一种料浆干燥滚筒装置制造方法
【专利摘要】一种料浆干燥滚筒装置，滚筒采用不锈钢制造，或者是采用表面镀铬、氟碳涂料、喷涂聚四氟乙烯的防腐蚀处理的碳钢制造。刮刀刀头采用具有自润滑性能的聚四氟乙烯制造，不会损伤滚筒的表面，能够数倍的延长滚筒的使用寿命。布料器安装在滚筒的斜上方和滚筒筒体的侧上半部，可以克服滚筒的不锈钢表面或防腐蚀处理碳钢表面的不粘带料问题。干燥产生的二次水蒸汽全部收集在蒸汽罩的密封系统内，采用经过热泵压缩提高压力和温度后，作为加热蒸汽进入干燥滚筒内循环利用，可以比传统滚筒干燥节能70％以上。蒸汽罩、转轴密封、料锥、料封组成完整的密封系统，系统内又始终保持微正压，阻隔空气漏入，保障滚筒内蒸汽冷凝的高效率。
【专利说明】一种料浆干燥滚筒装置
【技术领域】
[0001]本发明专利涉及一种料浆干燥滚筒装置，涉及采用高温蒸汽对料浆加热干燥旋转滚筒设备。
【背景技术】
[0002]在聚合氯化铝生产过程中，采用的是在通锅炉蒸汽加热的旋转滚筒中直接对浓度为8% -12%的料浆进行干燥的工艺。由于聚合氯化铝料浆的PH值一般只有1.5，酸性大，又是氯离子，在高温下的腐蚀性很强，因此干燥滚筒的寿命很短。20_厚的碳钢板制造的干燥滚筒的寿命只有4个月-10个月，2mm的碳钢板制造的干燥后产品刮刀的寿命更短，一般只有20天左右。另外一个突出的问题是能耗很高，每吨聚合氯化铝产品需要消耗2.3吨的锅炉蒸汽，干燥脱水产生的二次蒸汽又全部对空排放，既造成巨大的热能能源浪费，又造成环境污染问题。
[0003]发明专利内容
[0004]本发明专利针对现有旋转干燥滚筒的寿命太低、能耗太高两大根本问题，提出一种既能够成倍提高旋转干燥滚筒使用寿命、又能够大幅度节能的一种料浆干燥滚筒装置。
[0005]本发明专利的技术方案为:一种料浆干燥滚筒装置，主要由滚筒、刮刀、滚筒布料器、转轴、蒸汽罩、加热蒸汽管线、冷凝水管线组成。滚筒由电机通过链轮带动旋转。转轴由转轴外管和转轴内管组成，加热蒸汽通过转轴外管和转轴内管之间的环形流道进入滚筒，冷凝水经过转轴内管压送到外面排出。
[0006]干燥装置的滚筒个数可以是一个或二个，采用双滚筒时，两者的旋转方向相反。滚筒筒体和滚筒侧面采用不锈钢制造、或者是碳钢制造后再进行表面防腐蚀处理。表面防腐蚀处理的方法采用镀铬、或氟碳涂料、或喷涂聚四氟乙烯。不锈钢滚筒的表面、或碳钢滚筒的防腐蚀处理表面，可以加工很浅(0.001?0.0lOmm)的横纹。
[0007]滚筒筒体和滚筒侧面都配置有刮刀，刮刀的刀头都采用具有自润滑性能的聚四氟乙烯制造。由于聚四氟乙烯具有在接触摩擦过程中转移到对磨件表面的特性，不会损伤滚筒筒体和滚筒侧面的表面，有利于提高防腐蚀寿命；并且还有利于干燥物料更容易从表面脱落，进而又有利于减少刮刀刀头对滚筒表面的压紧力，因此可以成倍地延长滚筒的使用寿命。刮刀刀头对滚筒表面的压紧力大小，采用压缩弹簧的弹性推力自动控制，压缩弹簧还能够对刮刀的磨损量进行自动补偿。刮刀刀头的磨损量也可以采用旋转进刀螺旋机构推进的办法。
[0008]滚筒布料器和侧面布料器都由布料管、布料板、布料布片组成。布料管的下部开设直径为2-8_的小孔，小孔沿轴向均布排列，间距15-80_。布料板的底边可以开设有小锯齿，也可以没有小锯齿。小锯齿的作用是提高均布性，齿距是布料小孔孔距的1/3-1/9。布料板上面铺放固定耐腐蚀耐高温的化纤布(例如芳砜纶布200°C可以长期连续使用、耐腐蚀性强、摩擦系数小、耐磨损寿命长)制作的布料布片。滚筒布料器安装在滚筒的斜上方，相对于垂直面一个斜角β。侧面布料器安装在滚筒侧面的上半部，相对于水平面一个倾斜角α，以便距离滚筒中心愈远处的布料密度也愈大。斜角α和β的大小都要依据旋转滚筒的表面线速度u的大小、料浆浓度与加热蒸汽温度的高低三因素选择确定。滚筒的表面线速度u较小、料浆浓度和蒸汽温度较高时，取其β I和较小的α ;滚筒的表面线速度u较大、料浆浓度和加热蒸汽温度较低时，取其β 2和较大的α。布料板底边与滚筒表面之间的间隙在1.5-8mm的范围，依据化纤布的厚薄软硬程度、料浆浓度高低和旋转滚筒的线速度大小选取。侧面布料器还有一个作用是防止滚筒布料器加到滚筒筒体表面的浆料飞贱滴落或顺着滚筒侧面降膜流，进入干燥产品影响质量。
[0009]安装在滚筒斜上方的滚筒布料器不仅可以克服不锈钢滚筒筒体和经过表面防腐蚀处理的碳钢滚筒筒体的表面的不粘带料浆的难题，实现浆料的均布；并且还具有强化干燥传热的优越性，使传统干燥滚筒下部的浸液浓缩面积(属于原先两侧均是静止液体的低效率热传导传热)，改变为滚筒上部加料区浓缩的高效蒸发面积(内侧高效冷凝和外侧液膜蒸发)，其传热系数得以数倍的提高。滚筒布料器与刮刀两者之间能够布置得很靠近，与传统干燥滚筒两者相距在75°左右相比，可以增大滚筒筒体有效干燥表面积利用率15%。两个滚筒侧面配置侧面布料器和侧面刮刀，利用滚筒侧面进行干燥，可以比不利用滚筒侧面干燥的传统滚筒增大30%左右的干燥面积。
[0010]干燥产生的二次水蒸汽全部收集在蒸汽罩的密封系统内，采用热泵(水蒸气压缩机)压缩提高压力和温度，再作为加热蒸汽进入滚筒筒体内循环利用，实现高效节能的热泵干燥。这种热泵干燥不需要锅炉，比现有的滚筒干燥节能在75%以上，比喷雾干燥节能30%以上。在蒸汽罩、转轴密封、料锥、料封组成的整个密封系统内，运行时始终保持(比环境气压大20_100Pa的)微正压，以此完全阻隔空气进入蒸汽罩密封系统内，防止不凝性气体造成滚筒筒体内的蒸汽冷凝侧传热系数的逐步恶化。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1 一种料浆干燥滚筒装置的结构原理主视图；
[0012]图2 —种料浆干燥滚筒装置的结构原理侧视图；
[0013]图3刮刀的部件结构原理图；
[0014]图4布料器的部件结构原理图；
[0015]图5热泵干燥系统原理图；
[0016]图中的I布料管2布料板3布料布片4冷凝水管线5转轴密封6侧面布料器7滚筒布料器8刮刀9滚筒筒体10转轴外管11转轴内管12滚筒13料锥14料封15滚筒侧面16转轴17链轮18电机19刀头20压缩弹簧21进刀螺栓22刮刀架23蒸汽罩24加热蒸汽管线25热泵
【具体实施方式】
[0017]以下结合附图1、图2、图3、图4、图5说明本发明专利的具体实施方案:
[0018]一种料浆干燥滚筒装置，主要部件有滚筒12、刮刀8、滚筒布料器7、转轴16、蒸汽罩23。滚筒12由电机18通过链轮17带动转轴16旋转。转轴16由转轴外管10和转轴内管11组成，加热蒸汽通过转轴外管10和转轴内管11之间的环形流道进入滚筒12，冷凝水经过转轴内管11压送到外面排出。[0019]干燥装置的滚筒12的个数可以是一个或二个，采用双滚筒时，两者的旋转方向相反。滚筒筒体9和滚筒侧面15采用不锈钢制造、或者是碳钢制造再进行表面防腐蚀处理。表面防腐蚀处理的方法采用镀铬、或氟碳涂料、或喷涂聚四氟乙烯。不锈钢滚筒筒体9的表面、或碳钢滚筒筒体9的防腐蚀处理表面，可以加工很浅(0.001?0.0lOmm)的横纹。
[0020]滚筒筒体9和滚筒侧面15都配置有刮刀8，刮刀8的刀头19都采用具有自润滑性能的聚四氟乙烯制造。由于在接触摩擦过程中具有聚四氟乙烯转移到对磨件表面的重要特性，不会损伤滚筒筒体9和滚筒侧面15的表面，有利于提高滚筒12的防腐蚀寿命；并且还有利于干燥物料更容易从表面脱落，进而又有利于减少刮刀8刀头19对滚筒12表面的压紧力，因此可以成倍地延长滚筒12的使用寿命。刮刀8刀头19对滚筒12表面的压紧力大小，采用压缩弹簧的弹性推力自动控制，压缩弹簧还能够对刮刀的磨损量进行自动补偿。刮刀8刀头19的磨损量补偿也可以采用旋转进刀螺旋21机构推进的办法。
[0021]滚筒布料器7和侧面布料器5都由布料管1、布料板2、布料布片3组成。布料管I的下部开设直径为2-8mm的小孔，小孔沿轴向均布排列，间距15_80mm。布料板2的底边可以开设有小锯齿，也可以不加工小锯齿。小锯齿的作用是提高均布性，齿距是布料管I小孔孔距的1/3-1/9。布料板2上面固定铺放耐腐蚀耐高温的化纤布(例如芳砜纶布200°C可以长期连续使用、耐腐蚀性强、摩擦系数小、耐磨损寿命长)制作的布料布片3。滚筒布料器7安装在滚筒12的斜上方，相对于垂直面一个斜角β。侧面布料器6安装在滚筒筒体12的侧上半部，相对于水平面一个倾斜角α，以便距离滚筒12中心愈远处的布料密度也愈大。斜角α和β的大小都要依据旋转滚筒12的表面线速度u的大小、料浆浓度与加热蒸汽温度高低的三因素选择确定。滚筒12的表面线速度u较小、料浆浓度和加热蒸汽温度较高时，取其β I和较小的α ;滚筒12的表面线速度u较大、料浆浓度和加热蒸汽温度较低时，取其β 2和较大的α。布料板2底边与滚筒12表面之间的间隙在1.5-8mm的范围，依据化纤布的厚薄软硬程度、料浆浓度高低和旋转滚筒12的线速度大小选取。侧面布料器6还有一个作用是防止滚筒布料器7加到滚筒筒体9表面的浆料飞贱滴落或顺着滚筒侧面15降膜流，进入干燥产品影响质量。
[0022]滚筒布料器7安装在滚筒12的斜上方，不仅可以克服不锈钢滚筒12和经过表面防腐蚀处理的碳钢滚筒12的表面的不粘带料难题，实现浆料的均布；并且还具有强化干燥传热的优越性，使传统干燥滚筒12下部ab弧段的浸液浓缩面积(属于原先两侧均是静止液体的低效率热传导传热)，改变为滚筒上部de弧段的加料区高效液膜蒸发浓缩面积(内侧高效冷凝和外侧液膜蒸发)，其传热系数得以数倍的提高。两个滚筒15侧面配置侧面布料器6和刮刀8，利用滚筒侧面15进行干燥，可以比不利用滚筒侧面15干燥的传统滚筒12增大30%左右的干燥面积。滚筒布料器7与刮刀8两者能够布置得很靠近(Cd弧段很短)，传统干燥滚筒两者相距(be弧段很长)在75°左右，由此也可以减少滚筒筒体9的无效干燥表面积，提高利用率15%.[0023]干燥产生的二次水蒸汽全部收集在蒸汽罩23的密封系统内，采用热泵25 (水蒸气压缩机)压缩提高压力和温度，再作为加热蒸汽进入滚筒筒体9内循环利用，实现高效节能的热泵25干燥。这种热泵25干燥不需要锅炉，比现有的滚筒12干燥节能在75%以上，比喷雾干燥节能30%以上。在蒸汽罩23、转轴密封5、料锥13、料封14组成的整个密封系统内，运行时始终保持(比环境气压大20-100Pa的)微正压，以此有效阻隔空气进入蒸汽罩23密封系统内，防止不凝性气体造成滚筒筒体9内的蒸汽冷凝侧传热膜系数的逐步恶化。
【权利要求】
1.一种料浆干燥滚筒装置，主要组成部件有滚筒(12)、刮刀(8)、滚筒布料器(7)、转轴(16)、蒸汽罩(23)，其特征在于:刮刀(8)的刀头(19)采用具有自润滑性能的聚四氟乙烯制造；滚筒筒体(9)与滚筒侧面(15)采用不锈钢制造、或者是碳钢制造后再经过表面防腐蚀处理；表面防腐蚀处理的方法采用表面镀铬、或氟碳涂料、或喷涂聚四氟乙烯；滚筒布料器⑵安装在滚筒(12)的斜上方，相对于垂直面一个斜角β ;滚筒布料器(7)由布料管(I)、布料板(2)、布料布片(3)组成；布料管(I)的下部开设直径为2-8mm的小孔，小孔沿轴向均布排列，间距15-80mm;布料布片(3)铺放固定在布料板(2)上，布料布片(3)采用耐腐蚀耐高温的化纤布制作。
2.根据权利要求1的一种料浆干燥滚筒装置，其特征在于:滚筒侧面(15)的上半部安装有侧面布料器(6)和刮刀⑶；侧面布料器(6)由布料管(I)、布料板(2)、布料布片(3)组成，并且相对于水平面一个倾斜角α安装。
3.根据权利要求1的一种料浆干燥滚筒装置，干燥产生的二次水蒸汽全部收集在蒸汽罩(23)的密封系统内，经过热泵(25)压缩提高压力和温度后，再作为加热蒸汽进入干燥滚筒(12)内循环利用；在蒸汽罩(23)、转轴密封(5)、料锥(13)、料封(15)组成的整个密封系统内，运行时始终保持(比环境气压大10-60Pa的)微正压，以防止空气进入蒸汽罩(23)的密封系统内。
4.根据权利要求1的一种料浆干燥滚筒装置，其特征在于:刮刀(8)刀头(19)磨损后，能够由压缩弹簧(20)的弹性推力进行自动补偿，或通过旋转进刀螺栓(21)推进补偿。
5.根据权利要求1的一种料浆干燥滚筒装置，其特征在于:不锈钢滚筒筒体(9)或碳钢制造的滚筒筒体(9)防腐蚀处理表面加工横纹，横纹的深度在0.002-0.0lOmm范围内。
【文档编号】F26B25/02GK103968653SQ201310025311
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2013年1月24日 优先权日:2013年1月24日
【发明者】俞天兰, 俞秀民, 俞天翔, 彭德其, 吴金香, 冯修燕, 周文元, 张治坤, 李晓阳, 支校衡, 刘桂英, 蒋少青 申请人:湖南工业大学