盘式连续干燥机在硫精矿生产硫酸中的应用

硫精矿是生产硫酸的一种重要的原料，且大部分是提取其它金属元素后的矿渣[1]。在硫精矿生产硫酸的工艺过程中硫精矿的干燥是一个很重要的步骤，根据硫精矿的物理化学性质（物料的原始含水率、粒度及形状、热敏性等）、干燥要求、干燥后被蒸发出来的气体的性质等因素考虑的，通常可采用回转窑干燥机系统或盘式连续干燥机系统。但由于采用回转窑干燥机系统弊端较多，经过综合评价，我公司40万吨/年硫酸项目中，硫精矿的干燥采用了由石家庄工大化工设备有限公司设计制造的盘式连续干燥机系统。 　　1  干燥流程简介 　　原干燥工艺流程，采用回转窑干燥机系统。它是一种较传统的干燥方式，被干燥的硫精矿由回转窑一端进入窑内，在抄板作用下物料分散开使其与烟道气有尽可能大的相接触面，物料在窑内运动过程中被加热干燥，最后由窑另一端下部出料口排出。干燥过程所用的热载体为200℃以上的烟道气。 　　回转窑干燥机干燥系统的缺点是电能消耗较大, 设备投资及运行费用较高, 环境污染大，且增加了燃煤的运输、贮存及消耗。 　　盘式连续干燥机干燥硫精矿的流程如下图1。 含湿量为１４％左右的硫精矿由输送器输送到位于盘式干燥机顶部的圆盘定量加料器中，被定量加入干燥机内进行干燥作业。干燥盘内通入０.４ＭＰa的饱和水蒸汽作为加热介质，物料在干燥盘上的运动过程中完成传热传质过程，已干物料在干燥机底部的排料口排出，从物料中逸出的湿汽通过水膜除尘器后由引风机排入大气，除尘用水经澄清处理后循环使用，沉淀下来的硫精矿粉末，捞出晾干后运入硫精砂仓库。热源由工艺废热锅炉所产蒸汽提供。 　　此流程的特点是干燥机连续工作，占地面积小；由于采用蒸汽作为热源，利用的是潜热，因此干燥强度大、热效率高，使能耗大量降低；由于热源由工艺废热锅炉所产蒸汽提供，从而节省了大量的燃煤；设备密闭工作，操作环境好，对环境无污染。 　　图1  盘式连续干燥机干燥硫精矿流程图 　　2  盘式连续干燥机简介 　　盘式连续干燥机是一种新型传导式干燥设备，具有连续运行、密闭操作、蒸发强度大、湿度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小等优点。同时，其配置简单，不需气流干燥所必须配置的旋风除尘器，不使用热风作为加热介质，因此，不会发生因热风和粉尘分离不好随尾气夹带造成的产品损失。 　　盘式连续干燥器由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、碾磙、主轴、传动装置、外壳等组成，中空的干燥盘内通入加热介质。干燥盘在干燥器内水平层式布置，干燥盘静止不动，物料在盘面上在耙叶推动下运动，在运动过程中被干燥盘加热，进行传热传质完成干燥作业，根据被干燥物料的产量、性质、初始及最终含水量，确定干燥盘层数（干燥面积）[2]。 　　3  盘式连续干燥机干燥系统的特点及经济性 　　3.1连续运行，热效率高。盘式连续干燥机以传导传热方式进行干燥，干燥过程中干燥器内只通入极少量（或不通入）空气，其尾气携带量很少，故其热效率可达65%以上。 　　3.2动力消耗低、噪音小。由于干燥过程中料层很薄，主轴转速低，物料传送系统所需的功率小，电耗很少，其全套干燥装置动力消耗仅是对流方式传热装置动力消耗的1/5~1/7，且噪音很小。 　　3.3物料受热均匀，干燥时间短。由于干燥过程中物料在干燥盘中沿阿基米德螺线运动轨迹翻滚前进，物料所走路程为干燥盘半径的5倍，且逐层下落，因此物料接触加热盘面时间基本相同，受热很均匀。 　　3.4物料损失小、环境保护好。由于在干燥过程中，物料上进下出，物料分布也是上湿下干，且干燥尾气流速极低（约0.1m/s）,因此物料粉尘很难浮到设备顶部，更不会被尾气夹带排走，不仅不损失物料，而且不会污染环境。 　　3.5干燥能力大，每台盘式连续干燥机每小时处理硫精矿达30多吨，满足了硫精矿生产硫酸生产线的要求。 　　3.6设备密闭连续操作，工人劳动强度低。 　　3.7干燥介质可利用废热锅炉所产生蒸汽，从而节省了大量的燃煤。 　　3.7产品质量稳定。 　　4  技术经济分析 　　盘式连续干燥器自开发成功后，已在矿业、医药、化工、染料、农药、食品等领域得到大量工业应用，并被证明优于其他干燥设备。表1为在年干燥40万吨硫精矿中使用盘式连续干燥机与回转窑干燥机的经济指标对比。 　　注：1、电价按0.6元/度计；煤价格按350元/t。 　　2、盘式连续干燥机干燥系统干燥介质利用废热锅炉所产生蒸汽。 　　由表1可见，对于年干燥40万吨硫精矿的干燥工序，使用盘式连续干燥机干燥系统比使用回转窑干燥机干燥系统年节约能耗费用472.6448万元，设备投资节约150万元。 　　5  应用前景 　　目前，国内绝大多数使用硫精矿生产硫酸的厂家采用传统的回转窑干燥机干燥硫精矿，由于烘干方式的落后，导致生产效率较低，劳动强度较大，环境污染较严重，生产成本高。而采用盘式连续干燥机干燥硫精矿，则大大减低了生产成本，提高了产品质量，降低了工人的劳动强度，保护了环境。因此，盘式连续干燥器在硫精矿等非金属矿的干燥上具有很好的应用前景。 · 行业聚焦： 混合是现代工业不可缺少的生产工艺，随着中国工业的不断发展，混合系统及混合设备的发展将越来越强大。混合覆盖着整个工业领域，如化工、食品、建材、药品、化肥，我们每天每时使用的产品在生产中至少有一步混合工艺。 　　一、混合及混合机概述 　　混合是指将两种及两种以上的物料物理的参合在一起，不发生任何化学变化。 　　混合包括自流混合和机械混合。自流混合指物料间运动，通过自身摩擦达到最后的均匀混合；机械混合指物料通过机械强制作用达到最后的均匀混合。一般气体混合为自流混合；三维混合设备混合为自流混合与机械混合的结合；所有混合中混合容器不运动的混合均为机械混合。 　　混1.检查油脂添加管路中是否有气体喷吹装置。（建议：喷吹装置尽量安装在离混合机较近的地方） 　　2.检查喷油嘴是否被堵。（建议：添加的油脂加热后在使用可预防喷嘴被堵） 　　3.检查滤油罐中筛网是否损坏。 　　4.调整喷嘴的角度，尽量不能让油喷到混合机两端的墙板和桨叶上。 　　5.适当控制油脂的加热温度，以防油温过高喷到物料中产生油团。 　　6．在工艺上增加混合后成品检验筛，将混合后的油团打散去除。   喷雾干燥以其干燥的粉料颗粒流动性好，颗粒表面特性优异并具有合理的粒度分布而出名。然而使用传统技术干燥具有腐蚀性和磨损性材料时，必须在喷雾过程中使用高机械剪切力，这会导致维护成本上升。专门设计的脉冲燃烧喷雾干燥器克服了这个不足。采用这种干燥器得到的干粉性能与采用传统的系统相当，但受腐蚀和磨损的影响比以前小得多。这是由于脉冲干燥器采自动化的气体动力，而不是采用机械剪切力。这样，采用这种脉冲燃烧干燥器，生产商在干燥磨蚀材料时，不但能降低维护成本，而且，制得的粉料比表面积大，活性大且颗粒分布范围更窄。脉冲燃烧喷雾干燥系统并非是新技术，但对于现有的许多干燥系统来说，这项技术的最传统热风干燥设备热效率低，排放到大气中的烟气污染周围环境，干燥玉米破损率高，浪费粮食。利用真空干燥设备干燥玉米，干燥设备干燥过程要求的温度低，加热介质不直接排放大气，不但没有环境污染，而且余热可回收再利用，可以实现王米在低温下干燥，做到节能环保，同时由温差引起的热应力较小，玉米破损率低，节约了粮食资源。干燥生产试验装置。该装置应用于中药材、干果、红枣、莲子及其它农副产品的干燥加工。物料含水率从40％降至15％的日平均干燥量为1．5一2吨，最大投料量达5吨。该装置太阳能热利用效率高，日平均效率达30一40％，并上下穿透物料层，使物料表面增加与热空气接触的机会：在整体式太阳能干燥器内，辐射换热与对流换热同时起作用，干燥过程得以强化。吸收了水分的湿空气从排气管排出，通过控制阀门，还可以使部分热空气随进气口补充的新鲜空气回流，再次进入干燥室减少排气热损失。系统干燥效率为40％左右，干燥周期17一18h（香菇）。它的显著特点是充分吸收了普通温室型干燥器的优点，而且对干燥器的结构以及通风系统进行了改进。

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