负压将烟草物料吸入内干燥管中，内干燥管在高度方向的上下两近似均等的两段直径为上大下小，相对应的外干燥筒的直径也是上大下小，这样干燥风速在内干燥筒是由慢变快，在烟草物料到达顶端抛洒到外干燥筒时则由快变慢，使被干燥的烟草物料在变径干燥区域干燥的热交换时间更长、干燥更充分，以达到满足高水分烟草物料干燥的需求。本发明具有节能、干燥温度低、干燥效率高、烟草物料造碎小等特点，可以满足高水分烟草物料的处理强度和干燥均匀性等工艺要求。
文档编号A24B3/04GK102599622SQ20121012353
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月25日 优先权日2012年4月25日
发明者丁秋实, 何海龙, 朱志伟, 杨亚明, 王永金, 董安喜, 蒋文英, 陈菊香, 马铁兵, 高建华 申请人:江苏智思机械集团有限公司