旋转闪蒸干燥机在特种二氧化硅产品中的应用

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    旋转闪蒸干燥技术是我国在20世纪80年代从国外引进的先进干燥技术，它克服了常规干燥设备能耗高和流化床干燥不均匀的缺点，将干燥技术和流化床技术综合为一体成为一种具有高效、节能、快速等特点的理想的干燥设备，从上世纪九十年代开始，已在我国的轻工、染料、涂料、矿山、食品、石油等行业逐步得到广泛应用。       二氧化硅，俗称白炭黑，是橡胶、涂料、牙膏、医药、农药等行业常用的一种化工原料。在二氧化硅的生产过程中，干燥是一个十分重要的环节。目前较多应用的干燥方式有三种：旋转闪蒸干燥、离心喷雾干燥和低压混流喷雾造粒干燥，特别是旋转闪蒸干燥，可将二氧化硅滤饼直接干燥成粉末状成品，因而被广泛使用。       1 旋转闪蒸干燥机的工作原理和特点       1.1旋转闪蒸干燥系统的组成       旋转闪蒸干燥机是流化床和气流干燥的组合，是一种连续干燥设备，主要由干燥主机、供热设备、成品收集三部分组成，旋转闪蒸干燥系统的组成如图1所示。         1.2旋转闪蒸干燥机的工作原理       旋转闪蒸干燥机的工作原理是：湿料(滤饼)由螺旋加料机定量加入干燥机内，热风由干燥机的底部切线进入，产生高速螺旋向上的气流，如图2所示。湿料在高速气流的冲击和机内搅拌的共同作用下，在被干燥的同时，粒子也被粉碎和分级。粒子越小，气固传热的速度越快。小粒子在旋转气流的作用下，由干燥机下部的流化段上升至上部的干燥段合格品由顶部分级器与热风一起进入旋风分离器，经分离收集成为成品包装;而粒子较大和湿度较高的粒子，在重力和离心力的作用下，重新回落到干燥机的中、下段，再次粉碎和干燥。         1.3旋转闪蒸干燥机的特点     &nbsls螺旋输送机p; 旋转闪蒸干燥机集干燥、粉碎与分级于一体，湿物料在很短时间内完成干燥和粉碎过程。与其它干燥器相比，旋转闪蒸干燥机具有产能大矿用筛、连续输送机连续性生产、设备紧凑、密闭性好收率不锈钢输送带高、适用范围广等特点，尤其适合膏状、浆状及热敏性物料的干燥。

    2 旋转闪蒸干燥机在特种二氧化硅产品中的应用       2.1物料状况       二氧化硅具有多孔性，吸水性强，湿滤饼含水量在65%~85%之间。普通的二氧化硅产品含水量一般在5%~8%之间，一些用途特殊的二氧化硅产品，对产品含水量要求较高，产品出厂水分要求≤5%，考虑到二氧化硅产品的吸潮性强和仓储影响，要求生产内控指标产品水分≤3.5%。       2.2工艺参数优化选择       选用U800型旋转闪蒸干燥机，用于普通的二氧化硅产品的生产，产品质量达到要求，并收到了良好的应用效果但用于含水量≤3.5%的特种二氧化硅产品时，效果不理想产品含水量达不到要求。为此，进行调整工艺操作条件实验。       2.2.1进口温度       为了强化干燥过程和提高经济效益，干燥介质的进口温度宜保持在物料允许的最高温度，图3是进口温度对二氧化硅水分的影响。随着温度升高，二氧化硅水分下降，综合考虑能耗和指标要求，普通的二氧化硅产品干燥进口温度选择200~250℃。对于特种二氧化硅的干燥，提高进口温度，水分有一定下降，但未能达到水分要求，而且在生产中，进口温度超过250℃，物料容易发生过热结块，而且能耗增大。因此，特种二氧化硅干燥的进口温度选择250℃，产品水分大约5%。         2.2.2出口温度       出口温度的选择完全依赖于产品最终含水量要求，而干燥介质的出口温度一般通过实际测得，出口温度是旋转闪蒸过程的一个极其重要的参数，它随进口温度和干燥过程变化。图4是出口温度对二氧化硅水分的影响，随着温度升高，二氧化硅水分下降。普通的二氧化硅产品干燥出口温度一般选择100~110℃。对于特种二氧化硅的干燥，提高出口管式螺旋输送机温度，水分有一定下降，但也未能达到小于3.5%的要求，而且在生产中，出口温度超过140℃，布袋除尘器的布袋容易受损。因此，特种二氧化硅干燥的出口温度选择110℃，产品水分大约5%。         2.2.3调节分自击式破碎机级器       分级器的调节，对产品的产量产生影响，图5是产量对二氧化硅水分的影响，随产量增加，产品水分增大。振动筛分机械若调小分级器，可以提高产品的细度，产量降低，使得产振动给煤机量下降，产品水分降低。综合考虑，特种二氧化硅产量选择80~100kg·^{-立式振动电机煤矸石粉碎机电磁激振器皮带给料机1}，产品水分大约4%。此外，我们还进行了降低热风风速、提高搅拌速度、增加气固接触强度等实验，产品含水量均未取得明显降低效果。         2.3旋转闪蒸干燥机的改进       特种二氧化硅的干燥采用传统的厢式干燥器，只要延长干燥时间，产品的水分就可达到要求。将旋转闪蒸干燥机与厢式干燥器对比可知，对于多孔性的特种二氧化硅，旋转闪蒸干燥机瞬间干燥的特点既是优点又是弱点，因此，为了降低特种二氧化硅水分，必须适当延长气固接触时间。       在保持旋转闪蒸干燥机产量和其它工艺参数不变的情况下，对旋转闪蒸干燥机进行改进，在旋风分离器下面增设一个贮料罐，使物料在旋风分离器和贮料罐中进行良好保温利用物料自身的热能(100℃)进行静态干燥，每隔30~45min放料一次。这样做延长了物料的干燥时间，特种二氧化硅水分从4%~5%降到2.5%~3.5%，达到质量要求，同时，也没有增加能耗。改进后的旋转闪蒸干燥机应用在广州市人民化工厂特种2生产中，效果良好，其圆振筛应用情况见表1。         3 结论   &nb斗式输送机sp;   旋转闪蒸干燥机经改进后，在保持用于普通二氧化硅产品的产量和其它工艺参数不变的情况下，应用于特种二氧化硅产品的生产实际中，取得良好效果。特种二氧化硅水分从4%~5%降到2.5%~3.5%，产品质量得到提高，且不用增加能耗。旋转闪蒸干燥机技术先进，性能可靠，但由于湿料的性能差异较大，其应用条件必须在生产实践和试验中确定。 振动筛