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盘式连续干燥器在氢氧化钡生产中的应用

作者: 发表时间:2013-12-24 14:59:00

1 前言
    氢氧化钡为无色透明结晶或白色粉末。在干燥过程中能失去7分子结晶水,约在78℃失去全部结晶水。氢氧化钡固体放在空气中极容易潮解,然后与二氧化碳生成碳酸钡和水。主要用于制特种肥皂、杀虫剂、硬水软化、甜菜糖精制、锅炉除垢、玻璃润滑、有机合成和钡盐制备。具有高毒类,车间空气中有害物质的最高容许浓度0.1mg/m3。 在其生产中,干燥操作单元是一个重要环节,根据氢氧化钡的物理化学性质(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,通常可采用气流管干燥机系统或盘式连续干燥器系统。干燥器能否正确选择直接影响到产品的质量、操作环境和运行成本。选择干燥器时,一般需考虑以下几个因素:干燥器能否不污染环境、是否易于操作、热效率是否高、能耗是否少、占地面积是否小、是否能保证产品质量。综合以上几点的考虑及对物料性质的分析,最适合此种物料干燥的干燥机——盘式连续干燥器,要远远优于传统干燥所选用的气流管干燥机。
    2 干燥流程简介
    原干燥工艺流程,采用气流管干燥机系统。它是一种较传统的干燥方式,被干燥的氢氧化钡由输送器推送至气流管干燥室中。预热的空气经气体分布器进入干燥室。在热空气向上流动的作用下使湿物料分散流态化和干燥,成为粒状或粉末状产品,从干燥室出口由气体携带至气固分离器,收集成为产品。干燥过程所用的热载体为蒸汽间接换热产生的130℃的热风。
    气流管干燥机干燥系统的缺点是电能消耗较大, 设备占地面积广及运行费用较高, 环境污染大。
    盘式连续干燥器干燥氢氧化钡的流程如下图1
    含湿量为6%左右的氢氧化钡由螺旋定量加料器定量加入输送器输送,由盘式连续干燥器顶部进入干燥器内进行干燥作业。干燥盘内通入热水作为加热介质,物料在干燥盘上运动完成传热传质过程,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由引风机排入大气。
    此流程的特点是干燥器连续工作,占地面积小;由于采用热水作为热源,更加稳定准确的控制温度,有利于干物料水分的控制;而且设备密闭工作,操作环境好,对环境无污染,减少氢氧化钡向碳酸钡的转变,保证产品质量。

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                             图1  盘式连续干燥机干燥氢氧化钡流程图
    3 盘式连续干燥器简介
    盘式连续干燥器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,不需气流管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,不会发生因热风与物料接触影响产品的质量以及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、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)。
    4 盘式连续干燥器干燥系统的特点及经济性
    4.1 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不通入空气,其尾气携带量很少,故其热效率可达75%以上。
    4.2 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。
    4.3 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。
    4.4 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。
    4.5 设备密闭连续操作,工人劳动强度低。
    4.6 安装方便、占地面积小。由于干燥盘层式布置、立式安装,即使干燥面积很大,占地面积也很小。
    4.7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。
    4.8 产品质量稳定,避免物料与空气中二氧化碳接触而发生化学反应。
    5 技术经济分析
    盘式连续干燥器自开发成功后,已在无机盐、电池材料、矿业、医药、化工、染料、农药、食品等领域得到大量工业应用。表1为在年干燥1.6万吨氢氧化钡中使用盘式连续干燥器与气流干燥机的经济指标对比。
             表1  年干燥1.6万吨氢氧化钡中使用盘式连续干燥器与气流干燥机的经济指标对比表:

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     注:1、电价按0.8元/度计,蒸汽按150元/吨计。
        2、年工作时间按8000小时计。
     由表1可见,对于年干燥1.6万吨氢氧化钡的干燥工序,使用盘式连续干燥器干燥系统比使用气流干燥机干燥系统年节约能耗费用94.888万元。
    6 应用前景
    目前,国内绝大多数生产氢氧化钡的厂家采用传统的气流管干燥机干燥,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,产品品质不稳定。而采用盘式连续干燥器干燥氢氧化钡,则大大降低了生产成本,提高了产品质量,降低了工人的劳动强度,保护了环境。因此,盘式连续干燥器在氢氧化钡等无机盐的干燥上具有很好的应用前景。
参考文献
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