梗丝流化床干燥是以蒸汽为热源, 对加温加湿处理的梗丝在振动流化床中因受到热风的作用而形成浮动状态, 并与热风充分混合进行热交换, 在梗丝干燥过程中热风向梗丝提供蒸发水分所需的热量, 同时又吸收梗丝中蒸发出来的水蒸汽, 使梗丝得以迅速干燥定型[1]。流化床梗丝干燥系统一般由闪蒸+流化床组成, 具有设备简单、膨胀率高、能耗低和造碎率低等特点[2], 因此被国内卷烟企业普遍所采用。但是, 梗丝流化床存在着一个不足之处, 就是流化床端面出口含水率不稳定, 左、中、右三点极差存在较大差距, 从而造成了流化床出口含水率难以稳定控制。
1 现状调查与分析
1.1 端面含水率极差现状调查
针对我厂梗丝流化床的实际运行状况, 我们于2009年2月份对梗丝流化床端面出口含水率按照文献[3]提供的方法进行取样和测试。具体数据见表1。
从表1检测数据来看, 梗丝流化床端面出口含水率波动较大, 左、中、右三点极差最大为2.01%, 最小为1.85%, 平均高达1.91%;标准偏差分别为0.34%、0.3 7%、0.31%、0.33%, 平均为0.337%, 距卷烟工艺规范[3]要求有较大差距。
1.2 梗丝结构调查
我们对1、2月份生产梗丝结构情况进行统计, 梗丝整丝率、填充值平均分别为92.2%、7.92cm3/g。
1.3 原因分析
梗丝流化床干燥系统包括闪蒸膨化、流化干燥、冷却风选三个部分, 分别由三台主机独立完成各自不同的工艺功能[4]。增温增湿处理后的梗丝采用封闭式进料, 经高温加热、文氏管喷吹和汽料分离后, 使梗丝得到充分膨化。观察发现, 梗丝在文氏管螺旋出料出口处, 不是落在振槽的中间, 而是落在振槽的一侧, 从而造成物料在振槽输送过程中不能均匀地散布, 进入流化床的左中右梗丝流量不均匀是造成干燥出口含水率不稳定的重要原因。其次, 流化床内采用下吹风控制梗丝干燥, 由于流化床一、二、三区网面风速存在着较大差异 (见表2) , 使得梗丝在流化床内运动过程中分布不均匀, 出现左、中、右梗丝厚度和梗丝在流化床面上被吹起的高度不同, 从而造成梗丝端面含水率存在差异。
2 改进措施
针对上述影响梗丝端面出口含水率稳定的原因, 结合对梗丝膨胀设备的分析和对流化床网面风速的检测, 我们制定了改进方案。
(1) 在不改变设备原有工艺的情况下, 经过反复试改进, 在流化床入口振槽上加装四道导流板 (见图1) 和两道直板, 进入流化床前加两道“人”字复式导流板, 使进入流化床的梗丝左、中、右均匀稳定, 解决了梗丝在运动过程中的分布不均匀分布不均匀的问题。
(2) 根据对梗丝流化床网面风速检测的情况, 我们组织操作人员和修理人员对设备结构进行了分析, 发现流化床网面与下面的匀风管道顶端距离较大 (50mm) , 热风在经匀风管道后与网面之间由于空间较大, 造成各匀风管道的风量相互影响, 从而造成网面风速波动较大。针对这一问题, 我们与设备厂家技术人员沟通研究, 提出来了增高匀风管道, 减少其与网面之间的距离, 以降低网面风速的波动。经过多次试验, 结合实际情况把匀风管道顶端与网面的距离缩短至15mm (见图2) 。改造后我们又对网面风速进行了测试, 网面风速波动大大降低, 一区风速极差降至0.1m/s, 二区风速极差降至0.2m/s;三区热风风速极差降至0.15m/s。
3 改进效果
(1) 通过上述一系列设备改造和调整试验, 7月中下旬我们配合质量检测人员对流化床端面出口含水率极差进行了检测 (见表3) 。其端面含水率极差平均降至0.87%, 同时相对应的出口含水率稳定性也大大提高, 其对应的流化床出口含水率标准偏差分别为0.19%、0.20%、0.18%、0.21%, 平均为0.195%, 达到较理想的效果。
(2) 在改造完成后我们对7~8月份梗丝结构情况进行了统计, 梗丝整丝率、填充值平均分别为93.8%、8.32cm3/g, 较改造前分别提高了1.6%和0.4cm3/g。
4 结果与讨论
(1) 在改进过程中, 我们发现随着梗丝膨胀质量的提高, 卷烟吸阻也随之有所增加, 从6~8月份统计的卷烟吸阻数据情况 (平均1115MPa) 来看, 较1~5月份卷烟吸阻 (平均1088MPa) 平均增加了27MPa。对梗丝质量提高引起卷烟吸阻上升的原因还有待于进一步试验研究。
(2) 此次对梗丝流化床热风系统的改造, 不仅保证了物料在干燥过程中均匀和稳定, 同时也保证了流化床网面不同位置风速均匀稳定, 为减少梗丝干燥出口端面含水率波动提供了有利条件。
摘要：针对梗丝流化床端面出口含水率极差较大的问题, 我们对其影响因素进行了分析论证, 并进行了相应改进。改进措施为 (:1) 在梗丝入口振槽和流化床底部增加了导流板, 保证梗丝在干燥过程中流量的均匀性 (;2) 缩短了热风风道与流化床网面的直线距离, 减小流化床网面风速的波动。改进后的梗丝流化床端面含水率极差由1.91%降低到0.87%, 流化床出口含水率标准偏差由0.337%降低到0.195%, 梗丝整丝率提高了1.6个百分点, 填充值提高了0.4cm3/g, 有效地提高了梗丝的加工质量。
关键词：热风系统,端面含水率,极差
参考文献
[1] 潘永康.现代干燥技术[M].北京:化学工业出版社, 1998.
[2] 陶智麟.3种流化床梗丝干燥设备热风系统对比[J].烟草科技, 2007 (2) .
[3] 张本甫.卷烟工艺规范[M].北京:中央文献出版社, 2003.
[4] 戴滔.模糊-PID控制在梗丝流化床中的应用[J].烟草科技, 2008 (8) .