1、工艺流程及设备
1.1 工艺流程选择硫酸钡浆湿物料由含水25%干燥到水10%的过程中,物性有一个逐渐变粘变硬之后又变疏松的过程;选择双桨叶干燥机正适合此物性变化。含水10%以下物料疏松且流动性好,选用盘式干燥器。因此在该项目中采用先双浆叶再盘式干燥的组合,双浆叶和盘式干燥机都属传导型干燥机。工艺流程为由前工序卧式螺旋离心机离心分离后含水25%左右的湿物料首先进入双桨叶干燥机,预干燥到10%含湿量左右,消除物料部分粘性后呈松散粉粒状后,再进入到盘式干燥器内进行干燥作业(流程如图1所示),较终达到产品含湿要求。
1.2 双桨叶干燥机双桨叶干燥机为传导型干燥机。机体由夹套外壳、双螺旋干燥输送轴、驱动机构、顶盖、排湿系统等组成。内加热双螺旋输送干燥器卧式工作,外壳夹套和干燥输送轴内通入0.6MPa蒸汽,湿物料从干燥器设在顶盖上的加料口加入干燥机内,在转动的干燥输送轴的推动下不断翻滚前进,物料在运动过程中完成传热的干燥作业;干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同时完成输送过程。
1.3双桨叶干燥机特点⑴双桨叶干燥机处理物料范围广,可使用不同热介质,可处理膏状、颗粒状、粉状物料,既可处理热敏性物料,又可处理需高温处理的物料;⑵整个干燥过程密闭操作,在搅拌、混合过程中使物料剧烈翻动,物料颗粒充分与传热面接触,在轴向区间内,物料的温度、湿度、混合度梯度很小,从而保证了工艺的稳定性;同时也获得了较高的换热系数,换热系数一般可以达到80-350W/(㎡?K);⑶双桨叶干燥机间接加热物料,没有大量空气携带走热量,能耗相对较低;⑷干燥机内从物料中释放出的水蒸汽由干燥器**部的排气管直接排出,该尾气主要成份是水蒸汽,气速较低,粉尘少,不存在干燥产品的夹带问题;环境污染小,同时减少了粉尘回收设备投资;⑸双桨叶干燥机既可连续操作也可间歇操作,低速搅拌及合理的结构。磨损量小,维修费用很低。
1.4 盘式干燥机盘式连续干燥机是一种新型传导式干燥设备,盘式连续干燥机立式工作,由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、主轴、传动装置、外壳等组成;湿物料由**部的加料口加入,中空的干燥盘内通入250℃的导热油。干燥盘分为大盘和小盘两种,在干燥器内水平层式布置,干燥盘静止不动,物料在大盘上在耙叶推动下由外向里运动,由大盘的里缘落入小盘的里缘,物料在小盘上由里向外运动,由小盘的外缘落入大盘,物料在干燥盘面上由耙叶输送、翻动,呈阿基米德螺旋线轨迹运动,在运动过程中被干燥盘加热,进行传热传质完成干燥作业,通过每层干燥盘后由干燥器的底部排出,整个干燥过程密闭操作,从物料中释放出的水蒸汽经过脉冲袋式除尘器除尘后,由引风机排放至大气。
1.5盘式干燥机特点⑴在加热圆盘中,物料被耙叶慢速推动,物料之间相互磨损很小,干燥前后物料的形状、大小变化很小,破损率较低,对晶体物料的表面质量几乎不会产生影响;⑵物料温度控制准确、容易,物料的停留时间可以精确调整;⑶物料的流向单一,无返混现象,干燥均匀、质量稳定,不需要再混合;⑷盘式连续干燥机其配置简单,不需配备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;可连续运行、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;
1.6 设备选材由于BaSO4产品对铁离子有严格要求,因此双桨叶干燥机及盘式干燥机接触物料部分采用0Cr18Ni9不锈钢;其配套设施如除尘设备等,为了不影响回收部分产品的品质,同样也使用0Cr18Ni9不锈钢材质。
2 设备性能及操作参数2.1 设备性能参数(表1)表1 年产20000t硫酸钡两级干燥机性能参数
项目参数 |
一级双桨叶干燥机 |
二级盘式干燥机 |
干燥机规格 |
60m2 |
GDPG2500/14C |
传热介质 |
蒸汽 |
导热油 |
消耗(蒸汽/烟煤) |
2.5t/h |
130公斤/小时 |
干燥面积(㎡) |
60㎡ |
60㎡ |
主轴转速(rad/min) |
15 |
1~9 |
电机功率(kw) |
55 |
7.5 |
2.2 设备生产操作参数(表2)表2 硫酸钡生产操作参数
项目参数 |
一级双桨叶干燥机 |
二级盘式干燥机 |
硫酸钡初始含湿率(%) |
25% |
9% |
处理量(t/h) |
3.74 |
3.08 |
年处理量 (万t/年) |
2.68 |
2.22 |
物料初始温度℃ |
20 |
80 |
干燥机内物料温度℃ |
80 |
100 |
传热介质温度(℃) |
160℃ |
250℃ |
干燥后产品含湿率% |
9% |
0.2% |
干燥后半成品与成品(t/h) |
3.08 |
2.8 |
半成品与成品(万t/年) |
4.43 |
2.02 |
将双桨叶干燥机和盘式干燥机组合对硫酸钡进行干燥,充分有效的利用了其各自的优点,双桨叶干燥机有效的解决了湿钡粘性大,不易处理的问题;盘式干燥机有效的解决了水份在10%以下的深度干燥的效果问题,其组合系统在工业化实际生产过程的使用效果良好。双浆叶加盘干组合干燥系统与闪蒸干燥系统相比,在相同产量及生产条件下,组合干燥系统可节能30%-40%左右,但是双浆叶加盘干组合干燥系统的造价偏高;双浆叶加盘干组合干燥系统与两级双浆叶干燥系统相比,后者的造价及电耗更高;双浆叶加盘干组合干燥系统与回转干燥窑相比,后者系统的占地面积较大,投资偏高,且产品的的白度不能保证。
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