双锥真空干燥设备的特性与不足之处

本文以金属硫化铜精矿为例，说明精矿的干燥特性、干燥设备的选型及工业应用情况。 　　金属硫化物矿石(硫铁矿、黄铜矿、方铅矿和闪锌矿等)是硫酸工业和冶金工业的重要原料，浮选后的精矿(硫精矿、铜精矿、镍精矿、钼精矿和锌精矿等)需要进行干燥才能进入后续的焙烧和熔炼设备。在我国，随着大型硫铁矿焙烧及有色金属冶炼装置的建设，迫切要求提高精矿干燥设备的单台处理能力，并要求对精矿实施深度干燥。 　　1 精矿的干燥特性及干燥要求 　　潮湿的硫化铜精矿一般为灰褐色，粒度约200目(74 m)。由于金属含量较高，堆密度较大，对设备的磨损性较强。经浮选法生产的精矿，其W(H2O)一般为10％ 一15％ 。当W(H2O)为10％左右时，精矿比较松散；当w(H：O)更高时，精矿比较粘。此外，精矿中的硫化物在加热过程中易造成酸性腐蚀。 　　入炉精矿的水含量对熔炼作业有很大的影响。一般的熔炼过程要求入炉精矿W(H：O)为6％ 一8％ ，有的则要求更低，如闪速炉熔炼要求入炉铜精矿W(H：O)低于0．3％。水含量过高会造成精矿流动性差，堵塞加料斗L2]，也不利于有色金属的熔炼。另外，熔炼作业对干燥后精矿的粒度也有一定的要求。 　　2 干燥方法及干燥设备 　　金属硫化物精矿的干燥一般分直接干燥和间接干燥两种方式。 　　2．1 直接干燥 　　精矿的直接干燥是指在干燥过程中干燥介质与精矿发生接触的干燥过程，如圆筒干燥和气流干燥。直接干燥一般采用热空气或热烟气为加热介质，根据工艺要求进行一级或二级干燥。早期，冶炼厂一般采用圆筒干燥或气流干燥，其中气流干燥又分二段式(鼠笼打散机+干燥管)和三段式(短圆筒干燥机+鼠笼打散机+干燥管)。这两种方法虽然精矿处理能力较大且产品粒度均匀，但都存在着热效率低、占地面积大和流程复杂的缺点。 　　此外，气流干燥机由于垂直输送物料，回转窑动力消耗很高；其中的鼠笼打散机由于高速旋转(250—300 r／rain)，转子易磨损，检修工作量大，一般2—3星期即需补焊一次-3]。鉴于上述原因，近些年部分厂家开始采用旋转闪蒸干燥机来干燥某些精矿(如钼精矿)。但旋转闪蒸干燥机一般采用高温气体作为干燥介质，易形成SO：，对设备造成腐蚀，而且下部搅拌器的转速较高，容易发生磨损。另外，旋转闪蒸干燥机同样存在热效率低和处理能力小的问题。特别需要指出的是，直接干燥法普遍存在尾气处理问题。其尾气流量大，粉尘含量高，处理不当易造成环境污染。 　　2．2 间接干燥 　　精矿的间接干燥是指在干燥过程中干燥介质不与精矿发生接触的干燥过程，其设备有多层蒸汽盘管干燥机、盘式干燥机、桨叶干燥机和蒸汽管回转干燥机等。间接干燥机一般采用饱和蒸汽为加热介质，其热效率远高于直接干燥，且尾气量小、粉尘含量低，因而流程相对简单。多层蒸汽盘管干燥机是最早用来干燥精矿的间接干燥机。它由一个多盘管结构的转子和一个固定壳体构成，精矿随着转子的转动向前推进。由于精矿的磨损性较强，易发生盘管破损、护板及刮板磨损等，检修工作十分频繁。一般情况下，干燥机每周停机检查一次。盘式干燥机曾用于干燥硫精砂，但出现了很多生产故障：上部几层干燥盘上的物料结疤，物料容易从干燥盘外沿直接掉落到底盘而短路，以及耙叶易磨损造成耙杆断裂。这些问题直接影响了干燥效果和干燥设备的正常运行，最后厂家被迫对物料进行预干燥后再将其送入盘式干燥机干燥，不但工艺流程加长，而且投资增加。另外，它的处理能力也较小。桨叶干燥机特别适合于干燥粘性及膏状物料 。根据试验研究，桨叶干燥机对精矿的干燥效果很好，由于桨叶的自清理作用，物料基本没有粘结情况，流动状态良好，出口产品的含湿量和粒度均能满足工业要求。但由于物料的特性，桨叶易磨损且动力消耗较大，不适用于大型装置。蒸汽管回转干燥机由于其节能环保，单台处理能力大和动力消耗低等优点，已逐渐成为精矿干燥的首选设备。下面重点介绍蒸汽管回转干燥机. 　　3 蒸汽管回转干燥机 　　某干燥技术有限公司从1992年开始进行高密度聚乙烯(HDPE)装置蒸汽管回转干燥机的国产化攻关，经过不断地改进和优化，形成了自己的专利技术。该公司先后完成了大型HDPE和PTA(对精苯二甲酸)装置蒸汽管回转干燥机的国产化，并将该技术成功地应用于冶金行业湿精矿的干燥。 　　3．1 结构和工作原理 　　如前所述，蒸汽管回转干燥机是一种间接加热型回转干燥机，其结构如图1所示。蒸汽管回转干燥机主要由简体、蒸汽管、进料螺旋、进料端密封、出料端密封、蒸汽系统、传动系统和支撑件等组成。蒸汽换热管以同心圆方式排成若干圈，布置在筒体内，贯穿整个干燥机。干燥所需的热量由通入换热管内的蒸汽提供。另外，向简体内通入少量载气(空气)，将干燥过程蒸发出来的水分携带到筒外。 　　3．2 干燥设备干燥工艺流程 　　蒸汽管回转干燥机以中低压饱和蒸汽作为加热介质，干燥温度较低，因此不会造成精矿中硫化物的分解和氧化。铜精矿回转干燥机的工艺流程如下：湿精矿通过螺旋进料器进入干燥机内部，干燥机筒体具有一定的斜度，物料随着筒体的转动一边翻滚向前移动，一边与沿简体四周布置的蒸汽管进行换热而被干燥，干燥后的精矿经过出料箱排出；少量载气从出料端进入干燥设备内部，携带干燥过程蒸发的水分从进料端排出；经过布袋除尘器分离除尘后，尾气排空，收集的粉尘返回进料螺旋。该工艺具有流程简单、设备数量少、投资低、热效率高、粉尘及有害气体排放量小、便于操作及维护管理等优点。 · 行业聚焦： 在国内，砂炒板栗、砂炒花生、炒瓜子、 制糕点所需的炒糯米粉……这些众所周知炙人口味的传统食品，目前大部分还是靠人工加工， 不但劳动强度大，工作环境恶劣，而且食品易焦糊，危害人体健康。 随着这些休闲食品 需求量的不断增加，花色品种不断扩大，工作环境日求改善， 个体和小集体 经济的不断发展，决定了一些中、小型炒制设备的需求已提到议事日程。 而在现有干燥、炒制技术中，大部分以热气流或容器传热，存在着传热系数小、物料受热不均匀、干燥时间长、效率低等缺点。 　　用热砂作固体介质炒制食品，不但能克服以上缺点，还有许多独到之处。 国外对这项技术的研究，从60年代已经开始，但由于增加了砂子的循环使用， 目前用于干燥稻谷的干燥机机型,根据谷物和气流的流动方向分主要有混流式、横流式、顺流式、顺混流式、逆流式干燥机等;根据循环类型可分循环干燥和不循环干燥两种;根据热源类型可分燃煤或燃油干燥机等。 　　一、混流式干燥机 　　干燥工艺为干燥- 缓苏- 干燥- 缓苏,典型的机型是美国路易斯安纳州立大学研制成功的LSU稻谷干燥机。该机由若干标准段组成,每段有15 个全角状盒, 6 个半角状盒。角状盒为三角形,顶角90°,横向间距为400毫米,纵向间距200毫米。每段的尺寸为1. 2 ×1. 2 ×1. 2 米, 体积为1.728m3。常用的热冷冻干燥设备技术用途十分广泛，早在本世纪初科学家就在实验室中用冻干的方法来保存生物标本、菌种等，后来在工业上一些制药厂用冻干的方法来生产抗菌素、疫苗、血清和各种生物药品。到了60年代，欧美、日本等发达国家开始用冻干的方法生产食品，主要品种有：蘑菇、大蒜、蔬菜、牛肉、海产品、咖啡等等。到了80年代，冻干产品生产几乎包罗万象，诸如各种饮料、调料、快餐食品、小食品、保健食品、水产、肉蛋、食用菌、酶制剂、藻类等等，同时规模和产量也不断扩大。 　　在中国，冷冻干燥设备技术在制超微粉碎是近20年迅速发展起来的一项高新技术，能把原材料加一成微米甚至纳米级的微粉，已经在各行各业得到了广泛的应用。鉴于粉碎是中药生产及应用中的基本加工技术，超微粉碎已愈来愈引起人们的关注，虽然起步较晚，开发研制的品种相对较少，但已显露出特有的优势和广阔的应用前景。 　　1. 超微粉碎技术概述 　　超微粉碎技术是粉体工程中的一项重要内容，包括对粉体原料的超微粉碎，高精度的分级和表面活性改变等内容。据原料和成品颗粒的大小或粒度，粉碎可分为粗粉碎，细粉碎，微粉碎和超微粉碎，这是一个大概的分类。值得注意的是，各国各行业由于超微粉体的用途，制备方法和技术水平的差别，对超微粉体的粒度有不同的业的发展表现不一，其中味精制造业有所萎缩，但其它调味品、发酵制品行业增长较快，酱油、食醋及类似制品制造业发展平稳。 　　趋势预测 　　根据国家统计局、海关总署和中国调味品协会等行业协会的统计，以及对2004年我国建筑工程机械行业的生产、销售、市场情况、行业结构、产品以及进出口情况等作了详尽的分析，同时参考相关行业的发展趋势，对今后我国调味品市场的主要产品发展做出了如下预测。 　　未来的五年内，调味品发酵行业将有较快的发展，如味精，预计五年内的产量在150万吨左右；淀粉糖行业生产量保持在300万吨。预计随着食品业和餐饮业的发展，调味品、发酵制品行业将会在现有基础上有更快的发展。

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