(一)國產(chǎn)烘設(shè)備
1.塔式烘棉機
塔式烘棉機是特意烘干子棉的設(shè)備,其規(guī)格隨制造廠的不同而有所差別,一般寬度在1.22～1.83m,長度在1.83m左右,16～24層,每層高216～254mm,如圖7-5所示。
子棉由特意的喂料器喂入和熱空氣相接的管道內(nèi),依靠加熱器加熱后的空氣,將子棉壓入塔式烘干機頂部側(cè)面的進棉口,使子棉自上往下逐層休閑。在子棉和熱空氣接觸過程中進行熱交換,從子棉中蒸發(fā)出的水分被熱空氣吸走。子棉達到底層后,從輸出口隨熱空氣離開烘干機,進入后道清花機繼續(xù)進行處理。
塔式烘棉機結(jié)構(gòu)簡單,子棉通過量大,生產(chǎn)率高,所以幾十年來一直使用這種烘棉機。子棉在輸送管中的速度一般為20１3～25.4m/s,在塔式烘棉機內(nèi)的速度只有8.46～11.2m/s,要降低一半多;塔式烘棉機進口極限溫度為176℃,正常使用時,進口溫度約為120℃;它的生產(chǎn)率為每小時5～10t,視烘棉機的寬度、層高、子棉的品種和熱空氣的輸入量不同而不同。
據(jù)統(tǒng)計,塔式烘棉機的熱效率大約只有16%,所以,在烘干過程中,為了提高子棉烘干效能,減少熱量損失,在可能的條件下,烘干設(shè)備的金屬外殼、熱空氣管道,需要采取隔熱措施。子棉喂入和通過管道及烘干機應(yīng)完量保持松散均勻,以便和熱空氣充分接觸,提高烘干效能。
2.MGZ—B型脈沖—擱板增熱式子棉干燥機
MGZ—B型脈沖—擱板(含有增熱、保溫擱
層)增熱式子棉干燥機是組合式子棉干燥設(shè)備。
是在借鑒、引進美國先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合我國棉花整理工藝的特點研制成功的,如圖7-6所示。在擱板式干燥機前組合了脈沖干燥器,充分利用物料在加速段所具有的高傳熱傳質(zhì)效果,采納管徑交替縮小和擴大的脈沖氣流,強化傳熱、傳質(zhì)速度,提高熱能利用率。烘干部分分脈沖和擱板兩部分,脈沖部分為幾段不等徑管連在一起垂直放置,子棉在被熱空氣輸送的過程中,速度會隨著管徑的不同發(fā)生變化,達到去除水分的目的,擱板部分和塔式烘干機相似,子棉從下至上經(jīng)過脈沖部分后,進入擱板部分的上部,從上而下逐層休閑,經(jīng)下部進入輸送管道,后由卸料器卸出子棉。
MGZ—B型子棉干燥機由烘干主機(干燥塔)、脈沖干燥器、子棉操縱箱、供熱系統(tǒng)、保溫系統(tǒng)、供熱風(fēng)機、保溫風(fēng)機以及連接管道組成。
子棉從貨場經(jīng)氣力輸送管路送至子棉操縱箱上部子棉分別器進料口,經(jīng)子棉操縱箱下部閉風(fēng)閥出料口卸料后和供熱系統(tǒng)的熱空氣混合后進入烘干管路,先經(jīng)脈沖干燥器,然后從干燥塔頂部入口進入塔體內(nèi),塔內(nèi)的烘干擱板及保溫擱板使子棉得到充分干燥。干燥后的子棉通過塔體下部出棉口進入清花機上部的子棉分別器,子棉和熱空氣分別后,進入清花機,廢熱空氣通過除塵器凈化后排出,從而完成全部烘干過程。
除輸送管道外,該機的烘干部分均敷有硅酸鎂保溫材料,所以它的熱效率很高。據(jù)測,烘去2%的水分,每50kg皮棉需要11296.8kJ的熱量,而塔式烘干機則需46024kJ的熱量。
MGZ—B型子棉干燥機系統(tǒng)的熱源可以為煙道分別式燃煤熱風(fēng)爐,也可以為導(dǎo)熱油爐或蒸汽鍋爐,可根據(jù)地區(qū)情況不同任選一種。
3.脈沖—轉(zhuǎn)筒組合式子棉干燥機
脈沖—轉(zhuǎn)筒組合式子棉干燥機的大優(yōu)點是可根據(jù)用戶需求增加隨機排僵瓣棉和除雜的功能。缺點是占地面積較大,有傳動機構(gòu),成本較高(但和之配套風(fēng)機電動機的價格低)。
脈沖—轉(zhuǎn)筒組合式子棉干燥機如圖7-7所示。
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]]>美國自20世紀60年代起就開始研究機械輸送帶式烘棉機,雖有些進展但沒有開發(fā)出可靠的樣機。美國愛克雷工程公司總裁愛克雷從1983～1987年對多層塔式烘棉機進行了5年的測試后發(fā)覺:多層烘棉塔雖消耗了大量能源,但并沒有起到良好的干燥作用。在加利福尼亞州的一些軋花廠的測試結(jié)果也說明,要想降低熱風(fēng)風(fēng)機轉(zhuǎn)速風(fēng)壓,以減少經(jīng)過烘塔的熱風(fēng)功率消耗是不可能的。只有改變烘棉機的類型,才能節(jié)約功率消耗。從此以后,美國加快了子棉烘干系統(tǒng)的研究,至今已研究出若干種烘棉機。
1.管道型熱風(fēng)烘棉系統(tǒng)
管道型熱風(fēng)烘棉系統(tǒng)是愛克雷工程公司開發(fā)研制的,它設(shè)計有兩種新的烘棉裝置:種是利用子棉和熱風(fēng)在開始相遇時的對流干燥原理,設(shè)計了能產(chǎn)生高速氣流的吹棉箱,它由高速氣流噴嘴和輸棉風(fēng)管組成,可使子棉一落到高速氣流中便被馬上吹散成單個棉瓣或單粒子棉,干燥作用非常有效。第二種是一種吸棉輸棉裝置,它用176.7℃的高溫?zé)犸L(fēng)通過吸棉管從棉模堆或運棉拖車中吸取棉纖維。這種熱風(fēng)吸棉管烘棉相當于將子棉置于低風(fēng)速的高溫氣流中,高溫?zé)犸L(fēng)可以馬上將子棉干燥。
烘棉試驗結(jié)果表明,當把熱風(fēng)吸棉管和上述吹棉箱的優(yōu)點結(jié)合起來時,可以獲得較好的烘干效果。
軋花廠采納此類熱風(fēng)吸棉管烘棉裝置時,建議采納以下配套設(shè)備:熱風(fēng)吸棉管、傾斜式釘刺滾筒清棉機、自動操縱喂棉機、高風(fēng)速吹棉箱、棉花預(yù)清理設(shè)備。
2.噴泉式烘棉系統(tǒng)
噴泉式烘棉系統(tǒng)是沙米爾?杰克遜公司開發(fā)的,其工藝設(shè)備包含帶式子棉輸送機、吹熱風(fēng)系統(tǒng)、熱風(fēng)輸棉管、噴泉式烘棉室、熱風(fēng)輸棉管和傾斜式子棉清理機。
該系統(tǒng)設(shè)計了一種雪橇形的傳感裝置,其安裝在帶式子棉輸送器的入口處,用于檢測進入棉花的水分,其輸出的升、降信號可操縱各溫度操縱器定點處的風(fēng)溫,也可提供把濕子棉轉(zhuǎn)移到其他外棉庫進行非常處理的信號。
3.帶式烘棉機
管道型、噴泉型烘棉機雖然比多層塔式烘棉機效率有很大提高,節(jié)能效果也很明顯,但它們的烘棉原理和多層塔的形式基本上一樣,即用熱風(fēng)輸棉烘棉。作業(yè)時只能操縱風(fēng)和氣風(fēng)量,不能操縱烘棉時間,子棉接觸熱風(fēng)時間只有5～6s。帶式烘棉機能操縱烘棉機的烘棉時間,提高烘棉效果。它是當今新技術(shù)的烘棉機。
帶式烘棉機如圖7-8所示。濕子棉由喂棉輸送帶輸送落到帶式烘棉機網(wǎng)狀輸送帶的頭部進棉處,形成平均為35.6cm厚的子棉層。網(wǎng)帶將子棉傾斜向上輸送,在輸送過程中,子棉中的棉纖維被逐漸烘干,到出棉口處落到傾斜式釘刺滾筒子棉清理機中,隨后進入清棉、軋花流程。
烘棉熱風(fēng)所需的冷空氣由吹熱風(fēng)風(fēng)機從大氣中吸入,經(jīng)燃燒器加熱成熱風(fēng)后,經(jīng)熱風(fēng)管輸送到在棉層上面的配熱風(fēng)罩內(nèi),經(jīng)罩內(nèi)許多配氣孔吹向棉層表面并向下穿透整個棉層,產(chǎn)生烘干作用。干燥熱風(fēng)從棉纖維中帶走水分、塵土及細雜,形成潮濕的廢熱風(fēng),后經(jīng)排廢氣風(fēng)機排到沙克龍集塵裝置中。
4.其他烘棉機
美國農(nóng)業(yè)部西南棉花整理研究室研究試驗開發(fā)了交叉烘棉及逆風(fēng)烘棉方法,這兩種烘棉方法的優(yōu)點是在保證子棉烘燥質(zhì)量的前提下,節(jié)約能源。
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]]>1.基本原則
(1)棉纖維屬于天然纖維,受到高溫高熱作用時,其物理和化學(xué)性質(zhì)都會受影響,如大分子鏈節(jié)的熱休閑增加,并且隨著溫度的升高,大分子在弱的鍵上發(fā)生裂解,使纖維強力下降。棉纖維的分解溫度為150℃,所以,熱空氣和棉纖維混合點溫度應(yīng)嚴格操縱在140℃以下。
(2)烘干機的處理量必須和軋花能力相適應(yīng),否則不是造成能源浪費,就是除水率達不到要求。
(3)選擇單位熱耗量較低、干燥均勻度好的烘干機。單位熱耗量(即蒸發(fā)每千克水,需要消耗的熱能)直接關(guān)系到子棉烘干運行成本;干燥后,子棉含水的均勻程度(即子棉高含水率和低含水率之差)會影響后續(xù)整理的正常進行和皮棉整理質(zhì)量。
2.注意事項
(1)開車前,應(yīng)確保子棉烘干系統(tǒng)各部分正常;
(2)開車前,調(diào)整好混合點處熱空氣的操縱溫度;(3)開車前,確保直熱式供熱裝置防火超溫報警裝置正常;(4)開車前,裝好換熱器的空氣過濾裝置。平常應(yīng)定期清理翅片換熱器;(5)開車后,不得隨意關(guān)閉送熱風(fēng)機。后道工序臨時不需要棉花時,可通過開啟通大氣閥或關(guān)閉電動截風(fēng)閥門操縱;
(6)子棉烘干系統(tǒng)的啟動順序為:
空氣加熱系統(tǒng)→烘干輸送系統(tǒng)→烘干機→外吸棉系統(tǒng)
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]]>子棉烘干機性能的評價應(yīng)依據(jù)“烘干機國家行業(yè)標準”并從有用性角度考慮。即評價烘干機性能的主要指標是能量消耗、經(jīng)一次干燥除水率、干燥不均勻度和安全運轉(zhuǎn)率。
1.能量消耗
能量消耗包含熱能消耗和電能消耗。熱能消耗通過下式計算:
到目前為止,子棉的干燥是依賴于輸送風(fēng)量溫度的提高來實現(xiàn)的,所以,這里所講的電能消耗,是指子棉烘干機本身運轉(zhuǎn)及工藝中所需風(fēng)機的電功耗,也就是吹風(fēng)機和吸風(fēng)機的電功耗。
2.經(jīng)一次干燥除水率
經(jīng)一次干燥除水率并不是越高越好,因為進入鋸齒軋花機子棉的含水率在7%～9%是軋花系統(tǒng)的佳工作條件,此時棉纖維的產(chǎn)量高、質(zhì)量好、機器工作穩(wěn)定、設(shè)備和工藝的故障率低。所以,對于超水分子棉,經(jīng)一次烘干后含水率在7%～9%佳。
3.干燥不均勻度
干燥不均勻度是指子棉經(jīng)烘干后高含水率和低含水率之差,標準中規(guī)定干燥不均勻度不能超過1%,也就是要求烘干機烘后子棉的含水率應(yīng)完量一致,不能有的干,有的濕。否則影響后續(xù)子棉的整理。
4.安全運轉(zhuǎn)率
烘干機應(yīng)不堵塞,能連續(xù)長期工作,不能因使用了烘干機而影響軋花廠的正常生產(chǎn)。
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