バルク固形物ロータリードライヤーを最大限に活用する方法

Jul 04, 2023

Shane Le Capitaine、プロセス セールス エンジニア、FEECO International | 2021年11月12日

ロータリー乾燥機は、バルク固形物の分野では不可欠なツールとなっており、生産者が原料、中間材料、最終製品の水分含有量を制御できるようになります。 これらの工業用乾燥システムは、選鉱プロセスでの鉱石の処理から肥料製品の市場投入など、多くの作業のバックボーンとなっています。

ロータリー乾燥機は高度にカスタマイズ可能であり、ユニットが新しいかすでに稼働しているかにかかわらず、意図した用途に合わせてユニットを調整することで、乾燥機の効率と製品の品質を向上させる大きな機会を提供します。 バルク固体乾燥機を最大限に活用するには、次の点を考慮してください。

ロータリー乾燥機は、さまざまな材料を受け入れることができる産業用の主力製品として認識されていますが、原料の状態が乾燥機の性能とユニットから排出される製品の品質に大きな影響を与える可能性があります。 このため、工場管理者は均一性と水分含有量の観点から原料を慎重に評価し、最大限のパフォーマンスと製品品質を確保する必要があります。

ロータリー乾燥機は、原料のわずかな変化や、入ってくる材料の供給速度の変化にも耐えられるため、バルク固体の乾燥によく使用されるアプローチです。 ただし、原料を可能な限り一定に保つことで最良の結果が得られます。乾燥機に入る材料がより均一であればあるほど、乾燥機から出る材料もより均一になります。 原料が不均一であると、乾燥が非効率になり、一部の製品が過剰に乾燥し、他の製品が乾燥不足になることがよくあります。

ロータリー乾燥機でバルク固体を乾燥する際の均一性の最も重要な特性は、水分含有量と粒度分布です。 このため、一部の操業では、原料原料を前処理して、これら 2 つの側面においてより高いレベルの均一性を達成することが有益となる場合があります。 これには、材料の予備乾燥、粒径縮小ステップ、または水分含有量の全体的な偏差を減らすために乾燥製品を原料と混合する逆混合ステップの組み込みが含まれる場合があります。

ロータリー乾燥機で材料を処理できるからといって、効率的に処理できるわけではありません。 場合によっては、原材料の開始時の水分含有量が乾燥機にとって理想的ではない可能性があり、その結果、材料が乾燥機に付着し、その他の多くの問題が発生する可能性があります。

一般に、含水率が 30% を超える材料は、ロータリー乾燥機での処理を改善するために材料を最適化するために、予備乾燥ステップが必要になる場合があります。 繰り返しますが、これは、逆混合ステップの組み込み、または自然乾燥、脱水、またはその他の水分低減手段の組み込みを意味する可能性があります。

最高のパフォーマンスを発揮するロータリー ドライヤーには共通点が 1 つあります。それは、指定された用途の固有の要件に基づいて設計されているということです。 これには、材料仕様 (入口と出口) と処理環境の両方を評価する必要があります。

さまざまな材料特性と環境的側面が乾燥機の性能に影響を与える可能性があります。 材料の特性に関しては、材料の比熱、かさ密度、熱伝達特性、化学組成などの品質が、材料が乾燥機内でどのように動作するか、そしてその後、これらの特性に合わせて乾燥機をどのように設計する必要があるかに影響を与える可能性があります。特徴。 同様に、周囲の気温、湿度、植物の高さなどの環境要因も乾燥機の設計に影響を与える可能性があります。

いくつかの変更を加えて、材料および処理環境に合わせて最適に動作するように乾燥機の設計を最適化できます。 これも：

フライト、または材料リフターは、回転乾燥機の性能の点で最も影響力のある要素の 1 つです。 フライトは、シングルベンド、ダブルベンド、ストレート、さらにはカスタムフォーメーションなど、さまざまなデザインでご利用いただけます。

フライトの設計は、材料の特性に合わせて最適な「カーテン」、つまりドラム内径全体にわたる材料のカスケードを作成する必要があります。これにより、熱伝達が最大限に促進されます。

飛行設計に加えて、飛行パターンもカスタマイズして、前進飛行 (材料を入口から処理ゾーンに移動させるのに役立つ螺旋飛行) を含む千鳥飛行や、さらにはドライヤーの一部のフライトの欠如（ハゲセクションと呼ばれます）。

この乾燥機には、他の 2 つのフライト設計とともに前進 (スパイラル) フライトが採用されており、材料と燃焼生成物間の熱伝達を最大化します。

燃焼室を追加すると、設定によってはいくつかの利点が得られます。 燃焼室の主な目的は、材料が炎に直接接触するのを防ぐことですが（これにより、製品の完全性が維持され、CO などの排出量が削減されます）、効率も向上します。 これは、燃焼室によって乾燥機に入るプロセスガスの温度制御能力が向上し、材料のより均一な加熱も促進されるためです。

炎との接触がないことは、一般的に熱に弱い素材にとってのみ利点と考えられていますが、製品が受ける磨耗の量も減らすことができます。

希釈空気を燃焼反応に組み込むことができるため、効率も向上し、燃料のより完全な燃焼が促進されると同時に、プラント内の他の場所から回収された廃熱を利用する機会も提供されます。

FEECO ロータリー乾燥機の燃焼室 (右)

回転ドラムのサイズは、回転乾燥機の全体コストの主な要因の 1 つです。 また、ドラムのサイズは交渉できない場合もありますが、ある程度の柔軟性がある場合もあります。 FEECO では、可能であれば、より小さいサイズのドラムを使用できるように空気流速を高めることをお勧めします。 特大のノックアウト チャンバー (排出フード) を組み込むことにより、より高い空気速度に伴う巻き込みのリスクが軽減されます。 これにより、ドラムを必要以上に大きくすることがなくなり、資本コストが最小限に抑えられます。

制御システムは、乾燥機のパフォーマンスを最適化するための強力なツールです。 適切に設計された制御システムにより、オペレータは起動と停止のプロセスを自動化して非効率を最小限に抑えることができます。 また、通常の操作中にパラメータを調整して、プロセスを微調整して効率を最大化することもできます。 一部のシステムでは、潜在的な非効率性、予知保全、およびプロセスのトラブルシューティングを後で分析するために、主要な動作パラメータをレポートおよびトレンド表示することもできます。 新しい乾燥機と既存の乾燥機の両方に制御パッケージを装備できます。

乾燥機の性能を向上させるためにオフガス システムが最初に思い浮かぶわけではありませんが、影響を与える可能性があります。 ダクトをレイアウトする際の空気の流れを最大化することを検討してください。また、乾燥機内に負圧を作り出すために、システム内に空気を引き込むのに役立つ工業用ファンももちろん使用してください。

指定された用途に合わせて乾燥機をカスタマイズするプロセスの一部として、作業に必要な負荷レベルに一致する乾燥機を選択することが含まれます。 これは、適切な構造材料を選択し、必要に応じて厚いシェルセクションを使用し、適切な駆動コンポーネントを選択し、一般的にはドラムが過酷な任務に耐えるように構築されていることを保証することを意味します。

ドラムの設計と製造を手抜きしたり、画一的なアプローチを使用したりすることは、資本コストを節約する賢明な方法のように思えるかもしれませんが、過剰なダウンタイムとメンテナンス費用が発生するのは確実です。

乾燥機は摩耗した状態で最高のパフォーマンスを発揮することはなく、メンテナンスのいくつかの側面はプロセスの効率だけでなく製品の品質にも影響を与える可能性があります。

回転式乾燥機の状態を悪化させると、すぐに効率が悪くなる可能性があります。 フライトが摩耗したり欠落したりすると、熱伝達効率が低下する可能性があります。 劣化したシールやシェルの薄い部分は効率を低下させ、燃料コストを増加させる可能性があります（言うまでもなく、シェルに修復不可能な損傷を与える可能性があります）。

このような理由から、OEM が定めた簡単なメンテナンス手順に従い、発生した問題に即座に対処することは、製品の品質と全体的な運用効率を維持するのに役立ちます。

新しい乾燥機を購入する場合でも、既存の乾燥機を最適化する場合でも、正しい道が常に明確であるとは限らず、残念ながら、圧倒的な量の矛盾する情報によって曇ってしまうことがよくあります。 どちらの場合でも、目前の選択肢を評価して最善の決定を下すためのオプションが用意されています。

既存の生産ラインでは、専門家を呼んで設備監査を実施することを検討してください。 収集されるデータはサービスプロバイダーや監査の目的によって異なる場合がありますが、一般に、機械の安定性を明らかにし、既存の問題のトラブルシューティングを行い、改善の機会を特定することができます。

FEECO のエンジニアは現場担当者と協力してロータリー乾燥機を検査します

新しい乾燥機を購入する場合、ロータリー乾燥機の効率と製品の品質に寄与する多くの要因により、適切な設計の開発が困難になる場合があります。 パイロット施設でのテストは、プロセスデータポイント、材料原料基準を確立し、材料固有の課題に取り組むことで商業化のリスクを回避するための貴重な手段を提供できます。

テストにより、望ましい出口含水量と製品品質に到達するために必要なプロセスパラメータが明らかになり、ドラムのサイズ決定や次のような基準の定義についての情報が得られます。

テストは、バーナー燃料の使用量と予想される排出物/オフガス処理に基づいて運用コストを予測するのにも役立ちます。

パイロットロータリードライヤーを備えたFEECOイノベーションセンター

回転乾燥機は柔軟な設計なので、幅広いバルク固体乾燥用途に最適です。 カスタムフライティング、制御システムなどのカスタマイズにより乾燥機の設計を目的の用途に合わせて調整し、乾燥機を適切にメンテナンスすることで、加工業者は回転式乾燥機を最大限に活用し、性能、効率、製品品質を最大化できます。 。

新しい乾燥機を購入する場合でも、既存の乾燥機を最適化する場合でも、乾燥機を最大限に活用したいと考えている生産者は、試験施設や機器の監査を利用して、乾燥機がその固有の用途に合わせて適切に調整されていることを確認できます。

Shane Le Capitaine は、FEECO International のプロセス セールス エンジニアであり、バルク固形物の乾燥、肥料の造粒、および回転ドラムのアプリケーションを専門としています。 Le Capitaine はウィスコンシン大学マディソン校で化学工学の学士号を取得しており、この分野で 20 年以上の経験があります。 詳細については、800-373-9347 に電話するか、feeco.com にアクセスしてください。

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