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1、11.HXD气流干燥过程工艺气流传热探讨1121111舒芳誉王道宽堵劲松李清华林志平周跃飞钱继春（1.厦门卷烟厂，福建厦门市海沧新阳工业区新阳路1号361022；2.中国烟草总公司郑州烟草研究院，郑州市高新技术产业开发区枫杨街2号450001）摘要:厦门卷烟厂使用的是英国迪更生-莱格公司生产的RCC-HXD气流干燥设备。对RCC-HXD设备进行工艺控制参数单因素试验，通过使用在线数据采集系统RSSQL，并运用理论推导和统计分析方法对试验结果进行分析，发现：①在干燥过程中，HXD喂料点前工艺气流与烟丝间的换热量可以用干燥前后工艺气温差的倒数（
2、φ）来衡量；②在其它控制参数不变，只改变排潮模式（手动与自动）的情况下，设置为手动控制排潮时，干燥过程的换热量总是较低；③当设置为自动排潮且HXD蒸气注入量为1800kg/h左右时，是工艺气流干燥能力的转折点。关键词:气流干燥；工艺气流；给热系数气流干燥设备是近年来我国卷烟企业使用的叶丝在线膨胀设备，对叶丝热处理方面是对流传质传热为主的干燥方式，同传统HT-薄板式烘丝设备有较大的区别。厦门卷烟厂使用的是英国迪更生-莱格公司生产的RCC-HXD气流干燥设备。为了研究设备运行规律，我们考察了RCC出口叶丝含水率、RCC循环热风温度、HXD工艺气
3、温度、HXD工艺气流量和HXD蒸气注入量等参数对过程最终试验测试数据的影响，并对过程采集数据进行统计分析，同时对传热过程进行较深入的探讨。1试验材料及仪器设备“沉香”（三类卷烟）烤烟配方叶丝（6000kg/批）、RCC-HXD气流干燥设备（英国迪更生-莱格公司）、TM710红外水分仪（NDC红外线工程公司）、红外温度仪（美国Raytek（雷泰）公司）、RSSQL数据采集软件2热工原理分析在HXD气流干燥系统中，工艺气流是热质交换的介质，因此，在叶丝快速干燥过程中，工艺气流与叶丝之间进行着快速的传热与传质过程。对稳态的HXD系统做能量平衡，可
4、得下式（1):Q工艺气流,放热=Q水,吸热+Q空气,吸热+Q叶丝,吸热+Q热损失⑴式中：Q工艺气流,放热－干燥过程中工艺气流所提供的总热量；Q水,吸热－将叶丝干燥至某设定含水率时，叶丝干燥所脱水升温至喂料点前工艺气流湿球温度和所脱水汽化至气料分离温度时，所需要吸收的热量；Q空气,吸热－新进空气温度提升至HXD气料分离温度所需要的热量；Q叶丝,吸热－干燥过程中叶丝吸收的热量；Q热损失－干燥过程中管壁向环境散失的热量。工艺气流可视为高温绝干空气和过热蒸气的混合物，当干燥过程处于较稳定状态时，HXD喂料点前的工艺气流的物理状态也是处于较稳定的状态
5、，即绝干空气与过热蒸气的质量分数相对稳定，因此，Q工艺气流,放热可用式（2）表示。Q工艺气流,放热=m工艺气流Cp,工艺气流(T气0-T气1)⑵式中：m工艺气流－HXD喂料点前工艺气流的质量(kg)；Cp,工艺气流－HXD喂料点前工艺气流的平均等压比热容(kJ/kg·K)；T气0－HXD喂料点前工艺气温度(℃)；T气1－HXD气料分离温度(℃)。在HXD干燥过程时，Q水,吸热可用下式表示：Q水,吸热=Q水,升温+Q水汽化潜热+Q水蒸气,吸热⑶式中：Q水,升温－叶丝中的水由进料时温度升至喂料点前工艺气流湿球温度时所吸收的热量；Q水汽化潜热－在
6、喂料点前工艺气流湿球温度下，水汽化为同温度水蒸气时所吸收的热量，此值为定值。Q水蒸气,吸热－汽化后水蒸气由喂料点前工艺气流湿球温度升温至T气1时所吸收的热量。同时，Q空气,吸热=m空气Cp,空气(T气1-T环境)⑷Q叶丝,吸热=m叶丝Cp,叶丝(T料1-T料0)⑸式中：m空气－由进出料气锁进入到干燥管的新进空气量(kg)。在HXD进料流量一定时，该值可视为恒定；Cp,空气－空气的等压比热容(kJ/kg·K)；T环境－新进空气的温度，也即环境温度(℃)；m叶丝－在RCC一定进料流量时，绝干烟草质量(kg)；Cp,叶丝－绝干叶丝的平均比热容(k
7、J/kg·K)；T料0－HXD进料叶丝温度(℃)；T料1－HXD出口叶丝温度(℃)。又HXD设备气流管壁外包一层约15cm厚的ROCKWOOL128W1岩棉（其导热系数为≤0.044W/m·K），且其外表层最高温度不超过55℃，而在热交换器的换热效率不低于50%的情况下，经推算，在干燥过程中，散热器出口至旋风分离器入口的管壁（约35米），向环境散失的热量约为（HXD燃烧炉设计功率为1870KW）：Q热损失≤37.4t(kJ)≤4%×Q工艺气流,放热⑹式中：t为生产持续时间（单位：小时）。在通常气候条件下，空气平均比热容为1.009kJ/kg
8、·K，Cp,叶丝<1.5kJ/kg·K，而根据迪更生-莱格公司提供的工艺气流各组份质量衡算图，经查湿空气H-I（焓-湿）图，可粗略查算得：喂料点前工艺气流湿球温度约为90～100
