引言

      目前，在化工中間體生產中，析晶（脫溶）后物料大多需要經過過濾、離心、干燥和混合等過程。固相物質首先以過濾方式從懸浮液中分離出來，再以真空干燥或加熱干燥的形式進行烘干，而用于烘干過程中生產的經典設備則是雙錐回轉真空干燥機，其集混合、真空干燥于一體，并以簡潔、方便和高效的特點被化工行業作為先進設備來應用，其實用性和經濟性是其他設備難以超越的。

1 雙錐回轉真空干燥機的結構

      雙錐回轉真空干燥機系統［1］主要由主機、冷凝器、緩沖罐、真空抽氣系統、加熱系統與控制系統等組成。其中，主機是由回轉筒體、真空抽氣管路、左右回轉軸、傳動裝置與機架等組成。

2 雙錐回轉真空干燥機的

工作原理

      雙錐回轉真空干燥機采用雙錐形的回轉罐體，罐體在真空狀態下，向夾套內通入導熱油、熱水或蒸汽進行加熱，熱量通過罐體內壁與濕物料接觸。濕物料吸熱后蒸發的水汽或其他氣體，通過真空泵經真空排氣管被抽走。由于罐體內處于真空狀態，且罐體的回轉使物料不斷上下和內外翻動，加快了物料的干燥速度，提高了干燥速率，達到均勻干燥的目的。

3 雙錐回轉真空干燥機的工藝流程

      在實際應用過程中，根據其加熱方式以及溶劑回收狀況的不同，有2種工藝流程：（1）蒸汽或熱水加

熱，不需要回收溶劑工藝流程，如圖1所示，此工藝流程是作為后期研究的方式；

（2）蒸汽或熱水加熱，需要溶劑回收工藝流程，與不需要回收溶劑工藝流程相比，添加了冷凝器及相應的溶劑回收裝置，如圖2

4 雙錐回轉真空干燥機的特點

       雙錐回轉真空干燥機是集混合、干燥于一體的新型干燥機。將冷凝器、真空泵和干燥機配套，組成真空干燥裝置。其設計獨特，內部結構簡單，清掃容易，物料能全部排出，操作簡便；能降低勞動強度，改善工作環境；傳熱系數高，干燥速率大，不僅節約能源，而且物料干燥均勻充分、質量好、熱效高。

5 雙錐回轉真空干燥機的應用

       錐回轉真空干燥機主要用于醫藥、化工、食品等行業中粉狀、粒狀及纖維狀物料的濕物料干燥。其主要應用在：（1）對結晶形狀有特殊要求的物料；（2）有強烈刺激和毒性的物料；（3） 需回收溶劑和有毒氣體的物料；（4）容易被氧化的物料；（5）不能承受高溫的熱敏性物料；（6）要求殘留揮發物含量極低的物料。

6 雙錐回轉真空干燥機的常見問題及對策研究

       隨著雙錐回轉真空干燥機在生產中的廣泛應用，其在應用過程中也存在一些問題，下面將重點介紹一些常見的問題及相應的解決方法。

6.1 裝料量過多

      由于干燥機的裝料量與物料的堆密度（指單位體積的物料質量）有關，在一般情況下，干燥機設計時物料比重按0.6 g/cm3來計算，如果超出這個比重，一方面會影響物料的干燥效率；另一方面長時間運轉，會降低電機、渦輪減速機以及鏈輪、鏈條、軸承等的使用壽命。在一般情況下，雙錐回轉真空干燥機充填率（實際填充容積與干燥筒體容積之比）通常為30%～50%之間，且不能蓋住雙錐干燥機內的真空罩，否則影響干燥速率。

6.2 “放空”時空氣氣流過大

      在實際生產應用中，在填真空時，雙錐回轉真空干燥機會出現如真空管彎曲、密封套損傷、過濾頭變形乃至斷裂等現象，這是因為在干燥過程中放入空氣進入罐體反沖過濾頭，此時罐體內已達到較高的真空度，會引起正負氣流的強大沖擊而損壞真空系統。所以，在物料干燥完畢后需要放空罐體，排空時一定要用排空閥來控制其流量，即先把閥門少許打開，待罐內真空度逐漸降低后再慢慢加大；或者是添加減壓閥，進而控制放入空氣的流量。

6.3 真空度過低或過高

      雙錐回轉真空干燥機在干燥過程中經常會出現真空度過低或過高的問題，這不但會影響物料干燥的效

率和物料的品質，還會影響車間的生產安全。雖然真空度越高，越有利于水分在低溫下汽化，但真空度過高不利于熱傳導，影響對物料的干燥效果。導致真空過低或過高，可能有4個方面的原因：（1）真空端的機械密封泄露；（2）真空管道的泄露或堵塞；（3）過濾器堵塞；（4）因熱水或蒸汽溫度過低，物料溶劑難以蒸發。解決此類問題，需要考慮干燥機的熱水和蒸汽的溫度，并且在使用過程中定期進行檢查，同時要進行維護保養、清洗等。

6.4 筒體內膽的外層脫落

      在實際生產中，對于回轉筒體的搪玻璃的內膽，若使用和維護不正確，極易容易損壞。特別是對于偏酸性和堿性的物料，干燥出料不干凈，物料易結壁，損害筒體內膽，影響干燥機的使用壽命。解決此類問題，只需要根據物料的性質選擇合適的干燥機，在使用過程中物料出料干凈，定期進行檢查，同時要進行維護保養、清洗等。

6.5 噪聲過大

      在干燥機使用過程中，由于干燥機的地腳松動、蝸輪減速機（變速箱）損壞、軸承損壞、鏈條太松或太緊等原因而引起噪聲過大，對于減速機、軸承和鏈條等的損壞，只需定期檢查，注意添加潤滑油，及時排除故障，做好預防性維護。

6.6 進出料口泄漏

      進、出料口泄漏一般是由于密封條粘料或損壞所致，只要將表面上的物料清理干凈或者是更換密封條。

在車間的實際生產管理中，需做好預防維護工作，提前更換易損件。

6.7 物料結壁

      在實際生產中，如果一旦出現物料結壁，這不僅影響干燥機內部的傳質傳熱，從而影響整批物料的性質，造成不合格品，還會影響干燥機的使用年限。關于減輕雙錐回轉真空干燥機中物料的結壁問題，對解決方案進行了如下的研究和探討：

6.7.1 內腔壁涂層

      根據物料的特定性質，在雙錐回轉真空干燥機上涂上一層特定的防結壁保護層，以防止物料結壁。

但是這對于涂層要求較高，一方面，必須要考慮涂層的物理性質；另一方面，必須要考慮是否會造成交叉污染。

6.7.2 烘料中添加介質球

      在烘料的過程中，添加惰性介質球與物料混合，能有效地降低物料結壁，但是在選擇介質球的過程中，要充分考慮介質球的形狀對干燥機內膽的影響，更要考慮在后期與物料的分離回收過程。

6.7.3 提高腔壁的光潔度

      在每批物料烘干之前，提高腔壁的光潔度能有效地降低物料的結壁程度，但是在烘干之前，定時清

潔干燥機的腔壁，這也大大增強了烘房里工人的工作量。

6.7.4 加料、溫升、轉速等步驟控制優化

      根據物料的性質，在烘干之前，優化干燥機的加料、溫升、轉速等步驟，也能有效地降低物料的結壁程度。但是對于特殊的物料，優化干燥機的加料、溫升、轉速等步驟，需要進行相關的正交優化試驗，得出最優的干燥條件。在一般的情況下，常采用變溫干燥為佳，即在干燥初期溫度低，逐漸提高溫度來提高干燥速度。

6.7.5 提高物料前工序的結晶效果

      此方法主要是從工藝上改變物料的晶體結構，變換物料的析晶或脫溶的工藝，能從根本上消除物料的結壁，但是在改變工藝的同時，對于物料的質量和性質有較大的風險，并且從根本上改變工藝，難度

較大。

6.7.6 干品回摻

      在每批濕品物料烘干之前，加入一定量的前一批次的干品，采用混合烘干的方式，能夠有效地消除物料的結壁，還可能提高物料的烘干效率。

6.7.7 設備選型

      根據物料的性質選擇不同的干燥機設備型號。目前，除雙錐回轉真空干燥機，應用比較廣泛的干燥設備主要還有：托盤式烘箱、滾筒式真空烘干機、V形混合干燥機和三合一過濾干燥機、氣流烘干機等。在選用其他干燥設備的同時，也必須要考慮物料的性質（包括物料的粘度、容許溫度、堆密度和滑移角）、干燥溫度、工作真空度和填充率。

7 關于提高雙錐回轉真空干燥機烘干時間的

研究

7.1 干燥機正反轉頻率對烘干時間的影響研究

      根據本公司車間的實際操作情況，在車間中進行了試驗，在相同物料、相同濕品含水率、相同設備、熱水溫度為98 ℃、真空度為-0.07 MPa的條件下，改變干燥機（容積：2 000 L）的正反轉的頻率，試驗結果如表1所示。由表1可知，隨著正反轉的頻率越小，烘干時間會越短，越有利于提高烘干效率，但是對干燥機的鏈條有一定的損傷，需要進行定期維護。所以，對于大型的干燥機，過于頻繁地改變正反轉方向，不利于設備的使用。