نظرة عامة على المعدات
يتكون المجفف الأسطواني الدوّار من غلاف أسطواني مركّب بميل طفيف، ويمكن ضبط سرعة دورانه ضمن نطاق معين. تُغذّى المادة الرطبة إلى الأسطوانة بواسطة وحدة التغذية، وتحت تأثير تقليب ريش رفع المادة الموزعة بانتظام داخل الأسطوانة، تتوزع المادة وتتشتت بالتساوي داخل المجفف وتلامس الهواء الساخن المار عبر الأسطوانة تلامسًا كاملًا، سواء في التدفق المتوازي أو المعاكس. وهذا يسرّع انتقال الحرارة والكتلة أثناء التجفيف ويحقق الغرض من العملية. ويمكن اختيار أنواع مختلفة من ريش الرفع لتناسب المواد المختلفة. وتتميز المعدة ببنية بسيطة وتشغيل موثوق وصيانة ميسّرة وقدرة إنتاجية كبيرة.
المجفف الأسطواني الدوّار هو مجفف يعالج كميات كبيرة من المواد. وبفضل موثوقية تشغيله ومرونته التشغيلية الواسعة وقابليته العالية للتكيّف وقدرته الكبيرة على المعالجة، يُستخدم على نطاق واسع في صناعات المعادن ومواد البناء والصناعات الخفيفة وغيرها من القطاعات. وفي الصناعة الكيميائية، تُستخدم المجففات الأسطوانية في الغالب لتجفيف مواد مثل كبريتات الأمونيوم وكبريتيد الصوديوم والأموفوس ونترات الأمونيوم واليوريا وحمض الأكساليك وكربونات الكالسيوم وسماد فوسفات الكالسيوم والمغنيسيوم والسوبرفوسفات العادي والسوبرفوسفات الثلاثي وثلاثي بولي فوسفات الصوديوم، ويمكن أيضًا تجفيف بعض هذه المواد بأنواع أخرى من المجففات. ويكون المجفف الأسطواني الدوّار مناسبًا عمومًا للمواد الحبيبية؛ وبمزج نسبة من المادة الجافة، يمكن استخدامه أيضًا لتجفيف المواد العجينية اللزجة أو المواد ذات المحتوى الرطوبي المرتفع نسبيًا. وتتراوح رطوبة المادة عمومًا بين 3–25%، وقد تصل إلى 50%، ويمكن أن تصل رطوبة المنتج إلى 0.5%.
المجفف الأسطواني الدوّار — مبدأ العمل
تُخلط المادة الرطبة وتُقلّب بواسطة وحدة التغذية اللولبية، ثم تُغذّى إلى الأسطوانة الدوّارة، حيث تُرفع تحت تأثير ريش رفع المادة. ويدخل الهواء الساخن المسخّن إلى الأسطوانة، ويحدث انتقال سريع للحرارة والكتلة بعد ملامسته المادة. وتنخفض درجة حرارة الهواء الساخن سريعًا بعد ملامسة المادة الرطبة، بينما تتبخر رطوبة المادة بسرعة بعد امتصاصها الحرارة. وتُسترجع المساحيق الدقيقة المحمولة في الهواء الرطب بواسطة الفصل الإعصاري للغبار، ثم تتم عملية التصريف إلى الخارج بواسطة مروحة العادم. وتدخل المادة إلى المجفف من طرف التغذية وتُصرّف من الطرف الآخر بصورة مستمرة. وتشمل العملية بأكملها مرحلة التسخين الأولي للمادة ومرحلة تبخر الرطوبة ومرحلة ارتفاع درجة حرارة المادة.
يعمل النظام تحت ضغط سالب طفيف، ولذلك تكون بيئة العمل نظيفة جدًا. ويستخدم محرك الإدارة التحكم في السرعة بتغيير التردد، مما يتيح ضبط سرعة دوران الأسطوانة والتحكم الفعال في الإنتاجية والرطوبة النهائية للمنتج.
المجفف الأسطواني الدوّار — مخطط سير العملية
المجفف الأسطواني الدوّار — المواد المناسبة
(1) تجفيف المواد كبيرة الحبيبات وذات الثقل النوعي المرتفع في الصناعات الكيميائية والتعدينية وصناعة المعادن وغيرها، مثل الخام وخبث الأفران العالية والفحم ومساحيق المعادن والأسمدة الفوسفاتية وكبريتات الأمونيوم.
(2) تجفيف المواد المسحوقية والحبيبية ذات المتطلبات الخاصة، مثل عامل الرغوة HP وبقايا حبوب التقطير وكربونات الكالسيوم الخفيفة والطين المنشّط والمساحيق المغناطيسية والغرافيت وبقايا المواد الدوائية الخام.
(3) المواد التي تتطلب التجفيف بدرجات حرارة منخفضة والتجفيف المستمر بكميات كبيرة.
المجفف الأسطواني الدوّار — ميزات الأداء
(1) يتميز المجفف الأسطواني الدوّار بدرجة عالية من الميكنة وبقدرة إنتاجية كبيرة نسبيًا.
(2) مقاومة منخفضة لمرور المائع عبر الأسطوانة، واستهلاك منخفض للطاقة.
(3) قابلية عالية نسبيًا للتكيّف مع خصائص المواد.
(4) تشغيل مستقر وتكاليف تشغيل منخفضة نسبيًا وتجانس جيد للمنتج المجفف.
اختيار اتجاه الجريان والوسط الحامل للحرارة للمجفف الأسطواني
(1) التدفق المتوازي: يكون اتجاه حركة المادة هو نفسه اتجاه جريان الوسط الحامل للحرارة. وهو مناسب للمواد التالية:
① المواد التي يمكن تجفيفها بسرعة عند محتوى رطوبي مرتفع نسبيًا دون تشقق أو احتراق سطحي.
② المواد التي لا تتحمل درجات الحرارة العالية بعد التجفيف، أي المنتجات التي تتحلل أو تتأكسد أو تتغير بطرق أخرى عند تعرضها لدرجة حرارة عالية.
③ المواد ذات الاسترطاب المنخفض جدًا بعد التجفيف؛ وإلا فإن المادة المجففة ستعيد امتصاص الرطوبة من الوسط الحامل للحرارة، مما يخفض جودة المنتج.
(2) التدفق المعاكس: يكون اتجاه حركة المادة معاكسًا لاتجاه جريان الوسط الحامل للحرارة. وهو مناسب للمواد التالية:
① المواد التي لا يُسمح بتجفيفها بسرعة عند محتوى رطوبي مرتفع نسبيًا، لتجنب تشقق المادة؛
② المواد التي تتحمل درجات الحرارة العالية بعد التجفيف ولا تتحلل أو تتأكسد أو تتغير بطرق أخرى؛
③ المواد ذات الاسترطاب المرتفع نسبيًا بعد التجفيف؛
④ التطبيقات التي تتطلب معدل تجفيف مرتفعًا ومحتوى رطوبيًا منخفضًا للمنتج في الوقت نفسه.
(3) اختيار الوسط الحامل للحرارة:
إذا كانت المادة الصلبة المراد تجفيفها غير حساسة لدرجات الحرارة العالية، وليست المنتج النهائي، وكان التلوث الطفيف أثناء العملية الوسيطة مقبولًا، فيمكن استخدام غاز المداخن بوصفه وسطًا حاملًا للحرارة، مما يحقق معدل تبخر حجميًا وكفاءة حرارية مرتفعين نسبيًا. فمثلًا، تستخدم المجففات الأسطوانية المخصصة لمواد مثل الخام والحصى والفحم والسوبرفوسفات غاز المداخن، ويمكن أن يكون الوقود فحمًا أو نفطًا أو غازًا طبيعيًا. أما إذا كان يجب تجنب تلوث المادة المراد تجفيفها، فيُستخدم الهواء بوصفه الوسط الحامل للحرارة. ويُنتج الهواء الساخن بواسطة مبادل حراري بالبخار أو فرن هواء ساخن ذي تسخين غير مباشر.
مرونة وموثوقية عاليتان: التجفيف والتبريد والتكليس وتهيئة المواد، من منتجات الكيمياء الدقيقة إلى المعادن الثقيلة
(1) المجففات والمبرّدات الدوّارة
يمكن للمجفف الأسطواني الدوّار معالجة مجموعة واسعة من المواد. وبفضل مرونته العملية وبنيته المتينة، يتيح تصميمه أعلى درجات حرارة التجفيف الممكن تحقيقها عمليًا. وبالمقارنة مع المجففات الأخرى، لا يتأثر هذا المجفف الدوّار بتقلبات القدرة الإنتاجية وحجم المنتج.
تقدم Longxin شكلين أساسيين من المبرّدات الدوّارة: النوع التساقطي ذي التدفق المعاكس والنوع غير المباشر. ويستخدمان مياه تبريد معاد تدويرها، إما تُرش على السطح الخارجي للأسطوانة أو تدور عبر قنوات داخلية. وتُستخدم المبرّدات التساقطية على نطاق واسع للمواد الخشنة والحبيبية. أما المبرّدات غير المباشرة فهي أنسب للمعالجة اللطيفة للمنتجات الساخنة والناعمة والمحمّلة بالغبار الخارجة من الأفران وأجهزة التكليس وأفران التسخين.
(2) فرن دوّار (ROTARY KILN)
تُستخدم الأفران في التطبيقات التي تتطلب تغيير «حالة» المادة أو إحداث تفاعل كيميائي أو فيزيائي.
تكون وحدات التكليس بالتسخين المباشر بالاحتراق مناسبة للتطبيقات ذات درجات الحرارة العالية، بينما تُستخدم الأفران ذات التسخين غير المباشر للمواد الناعمة والمغبرة، بما فيها المواد التي تتطلب جوًا خاملًا، أو في التطبيقات التي يجب فيها تجنب التلوث.
(3) أجهزة تهيئة المواد
يُستخدم نظام تهيئة المواد، الذي يضم أسطوانات للتهيئة ووحدات ذات طبقة مميعة، في السحج والتلميع وتجفيف المواد الحبيبية، مما يحسّن جودة المنتج وكفاءة التشغيل بدرجة ملحوظة ويقلل حمل الغبار. ويجب ضبط ريش رفع المادة وزاوية الأسطوانة ونمط الرش وسرعة الدوران وزمن المكوث بما يحقق مواصفات المنتج المطلوبة.
