闪蒸干燥机近几年才出现在钛白粉行业，特点是可将压滤机滤饼加入，热量直接交换，效率高、能耗低。某公司金红石型钛白粉生产装置2005年投产．2年后．闪蒸干燥机成为产能瓶颈，生产能力在0．8 1．1 t／h．低于设计能力。
1 存在的问题及分析原因
1．1 工作原理
闪蒸干燥机连续操作，传热、传质同时进行对流干燥过程。压滤机滤饼用螺旋推入干燥机中下部人口，下落到高速旋转的上层分散叶片区域被快速粉碎，与旋转上升的热空气接触对流换热。随着加热蒸发和底部叶片粉碎，粒度变小，重新随旋转气流呈螺旋状上浮移动，边输送边干燥，粒度、水分含量达到要求的小颗粒随气流带出干燥器。
1．2 故障现象
该公司的闪蒸干燥机内径1．65 m．设计产量1．5 t／h，主机电机为37 kW。主要问题是产量低于设计值，在0．6～0．8 t／h范围内还可以稳定运行。提到0．8 以上，电流开始大幅上升、剧烈跳动，直至跳闸死机。图1显示了主机电流随投料量变化的趋势。从图l可以看出，主机平均电流并不高，远未达到额定电流(72．5 A)。但投料量增到0．8 t／h以上时，电流开始跳动，且幅度越来越大，变化时间不到1 S，时间越长幅度越大。此时打开主机筒体人孔进去检查，发现底部积料约50 ，粒度范围在1～5 mm。积料清出后可重新开车。
1．3 分析推断
投料量增加后，电流跳动、跳闸，说明主机负荷变化很大。如图2，主机分散装置结构分上、中、下3部分。
上部：高速旋转的分散装置上部叶片主要用于将加入的大块膏状物料粉碎成小块。跳闸停车后，检查底部沉积的物料并无大块，说明这里没问题。
中部：主机分散装置中部叶片所承受的负荷主要是悬浮在筒体中部的粉料，因此负荷不大。
下部：跳闸停车后，发现底部积料多，用人工手动盘动电机皮带轮时阻力很大。但xx一部分料后(30％)，就可以盘动电机，并可启动主机，此时运转正常，电流仅3O A左右，说明仅增加20 kg物料其阻力即可造成主机电流超负荷停车。由此可以判断底部叶片负荷大是电机跳闸停车的主要原因。

膏状物料经上部及中部分散叶片破碎后，颗粒直径逐渐减小,，落向底部破碎流化段。热空气沿切线方向向上运动对小颗粒产生浮动作用。底部倒锥体角度较小，热风通过环隙后，通风截面积很快扩大，气速降低(底部往上不同高度通气截面积及空载气速的变化情况见图3)。不足以将粉碎后的小颗粒吹上中部进一步粉碎、干燥，随着投料量的提高，底部沉积的颗粒料越来越多。底部分散叶片负荷增大，造成超负荷停机。

此外，下部浆叶外端延伸至集风室。将物料打入集风室，堵塞风道。停车时，引风已停，主机及浆叶依靠惯性仍在旋转，将料、尘打人风道、热风炉，从进风口溢出，污染设备、污染坏境。

2 改造方案
2．1 参数测量
闪蒸干燥机内部是一个高强度、高速度、连续进行的传热传质过程。因此，要想干燥机处于稳定、平衡的理想状态下工作，必须了解干燥器内部各项参数的真实情况。为此，在闪蒸干燥机内部不同的位置设置了测温点、取样点，在高温进气管道上安装了MP200高温气体流量计，在生产系统上调整各项指标，在线监测不同状况下干燥器内部各项参数的运行情况。

2．2 改造内容
改造的主要内容是改变筒体倒锥体的角度及环缝隙的距离。
计算不同高度、不同位置、不同粒径的沸腾气速，假设在圆周方向颗粒的速度与气流的运动速度相一致：在径向，颗粒运动受到离心力与曳力的共同作用，忽略其他因素的影响；并忽略颗粒与流体间的相互作用．即只考虑颗粒的径向运动和圆周运动。

以颗粒热传递模型为基础，运用面向对象的程序设计思想。在Win2000 Visual C ．0平台下利用闪蒸干燥机干燥过程的计算机模拟软件II，用AutoLISP语言编制了闪蒸干燥机的参数计算和设备确定程序。在AutoCAD立体图形环境下，编制了闪蒸干燥机的系统图绘制程序[21，{zh1}确定简体倒锥体的角度由32。提高到60。。环缝隙的距离由40 mm提高到75 mm．实现了闪蒸干燥机系统设计自动化，提高了设计效率和CAD技术的应用水平。

搅拌器的形式和结构以及转动速度对干燥过程的影响很大。闪蒸的搅拌器都采用立式结构如锚式、桨式和旋转叶片式等，其结构为多层形式以保证对物料的分散度[31。本设计选用旋转叶片式，搅拌器由螺旋主机体、分散叶片及螺旋环带构成，转速可以在1 4．5 kr／min。搅拌器外缘的圆周速度约在50～80 m／s。上部叶片有3层，主要功能是将加进的大块膏状物料分散，同时加速下层吹上的粉料与气流的旋转：下部叶片主要用于落到底部的大颗粒粉碎，为提高强度由2片改为4片，用2层螺旋环带加强，以外部包焊代替对接焊，增加了旋转叶片的抗冲击强度和破碎能力，由于提高了环隙处的空载风速．可将落人环隙处({zd1}处)大颗粒带走，所以无需将下部主叶片伸到底；中部(即主叶片上部)为强化分散效率增加2层叶片。

利用大型有限元xxxx对旋转闪蒸的分散叶片进行热一结构耦合场的分析，得到高温瞬态下叶片的热应力分布等值线图和位移等值线图．并找到了{zd0}应力和{zd0}变形节点的位置 。

闪蒸干燥机的搅拌器转速很高，加工后必须进行动平衡试验。考虑到耐高温要求内筒、倒锥体、底部叶片均采用0Cr25Ni20材质不锈钢．其他接触物料部分采用1Crl8Ni9Ti不锈钢。

3 效果
2007年5月首先将干燥机底部倒锥体改造后．产量显著提高．经过1个月的调整，产量由1 t／h提高到2．5 t／h．同时主机电流却未大的提高，说明主机内部各部位物料分布及平衡良好。

随着产量的加大、负荷的提高，物料对旋转叶片产生反作用抗力严重，加上加强带离底部距离较远，产生的扭矩力较高．对高速旋转叶片造成较大的影响，经常造成旋转叶片变形、加强带脱焊和拉裂。于是在2007年9月将上层叶片及底部叶片按上述方案进行了改造。改造后经1年使用，运行正常，产能提高到3．75 t／}l：热效率提高，天然气消耗由最初的180 m3／t降为80 m3／t，年节约能耗价值560万元。

随着产能的提高，干燥物料的水分含量及平均粒径有所提高，分别由0．3％提高到0．8％、由0．6％提高到0．86％，但不影响下道工序。闪蒸系统的改造成功、产能的提高，使该公司的金红石钛白粉月产能提高为3．6 kt。

4 结论
对旋转闪蒸干燥机系统不同状况下运行参数进行监测，据此进行计算和设计，调整了简体倒锥体的角度及环缝隙的距离，并改进了搅拌器的分散叶片的结构和制作。该技术已申请国家专利。

通过改造，闪蒸系统产能由1 提高到3．75 t／h。能耗下降，年节约能耗价值560万元，节约固定资产投资170万元，效益显著。