卧式多室流化床隔板结构对大颗粒停留时间的影响

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卧式多室流化床为矩形床体,为改善物料的停留时间分布,用隔板将床体分隔成若干个小室。卧式多室流化床适合散粒状物料的连续干燥,已得到广泛应用。卧式多室流化床干燥机多采用舌形冲孔分布板,通常隔板与分布板之间留有一定距离,以便将流化床内少量团块推送至出口排出流化床。但这种分布板—隔板结构的流化床在干燥粒度差较大的物料时,粒度较大的物料由于粒度大、停留时间短,湿含率较高,产品干燥不匀,往往达不到干燥要求。为此,本文保持原奇数隔板不变,将偶数隔板与分布板接合并改变偶数隔板高度,以粒径范围为0.355 mm-0.6 mm无色玻璃珠为物料,以粒径范围为0.85mm-1.0 mm、1.4 mm-1.7 mm、1.7 mm-2.36 mm有色玻璃珠为示踪剂,在600 mm×100 mm卧式六室流化床中,研究隔板结构对大颗粒物料停留时间分布的影响。实验以空气作为流化介质,采用脉冲示踪法,得到大颗粒物料累计停留时间分布F(t)与时间的变化关系,研究出料方式、进料速率、隔板二和隔板四高度、示踪剂粒径对大颗粒物料停留时间分布E(t)、平均停留时间(?)、无因次方差σθ2、多釜串联模型参数N的影响,并利用多釜串联模型对实验数据进行拟合。结果表明,溢流出料条件下,溢流堰高80 mm,当隔板二和隔板四的高度自30 mm增加到80 mm,示踪剂平均停留时间自5.08 min增加到6.26 min。当隔板二和隔板四的高度为60 mm时,示踪剂平均停留时间大于物料空时,平均粒径2mm的示踪剂较平均粒径1 mm的示踪剂平均停留时间长0.18 min。直接出料条件下,当隔板二和隔板四的高度自30 mm增加到80 mm,示踪剂平均停留时间自2.63 min增加到5.06 min。当隔板二和隔板四的高度为50 mm时,示踪剂平均停留时间大于物料空时,平均粒径2 mm的示踪剂较平均粒径1mm的示踪剂平均停留时间长0.1 min。隔板结构能够改善大颗粒物料的平均停留时间,增加隔板二和隔板四的高度,可以增加大颗粒物料平均停留时间,粒径越大,其平均停留时间越长,即物料干燥时间越长。在多釜串联模型的基础上,分别对改变隔板二及隔板四高度和改变出料方式两种条件下的实验数据拟合,拟合得到函数如下所示:E(θ)=13.5(θ+a02e-3(θ+a0并利用实验数据对模型的准确性进行了验证,通过验证得出拟合函数所得停留时间密度分布函数和实验数据得到的停留时间密度分布函数的峰宽、峰高和拖尾均能很好的符合。本文的研究成果可以为卧式多室流化床结构的改进提供理论参考。
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