闪蒸干燥机在多品种氧化铝工业化生产中的应用-常州市广博干燥设备有限公司

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闪蒸干燥机在多品种氧化铝工业化生产中的应用

1. 颗粒物料干燥过程的机理
　　颗粒物料进入闪蒸干燥机后，热气流首先将热量传给颗粒表面，水分立即蒸发，并向外界扩散。表面水分的蒸发，引起颗粒表面和内部的水分差，水分将从颗粒内部不断地扩散到表面，再由表面向外界蒸发，此过程循环往复，最后达到整个颗粒的干燥。
　　1.1 升速干燥阶段
　　颗粒置于温度较高而相对湿度小于100％的传热介质中，在较短时间内，表面被加热到干燥介质湿球温度，水分蒸发的速度增长很快，颗粒吸收的热量和蒸发水分耗去的热量相等，达到平衡。此阶段时间很短，排出水量不大，之后进入等速阶段。
　　1.2 等速干燥阶段
　　在此阶段，颗粒表面蒸发的水分，由其内部向表面源源不断地补充，因而颗粒表面总是保持润湿状态。此时干燥速度保持不变，颗粒表面温度亦保持不变。该阶段水分的蒸发，理论上可按外扩散（蒸发）公式及传热公式计算干燥速度：
　　I外＝ M /（t·F）＝ a〔η（t湿球－t表）〕，kg/m2h
　　由上式可看出，蒸发速度（干燥速度）与颗粒表面和周围介质水蒸气浓度及温度差有关。其差愈大，干燥速度也愈大。另外，干燥速度还与颗粒表面的空气速度有关。颗粒表面总有一层不易流动的空气膜，它的厚度减小有利于水份蒸发和热交换。因而增大颗粒表面气流的速度，使空气膜减薄，可显著提高干燥速度。
　　1.3 降速干燥阶段
　　此阶段蒸发速度和热量的消耗大为降低，颗粒表面温度高于介质的湿球温度并逐渐升高，与载热体之间温差减小，直至接近或相同。
　　1.4 平衡阶段
　　此时颗粒表面水分吸湿和蒸发达到平衡，干燥速度为零。
　　颗粒中的水分亦即干燥最终水分，通常不应低于储存时的平衡水分。旋转闪蒸干燥机由于干燥后物料粒度颗粒粒度很小，物料在干燥筒内停留时间极短，通常在1～3s。因此，颗粒的干燥处于等速干燥阶段，其表面的温度就是干燥介质的湿球温度。采用旋转闪蒸干燥机，物料的粒度均匀，表面无开裂、变形和过热，有利于保证产品质量。
　　2. 旋转闪蒸干燥机内颗粒的运动状态及干燥过程
　　热气流从筒下部沿筒壁切线方向进入筒内，在筒内高速旋转上升，与湿物料相遇后，旋转叶片将物料粉碎，热气流将物料加热，吹散。细颗粒物料的水份分被蒸发并随热气流螺旋上升，从排风口排出，经分离装置分离后形成干品。粗颗粒物料螺旋上升一段高度后，由于其悬浮速度小于干燥机的操作速度，因此将停止上升并滑落，经粉碎变成细颗粒，被热风吹散后再重复上述过程。干燥机内旋转叶片的独特设计及布置，有利于物料的快速碎散和干燥，分级环结构的合理设计，可保证产品的最终含水量和颗粒粒度。
　　干燥机中的热交换，主要表现为气流和颗粒、筒壁与颗粒的两种热交换。
　　如前所述，干燥过程的实质是水分的扩散过程，是靠外扩散和内扩散进行的。
　　水分子移动依其动力的不同，可分为湿传导和湿热传导。
　　2.1 湿传导
　　干燥过程中，由于表面水分的蒸发，颗粒表面水分与内部水分形成浓度差，因而在颗粒半径方向有一个水分梯度，引起水分由内部向表面移动。这种扩散、传导是由水分差引起的。
　　2.2 湿热传导
　　由于颗粒表面水分蒸发时需要吸收热量，造成颗粒内部与表面的温度差，即在半径方向存在一个温度差温度梯度。由此引起的水分移动称湿热传导。
　　在用于热空气干燥时，湿扩散由颗粒内部向外部表面进行。同时，由于颗粒表面温度往往高于其内部温度，热扩散则使水分由颗粒表面向内部移动。因此，可以看作热扩散阻碍湿扩散的进行，降低了干燥速度。
　　旋转闪蒸干燥机由高速热气流沿切线方向给入筒体，由于筒体内的螺旋运动，一方面降低颗粒周围的介质温度，同时增加了周围介质流速和温度，提高了外扩散的速度，另一方面高温气流高速冲击位于筒体下部的颗粒聚集体（温度较高的料团），加之筒体内搅拌叶片的作用，使聚集体碎散，粒度变小，内部毛细管的长度也因之减小，强化了内扩散的效果，降低其阻力。该过程的反复，消除了物料结块，强化了颗粒水分的蒸发。
　　颗粒和热气流的流动方式，在筒体下部既有对流，也有顺流（并流）。对粗粒聚集体更是对流和顺流反复换热。对于细粒物料，上述过程则随热气流同程进行，因而干燥过程可瞬间完成。对于粗聚集体的干燥，实际上是采用高温低湿的热空气进行。这些粗聚集体主要是由水份分子吸附，充填于颗粒空隙之间，采用高温低湿的条件，使整个聚集体的热传导缓慢，造成局部应力集中而使其干裂、碎散，加速干燥过程，提高热效率。
　　3. 闪蒸干燥机的工艺流程
　　旋转闪蒸干燥机属连续工作的干燥设备，由主机和螺旋给料机构组成，并分别由电动机单独驱动。
　　旋转闪蒸干燥机，除主机外还必须具备：供热部分，供气部分，成品收集部分。一般此三部分中供热多采用燃煤、燃油、燃气的热风炉或采用电力、蒸汽换热器；供气系统则由离心式通风机及其管路、阀等组成；成品收集部分则由旋风分离器和袋式过滤器等组成。
　　4. 多品种氧化铝干燥的工艺性及参数选择
　　多品种氧化铝的干燥习惯采用的干燥方式为箱式、带式或回转滚筒干燥，这些干燥物料多处于静态或半动态干燥过程，干燥时间长，能耗高，且干燥后的物料还需进行粉碎、分级过程，造成产品质量低，能耗高，产品浪费严重，形成粉尘环境污染，闪蒸干燥机是全动态干燥方式。高含湿物料进入干燥机内经过几秒钟的瞬间即干燥成粉，完成干燥、分散、分级过程，干燥热介质与被干燥物料是在最大比表面积传热状态下进行表现出瞬间传热干燥特点，使能源利用率明显提高，产品表观、流动性、均匀性异常突出，干燥过程是在封闭状态下进行，提高产品回收率，减少环境污染，这种干燥方式在多品种氧化铝产品干燥上表现出显著特点。
　　多品种氧化铝产品干燥过程，首先将压滤或离心脱水后的产品，由可调速的送料机送入干燥机内，这种送料装置具有送料稳定并可克服不同物料的粘性，干燥机的热源可采用间接或直接燃烧的加热器。燃料为天然气、柴油、液化气，如燃煤应采用机烧式燃煤热风炉，保证燃煤温度稳定，燃烧尾气符合环保要求，系统稳定的设定根据干燥产品物性进行选择，过高温度易引起个别物料表面烧结，结晶水析出及热敏色变等，在进入闪蒸干燥机内的物料经分散、干燥、粒度分级过程后由后部气体捕集系统进行气固分离，分离参数选择要视物料粒度进行确定，对超细物料要限定进入袋滤器的风速不大于1米/秒为宜以防止跑料，以阻燃用氢氧化铝为例，将压滤后含水为50﹪以上的滤饼送入闪蒸干燥机内，进口风温为250～300℃，干燥后物料终水1﹪以下，SKSZ125型每小时产量为500～700kg/h，系统配置功率65千瓦，占地120m2。
　　旋转闪蒸干燥机的作业、动态、连续、快速、产品品质均匀，系统操作稳定，且节能、降耗、无污染，在多品种氧化铝的干燥，以及在轻金属行业产品方面将会得到更广泛的应用。

· 行业聚焦：

　　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　　传导干燥法通过金属等蜀面间接传递干燥所需要的热量。干燥速率比直接干燥法低。恒速干燥期间产品温度与加热源的温度没有关系，大体与装置内气体压力的饱和温度相同。为了提高干燥速率和防止干燥不均，通常用机械搅拌或使容器本身旋转，以增加或不断更新物料的传热面，因此有必要深入研究传热机构的附着问题。干燥装置本身价格昂贵，但其特点是集尘系统的负荷小，热效率高，溶剂容易回收，总的费用比直接干燥法便宜得多。
　　(1)带式干燥机
　　带式干燥机由若干个独立的单元段组成。每个单元段包括循环风机、加热装置、单独或公用的新鲜空气抽入系统和尾气排出系统。对干燥首页我们介绍一下冷凝式干燥器的原理，利用的是水蒸气遇冷凝结原理，采用该技术对氢气干燥，干燥程度完全取决于气体被冷至温度露点过制冷循环将氢气温度降低至所需露点温度以下，多余的水份被凝结成霜或液态水，然后经热气化霜排出，达到降低氢气绝对湿度的目的。冷凝式氢气干燥器是基于上述原理发展起来的，也就决定了此类器能连续去湿、降湿量大，并具有干燥与降温双重功能，被处理后的氢气为冷干氢气，较吸附式的去湿与升温后生成的热干氢气更适合氢气对发电机的冷却作用。
　　再介绍一下冷凝式干燥器分类：按制冷方式不同，冷凝式氢气干燥器可分为二大类：
　　半导体制冷又称温差制冷或热电制冷，这项技术自20世纪50年代

每种干燥装置都有其特定的适用范围，而每种物料都可找到若干种能满足基本要求的干燥装置,但最适合的只能有一种。如选型不当，用户除了要承担不必要的一次性高昂采购成本外，还要在整个使用期内付出沉重的代价，诸如效率低、耗能高、运行成本高、产品质量差、甚至装置根本不能正常运行等等。

以下是干燥装置选型; 1、如果一开机时，料不成条出现粘模头的现象，是模头温度过高，等稍一冷却即可正常，一般情况下不用停机。

2、水温一般应在50---60℃，低了容易断条，超出容易粘连，初开机时最好加一半热水，如没有条件，切粒时可用人向切粒机内输送一段时间，等水温升高后再让其自动切粒，以免断条，水温超过60℃后，需向内循环加入冷水，以保持温度。

3、切粒时一定要将条拉均后才能入兑辊，否则将损坏切粒机。如排气孔向外争剧冒料，证明杂质已堵住了过滤网，此时须速停机更换网片，网片可选用40---60目

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