引言
美國(guó)農(nóng)業(yè)部于1926年開(kāi)始研究人工籽棉烘干工藝規(guī)程,第一臺(tái)籽棉烘干機(jī)于20世紀(jì)20年代末期出現(xiàn)在軋花廠。設(shè)在密西西比州斯通維爾的美國(guó)軋花實(shí)驗(yàn)室于1930年建立,從事籽棉烘干和軋花問(wèn)題的研究。1931年,美國(guó)僅有大約15個(gè)軋花廠裝有烘干機(jī),富通新能源生產(chǎn)銷(xiāo)售
滾筒烘干機(jī)、
氣流式烘干機(jī)等干燥烘干機(jī)械設(shè)備。
為軋花廠研制的一些烘干機(jī)包括:支撐在滾柱上的臥式之字形帶式烘干機(jī)(1924年);化學(xué)制品鈣一氯化物無(wú)熱烘干機(jī)(1926年);臥式配料器一烘干機(jī)(1928年)。美國(guó)農(nóng)業(yè)都工程師于1926-1930年試驗(yàn)和建造的烘干機(jī)型號(hào)包括:臥式和立式料盤(pán)型烘干機(jī)以及臥式和立式牽引型烘干機(jī)。在臥式牽引型烘干機(jī)中,框架輸送機(jī)沿著4或6張金屬底板牽引籽棉,熱空氣穿過(guò)這些底板流動(dòng)。
美國(guó)農(nóng)業(yè)部研制的立式烘干機(jī)取代了料盤(pán)型和牽引型烘干機(jī),并在1932棉花年度得到應(yīng)用,這就是眾所周知的“政府塔式烘干機(jī)”。立式烘干機(jī)裝有多層板一擱板,持續(xù)的熱氣流通過(guò)擱板輸送籽棉。
20世紀(jì)30年代軋花廠使用的其它類(lèi)型的籽棉烘干機(jī)還有:改進(jìn)設(shè)計(jì)的輥式烘干機(jī)(1930年);裝有加熱器的立式隱型烘干機(jī)(1931年);雙回轉(zhuǎn)園筒形裝置(1932年);配料器裝置(1932年);提凈式喂料器一清理機(jī)(1934年)和大陸公司輸送器一分配器(1934年)。
1936年研制或運(yùn)行中的烘干機(jī)是短型烘干塔、清理機(jī)和喂料器、2級(jí)烘干;三個(gè)類(lèi)型熱風(fēng)清理機(jī),第4類(lèi)短型烘干塔和清理機(jī);具有單向熱風(fēng)流的16輥星條臂清理機(jī);熱清理機(jī)烘干機(jī),并與l_2臺(tái)(政府烘干塔裝置)“政府塔式烘干機(jī)”相結(jié)合形成多級(jí)烘干。
1937年提出大滾筒清花機(jī)烘干機(jī);作為多級(jí)塔式烘干機(jī),其上部裝有平擱板,下部裝有打手(開(kāi)松輥)。1938年,一些制造商開(kāi)始建造多種政府塔式烘干機(jī)。
本文以現(xiàn)今的烘干機(jī)類(lèi)型為目標(biāo),對(duì)其設(shè)計(jì)作了評(píng)估,評(píng)論材料按時(shí)間順序分為兩部分一軋花廠烘干機(jī)和烘干機(jī)研究。這將為軋花廠廠主根據(jù)軋花廠需要平衡烘干系統(tǒng)成本時(shí)提供指導(dǎo)。
1、軋花廠烘干機(jī)
1.1政府塔式烘干機(jī)
美國(guó)農(nóng)業(yè)部研制的立式烘干機(jī)于1932棉花年度開(kāi)始應(yīng)用(圖1),這就是眾所周知的“政府塔式烘干機(jī)”。立式烘干機(jī)沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件,籽棉穿過(guò)烘干機(jī)片刻時(shí)間,就能使非常濕的棉花得到烘干。塔式烘干機(jī)有13~20層擱板,持續(xù)的熱氣流經(jīng)過(guò)這些擱板輸送籽棉。這些熱空氣以大約800—1 000英尺/分的速度穿過(guò)烘干塔。
當(dāng)棉簇從一層到另一層改變方向時(shí),就會(huì)碰擊烘干塔的金屬板壁。烘干空氣的溫度為150C-200℃,蒸氣管向烘干機(jī)提供熱量。烘干塔可以安放在軋花廠廠房?jī)?nèi),也可以安放在廠房門(mén)外。
Boardman立式籽棉烘干機(jī)采用了位于密西西比州斯道維爾的美國(guó)軋花實(shí)驗(yàn)室研制的“政府制造”型塔式烘干機(jī)時(shí)所提出的原理和特性。這可能是商品化制造的第一臺(tái)塔式烘干機(jī)。在付軋籽棉通過(guò)提凈式喂花機(jī)和軋花機(jī)之前,烘干機(jī)先對(duì)潮濕的手摘籽棉進(jìn)行烘干。從烘干機(jī)出來(lái)的籽棉通常進(jìn)入溢流伸縮管(1932年)。
Cen-tennial軋花機(jī)公司在20世紀(jì)40年代末期在8輥?zhàn)衙耷謇頇C(jī)前使用了18層政府型塔式烘干機(jī)。滾筒清花機(jī)安裝在輸送機(jī)配棉器和軋花機(jī)上方。稍后,Cen-tennial公司在其薄流軋花系統(tǒng)中使用了兩臺(tái)塔式烘干機(jī),第一臺(tái)塔式烘干機(jī)使用了23層擱板,第二臺(tái)塔式烘干機(jī)有18層擱板(1950年)。
大多數(shù)軋花廠仍然利用擱板塔式烘干機(jī)來(lái)烘干籽棉,烘干機(jī)按同向流原理運(yùn)行,烘干空氣仍然是輸送介質(zhì)。現(xiàn)今的塔式烘干機(jī)含有16~24層擱板,通過(guò)擱板的輸送氣流速度范圍通常在1 000~2 000英尺/分。兩臺(tái)離心式風(fēng)機(jī)按推一拉式安裝,提供輸送熱風(fēng),穿過(guò)塔式烘干機(jī)中彎彎曲曲的通道(擱板)。
當(dāng)輸送的籽棉在擱板之間改變方向時(shí),籽棉就碰撞烘干機(jī)板壁,這種作用有利于攪動(dòng)籽棉進(jìn)而改進(jìn)了籽棉烘干過(guò)程,有助于延長(zhǎng)暴露時(shí)間,籽棉在于燥機(jī)中運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)12秒鐘。對(duì)于比較潮濕的籽棉,為了去除過(guò)多的水分,通常需要使用2級(jí)塔式烘干機(jī)(1983年)。
一些制造商制造了塔式烘干機(jī)。這些烘干機(jī)通常具有堅(jiān)周的鋼部件,并且完全是自立式的。大陸/貿(mào)萊公司的塔式烘干機(jī)有2個(gè)型號(hào),一個(gè)型號(hào)是6英尺寬6英尺長(zhǎng)(圖2),另一個(gè)型號(hào)是6英尺寬11英尺長(zhǎng),其部件設(shè)計(jì)提供的擱板數(shù)為11~24。交替的出口允許偶數(shù)或奇數(shù)擱板設(shè)置,便于選擇管道布置(1988年)。
特大容積棉花調(diào)濕器設(shè)計(jì)作為單一的烘干和調(diào)濕裝置運(yùn)行,也可以同其他調(diào)濕設(shè)備組合運(yùn)行(圖3)。潮濕棉花緩慢地流過(guò)特大容積調(diào)濕器,被暴露在熱風(fēng)中,熱風(fēng)量是塔式烘干機(jī)通常使用的4倍左右。2臺(tái)裝有回收裝置的清理機(jī)利用拋擲法排除棉花中的雜質(zhì),回收裝置將干凈棉花送回系統(tǒng)中。大通道允許棉花自由地流動(dòng),而排除大塊雜質(zhì)有助于提高軋花系統(tǒng)中其他清理機(jī)的工作效率。
特大容積棉花調(diào)濕器還設(shè)計(jì)為經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,大約3/4的熱風(fēng)循環(huán)使用,降低了燃料成本(1960年)。帶式烘干機(jī)
可使用的帶式烘干機(jī)是1983年在得克薩斯州研制的,設(shè)備使用了由50英尺長(zhǎng)、2英尺寬平滑金屬絲網(wǎng)組成的帶式輸送機(jī),裝有壓力通風(fēng)系統(tǒng),傳送帶上方和下方都被封閉。
在實(shí)驗(yàn)中,烘干正面在大約65秒鐘內(nèi)強(qiáng)制通過(guò)一個(gè)18英寸厚的棉層,傳送帶表面每平方英尺每分鐘向下通過(guò)50立方英尺的熱風(fēng)。穿過(guò)棉層向下通風(fēng)降低含水率的效果是向上通風(fēng)時(shí)的近兩倍。帶式烘干機(jī)的熱風(fēng)利用率大約是塔式烘干機(jī)的2倍(1992年)。
Kimbell帶式烘干機(jī)1995年在弗吉尼亞州一個(gè)商用軋花廠的運(yùn)行幫助改進(jìn)了這種系統(tǒng)的技術(shù)(圖4)。該設(shè)計(jì)以Laird和Smith在得克薩斯州研制的烘干機(jī)為依據(jù),據(jù)發(fā)現(xiàn)安裝了一個(gè)金屬刮板脫棉輥。刮板距傳送帶約1英寸,這有助于開(kāi)松濕籽棉團(tuán)和更均勻地?cái)U(kuò)展卸料流量。
當(dāng)傳送機(jī)在支承格柵上成波浪形前進(jìn)時(shí),半開(kāi)形平滑金屬絲網(wǎng)帶可以使粉塵和細(xì)小雜質(zhì)通過(guò)傳送帶從棉花中排出。大家認(rèn)為,帶式烘干機(jī)應(yīng)在水平或200傾角運(yùn)轉(zhuǎn),最大傾角為250。在目前的軋花廠中,帶式烘干機(jī)的傳送帶位置多半是高架的(1996年)。
1.4鼓風(fēng)箱烘干機(jī) “
高速鼓風(fēng)箱烘干機(jī)大約于1988年在加利福尼亞州試驗(yàn)。人們打算用新型鼓風(fēng)箱系統(tǒng)代替軋花廠中傳統(tǒng)的塔式烘干機(jī)。鼓風(fēng)箱原理包含了一股高速?lài)娚錃饬鳎俣瘸^(guò)10000英尺/分,水平指向,順著籽棉控制器長(zhǎng)度方向,當(dāng)籽棉在矩形管道下突然加速時(shí),將籽棉開(kāi)松。
基本原理是鼓風(fēng)箱中高速(噴射的)熱氣流比擱板式烘干機(jī)中低速低溫氣流能更快地開(kāi)松濕籽棉并除去濕籽棉中的水分。試驗(yàn)表明高速鼓風(fēng)箱系統(tǒng)比勻速系統(tǒng)(噴泉式或擱板式)需要更多的空氣動(dòng)力。為了改進(jìn)鼓風(fēng)箱烘干機(jī),人們建議角釘打手滾輪(刺釘滾筒)有助于開(kāi)松棉團(tuán),而設(shè)計(jì)出剝離點(diǎn)為負(fù)靜壓的鼓風(fēng)箱,可以省去真空落料輪(1989年)。
1.5噴泉式/碰撞式烘干機(jī)
大約在1988年,提出設(shè)計(jì)噴泉式烘干機(jī)用來(lái)代替擱板型塔式烘干機(jī)。噴泉式烘干機(jī)沒(méi)有擱板,它使籽棉漂浮在烘干機(jī)內(nèi)熱風(fēng)中并重新加速它,其主要烘干作用不是發(fā)生在烘干機(jī)內(nèi),而是在它的出口。噴泉式烘干機(jī)使用大容量氣體,每磅籽棉需50立方英尺熱空氣。
通過(guò)使用分離器可以得到空氣/棉花的高比率。分離器在烘干過(guò)程的末端接受氣流和籽棉,而后將籽棉和大約一半的氣流轉(zhuǎn)向第一級(jí)傾斜式清理機(jī)。剩余的氣流用來(lái)拾起清桿機(jī)下面的棉花并輸送到第2級(jí)清理機(jī)。由于這種烘干機(jī)產(chǎn)生的靜壓比傳統(tǒng)的塔式烘干機(jī)低,所以?xún)H僅使用了吸力風(fēng)機(jī),而塔式烘干機(jī)需要吹/吸兩臺(tái)風(fēng)機(jī)(1996年)。
碰撞式烘干機(jī)是噴泉式烘干機(jī)的改進(jìn)型。這種烘干機(jī)將來(lái)自棉模喂料器的棉花和熱空氣送入噴泉室中,同另外的烘干空氣發(fā)生直接碰撞。順著這個(gè)湍流點(diǎn),籽棉和熱空氣混合物被分開(kāi),并在出口的上方完成第二次碰撞后被送到分離器。
碰撞式烘干機(jī)的壓降(熱損耗)稍高于傳統(tǒng)的噴泉式烘干機(jī),但是該設(shè)計(jì)因多次碰撞和湍流而提高了烘干效能(2000年)。
1.6熟擱板烘干機(jī)
湍流式熱擱板烘干系統(tǒng)使用的風(fēng)量比一些烘干系統(tǒng)的風(fēng)量小,因?yàn)檎麄(gè)系統(tǒng)可以避免溫度降低。這一點(diǎn)是由于在擱板之間安裝了加熱室而實(shí)現(xiàn)的,熱量從加熱室傳遞到輸送棉花的擱板上。
烘干塔有9層擱板,擱板間距為12英寸。籽棉在烘干塔頂部進(jìn)入,從烘干機(jī)底部出來(lái)。通常熱空氣從烘干機(jī)底部進(jìn)入,從烘干塔頂部出來(lái)。加熱室使用的熱空氣可以在連續(xù)的基礎(chǔ)上通過(guò)該系統(tǒng)再循環(huán)利用,或者同原先的空氣管路相結(jié)合在混合點(diǎn)拾起棉花,并將棉花輸送到烘干塔。
1.7大容量烘干塔
大容量塔式烘干系統(tǒng)使用了6層擱板,擱板間距27英寸。允許使用一臺(tái)“穿過(guò)式”風(fēng)機(jī)系統(tǒng),省去了推力風(fēng)機(jī)。第一級(jí)使用的空氣速度為2 000英尺/分,烘干空氣約25立方英尺/每磅籽棉。
湍流烘干機(jī)收集器安裝在于燥機(jī)的前面,用來(lái)排除青棉桃、石塊等雜質(zhì)。建議二級(jí)烘干中,第二級(jí)的熱空氣溫度和容量應(yīng)稍稍減少。
已經(jīng)制造了兩種尺寸的大容量塔式烘干機(jī)。一種是48英寸,寬40英寸,湍流烘干機(jī)收集器安裝在入口處。第二種是72英寸、寬60英寸,湍流收集器安裝在人口處。在4英尺和6英尺塔式烘干機(jī)中風(fēng)量分別是18 000和27 000立方英尺/分。
經(jīng)驗(yàn)法則是第一級(jí)烘干系統(tǒng)至少應(yīng)有4000000英熱單位的熱量和9 000立方英尺/15包·每小時(shí)的風(fēng)量。第二級(jí)烘干系統(tǒng)應(yīng)有的熱量和風(fēng)量減少到2 000 000英熱單位和6 000立方英尺/15包·每小時(shí)。第二級(jí)烘干系統(tǒng)中,可以采用的風(fēng)速約為1500-2 000英尺/分。
1.8速差式烘干機(jī)
速差式烘干機(jī)使用的原理是湍流以及籽棉和烘干空氣之間的速差——提高烘干率(圖9)。刺釘滾筒或葉板滾筒使棉流減速,但允許熱空氣穿過(guò)棉花,從而產(chǎn)生了速差。按照它的運(yùn)行,借助噴嘴將熱空氣噴人葉板滾筒,所產(chǎn)生的射管效果使棉花混合并在無(wú)真空輪或旋轉(zhuǎn)空氣閘的情況下進(jìn)入氣流中。
1.9豎流式烘干機(jī)
籽棉和烘干空氣進(jìn)入豎流式烘干機(jī)頂部(圖10)。當(dāng)籽棉進(jìn)入時(shí),落到定向滾筒上,開(kāi)松棉團(tuán)并產(chǎn)生一個(gè)蓬松的籽棉流。蓬松籽棉向下滑到由長(zhǎng)而薄指狀物做成的導(dǎo)流片上,每個(gè)指狀物之間具有空隙。這些棉花落到另一個(gè)滾筒上,滾筒將籽棉拋向另一個(gè)方向,這種交替作用重復(fù)5次。
在這種烘干機(jī)中,沒(méi)有擱板、篩網(wǎng)和格柵,定向滾筒的開(kāi)松作用使籽棉團(tuán)變得蓬松,從而增強(qiáng)了烘干機(jī)的烘干作用。當(dāng)籽棉向下穿過(guò)烘干機(jī)后,烘干空氣將籽棉輸送到下道工序。
1.10均衡熱塔式烘干機(jī)
由聯(lián)合棉機(jī)有限公司制造的Vandergrift均衡熱塔式烘干機(jī)于2000年在幾家軋花廠得到了應(yīng)用。烘干機(jī)制造為4個(gè)寬度-3、4、5和7英尺,擱板長(zhǎng)8英尺。
在均衡熱塔式烘干機(jī)中,有7個(gè)間距遞增的擱板,并裝有加熱套,供在三個(gè)地點(diǎn)噴射熱空氣。其運(yùn)行原理是增加烘干塔中下游熱量,以保證整個(gè)烘干循環(huán)中的烘干溫度。
在烘干階段,來(lái)自加熱器的空氣被分為兩股氣流,一部分空氣拾起籽棉并將它輸送到均衡熱烘干機(jī)頂部擱板,另一部分分別在第2、第4和第6層擱板端部噴射,提供多重混合點(diǎn)。熱空氣以4 000英尺/分的速度由噴嘴噴射,擱板間距隨著空氣總量增加而增加,以便在烘干塔中保持所希望的2 000~2 500英尺/分的輸送速度。在烘干塔擱板的層面上有葉片和凸緣,以提高烘干能力。烘干空氣將籽棉從均衡熱塔式烘干機(jī)底部輸送至傾斜式清理機(jī)中供空氣和棉花分離。
2、軋花廠烘干機(jī)研究
2.1烘干機(jī)控制
軋花廠應(yīng)在最低溫度下烘干棉花,使軋花機(jī)能令人滿意地運(yùn)行。實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)表明,棉纖維將在450℃-500℃時(shí)燒焦,在450℃時(shí)點(diǎn)燃,在550℃-600℃時(shí)閃光。烘干系統(tǒng)任何部分的溫度在任何情況下也不能超過(guò)350℃。棉纖維暴露溫度高于350℃時(shí),會(huì)引起不可逆轉(zhuǎn)的纖維損傷。
烘干棉花用的典型熱源是在烘干氣流中的燃燒器火焰,燃燒器熱量的最大輸出必須足夠烘干系統(tǒng)使用。燃燒器最大輸出時(shí)燃料流量與提供最低可靠火焰時(shí)的燃料流量之比稱(chēng)為“調(diào)節(jié)比”。這個(gè)比值在棉花烘干中很重要,如果燃燒器不能調(diào)節(jié)到最低火焰,其結(jié)果將造成棉花過(guò)干。一個(gè)優(yōu)良的烘干用燃燒器將具有保證調(diào)節(jié)比至少為15,根據(jù)不同的制造商,調(diào)節(jié)比可以高達(dá)35:1。
溫度控制傳感器的安裝位置很重要,這些傳感器調(diào)節(jié)加熱器上的閥門(mén)來(lái)控制燃燒器火焰,進(jìn)而控制烘干溫度。最好使用雙重讀數(shù)傳感器,以防止燒焦棉花和過(guò)度損傷棉花。一個(gè)傳感器應(yīng)該是上限溫度開(kāi)關(guān)(設(shè)定350℃),安裝在熱空氣和籽棉混合點(diǎn)的前面。第二個(gè)傳感器應(yīng)該是基本的控制傳感器,安裝在混合點(diǎn)的下游。在這個(gè)位置,第二個(gè)傳感器將使加熱器控制器對(duì)棉花的數(shù)量和濕度作出反應(yīng)。在塔式烘干系統(tǒng)中,一個(gè)推薦的習(xí)慣作法是在烘干機(jī)頂部安裝控制傳感器。
2.2空氣流量
1978~1979年的試驗(yàn)表明,溫度為230℃-240℃時(shí),最低輸送空氣量就足以除去擱板式烘干系統(tǒng)的水分,試驗(yàn)中使用的是2臺(tái)24層擱板式烘干機(jī)。籽棉由2臺(tái)按吹吸方式安放的風(fēng)機(jī)輸送穿過(guò)每層擱板。
研究表明,對(duì)于擱板式烘干機(jī),在標(biāo)準(zhǔn)大氣條件下測(cè)量的最低空氣速度大約是:籽棉含水率為18%時(shí),1200英尺/分;籽棉含水率為10%時(shí),1000英尺/分。采用這些速度時(shí)的空氣/棉花比率為11~13英尺3/磅籽棉。應(yīng)該指出,所期望的棉花流量是:速度低于900英尺/分,空氣/棉花比率低于9.7英尺3/磅。
2.3自動(dòng)控制
軋花廠籽棉烘干自動(dòng)控制是1960年在美國(guó)斯通維爾論證的,水分檢測(cè)儀測(cè)量了通過(guò)兩個(gè)旋轉(zhuǎn)電極之間的籽棉電阻作為纖維含水率的指數(shù)。以測(cè)量的含水率為基準(zhǔn),檢測(cè)儀通過(guò)開(kāi)關(guān)三路(多路)烘干機(jī)定向閥來(lái)改變烘干暴露時(shí)間。
水分檢測(cè)儀使用伺服電動(dòng)機(jī)來(lái)確定記錄筆的位置,然后通過(guò)凸輪和速動(dòng)開(kāi)關(guān)激發(fā)螺線管,從而驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)滾筒來(lái)操作3路烘干機(jī)定向閥。自動(dòng)系統(tǒng)使干棉花越過(guò)烘干機(jī)(一層擱板);使比較濕的棉花越過(guò)半個(gè)烘干機(jī)(13層擱板);使?jié)衩藁ù┻^(guò)整個(gè)烘干機(jī)(24層擱板)。
自動(dòng)烘干工藝于1967年與加濕工藝綜合面擴(kuò)展成一個(gè)完整的水分控制系統(tǒng),除了在3路烘干機(jī)中烘干濕籽棉外,在加工干籽棉時(shí),檢測(cè)儀還驅(qū)動(dòng)一個(gè)加濕裝置,將相對(duì)濕度85%的濕空氣加到輸送配料器和提凈喂花機(jī)之間的籽棉層中。因此,在軋花機(jī)中纖維與棉籽分離之前,干棉花含水率(低于5%)是被增加的。
使用計(jì)算機(jī)的烘干機(jī)控制于1990年軋花季節(jié)在密西西比州的兩個(gè)軋花廠已經(jīng)研制出來(lái)并進(jìn)行了試驗(yàn)。根據(jù)紅外水分儀測(cè)得的籽棉烘干前后的含水率來(lái)調(diào)整烘干溫度設(shè)定值。控制系統(tǒng)調(diào)整空氣溫度,通過(guò)開(kāi)關(guān)燃燒器供料氣路上的調(diào)節(jié)器閥門(mén)實(shí)現(xiàn)。
在商用軋花廠,大約60個(gè)小時(shí)的控制系統(tǒng)試驗(yàn)證明該系統(tǒng)有良好的可靠性,在研究中,籽棉含水率按濕量計(jì)算很少偏離設(shè)定值的0.5%。
2.4對(duì)比試驗(yàn)
通用的塔式、鼓風(fēng)箱式和噴泉式烘干機(jī)系統(tǒng)大約于1988年在加利福尼亞州和新墨西哥州進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)評(píng)估,鼓風(fēng)箱系統(tǒng)和噴泉式烘干機(jī)都不如塔式烘干機(jī)有效。在三種被試系統(tǒng)中,塔式烘干機(jī)似乎具有最好的低溫烘干潛力。
被試的鼓風(fēng)箱系統(tǒng)需要過(guò)高的溫度來(lái)烘干適度濕的籽棉,因此可能沒(méi)有能力烘干非常濕的籽棉。噴泉式系統(tǒng)需要的空氣動(dòng)力比鼓風(fēng)箱系統(tǒng)和三臺(tái)塔式系統(tǒng)小,但是,二臺(tái)塔式系統(tǒng)就可比較了。鼓風(fēng)箱系統(tǒng)使用的空氣動(dòng)力是其他兩個(gè)系統(tǒng)的1.5倍左右。
確定籽棉烘干系統(tǒng)效率的四個(gè)基本因素是:烘干空氣溫度、空氣量、暴露時(shí)間以及空氣與棉花之間的相對(duì)速度(滑率)。不同的軋花廠烘干系統(tǒng)這些基本因素的水平是不同的,這些因素有多種組合,都能令人滿意地烘干棉花。
3、總結(jié)
20世紀(jì)20年代末以來(lái),多種烘干機(jī)設(shè)計(jì)已經(jīng)用于軋花廠人工烘干籽棉。這些不同的軋花廠烘干系統(tǒng),在確定籽棉烘干機(jī)效力的四個(gè)基本因素方面呈現(xiàn)不同的水平。這四個(gè)基本因素是烘干空氣溫度、空氣容量、暴露時(shí)間以及空氣與棉花之間的相對(duì)速差。這些因素有多種組合,都能令人滿意地烘干籽棉。
研究結(jié)果表明,棉纖維在含水率低時(shí)比含水率高時(shí)易斷裂。因此,在含水率低時(shí)付軋的棉花必然比含水率高時(shí)含有更多的斷裂(短)纖維。建議調(diào)整軋花廠烘干機(jī),使軋花機(jī)在籽棉含水率為7%左右時(shí)加工皮棉。
為了保證棉花質(zhì)量,應(yīng)在能使軋花廠令人滿意地運(yùn)行的最低溫度下烘干棉花。在任何情況下,烘干系統(tǒng)任何部位的溫度都不應(yīng)超過(guò)350℃。當(dāng)溫度超過(guò)300℃時(shí),棉花受到不可逆轉(zhuǎn)的損傷。當(dāng)用相對(duì)濕度較低的外界空氣輸送籽棉時(shí),可以獲得一定程度的烘干作用。
可以證明:烘干的四個(gè)基本因素都體現(xiàn)在24層擱板塔式烘干機(jī)系統(tǒng)中。塔式烘干機(jī)是1931年研制的,在這個(gè)系統(tǒng)中,熱空氣輸送籽棉通過(guò)擱板,籽棉沖擊烘干機(jī)機(jī)壁,并且在每層擱板之間改變方向,這種作用有助于開(kāi)松籽棉并在棉花與氣流之間提供速度滑率。每級(jí)烘干都需要二臺(tái)按吹吸型式安裝的離心式風(fēng)機(jī)來(lái)對(duì)付所產(chǎn)生的靜壓。二級(jí)塔式烘干機(jī)通常足夠烘干潮濕籽棉。
幾種類(lèi)型的烘干機(jī)設(shè)計(jì)已經(jīng)用于軋花廠,多數(shù)別的設(shè)計(jì)所產(chǎn)生的靜壓比塔式烘干機(jī)低,因此只需要一臺(tái)離心式吸力風(fēng)機(jī)。這些烘干機(jī)通常使用大風(fēng)量,籽棉在熱風(fēng)中暴露的時(shí)間比塔式烘干機(jī)系統(tǒng)短。負(fù)壓(一臺(tái)風(fēng)機(jī))系統(tǒng)予計(jì)需要的投資少,使用的風(fēng)機(jī)動(dòng)力低,并且使軋花廠建筑物保持清潔。
然而,應(yīng)該指出某些系統(tǒng)不能充分地開(kāi)松籽棉或使用充分的暴露時(shí)間,在處理非常潮濕棉花時(shí)可能會(huì)遇到問(wèn)題。
軋花廠使用的烘干系統(tǒng)包括:特大容積棉花調(diào)濕器、高速鼓風(fēng)箱、噴泉式/碰撞式烘干機(jī)、Kimbell帶式烘干機(jī)、高滑率烘干機(jī)、湍流式熱擱板和均衡熱塔式烘干機(jī)以及豎流式烘干機(jī)。
現(xiàn)今大多數(shù)棉農(nóng)收獲籽棉后以棉模儲(chǔ)存以備今后軋花,如果這些收獲的籽棉,其纖維含水率大約為8%,而棉籽的含水率不超過(guò)10%,則軋花廠僅需要最低限度的烘干。一種成本最低的烘干機(jī)設(shè)計(jì),可提供最小程度暴露在烘干空氣中,就足以排除適量的水分。為了處理更潮濕的棉花,則需要更精心的設(shè)計(jì)。
對(duì)所有軋花廠來(lái)說(shuō),不存在最好的烘干系統(tǒng)。一個(gè)最好的烘干機(jī)設(shè)計(jì)是能滿足軋花廠要求的設(shè)計(jì)。在選擇一臺(tái)烘干機(jī)類(lèi)型時(shí),有兩件關(guān)心之事,即軋花廠的位置和付軋籽棉的條件。位于潮濕地區(qū)加工濕棉的軋花廠比烘干地區(qū)加工相對(duì)烘干棉花的軋花廠需要一臺(tái)更多要求和精心設(shè)計(jì)的烘干機(jī)系統(tǒng)。
烘干系統(tǒng)的成本必須根據(jù)軋花廠的需要加以平衡。所選擇的系統(tǒng)必須使用溫度足夠低的烘干空氣來(lái)排除適量的水分;采用開(kāi)松和暴露籽棉團(tuán)的工藝;采用足夠的暴露時(shí)間以便從纖維中排除水分;在棉花和烘干空氣之間產(chǎn)生高速差。
相關(guān)烘干機(jī)產(chǎn)品:
1、
滾筒烘干機(jī)
2、
氣流式烘干機(jī)