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文章摘要:本文介紹了旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)干燥工藝過(guò)程、干燥機(jī)理,并介紹了該裝置對(duì)多品種氧化鋁干燥的操作性及其設(shè)備特點(diǎn)。 主題詞:閃蒸干燥機(jī);多品種氧化鋁 多品種氧化鋁有別于冶煉級(jí)氧化鋁,它在晶形結(jié)構(gòu)、化學(xué)成分、外觀形狀、粒度分布等方面具有特色,因而有特殊物理化學(xué)性能,在多品種氧化鋁如催化劑用氫氧化鋁,阻燃劑用氫氧化鋁,活性氧化鋁等產(chǎn)品的干燥工藝過(guò)程滿足工藝要求,提高產(chǎn)品質(zhì)量,減少作業(yè)環(huán)節(jié),節(jié)能降耗的重要過(guò)程,適應(yīng)這些特點(diǎn)的干燥設(shè)備的應(yīng)用是人們所關(guān)心的重要課題。 東北大學(xué)遼寧東大粉體工程技術(shù)有限公司,一九九○年在吸收借鑒國(guó)外設(shè)備及工藝基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)生產(chǎn)出適合國(guó)情,具有技術(shù)特點(diǎn)的閃蒸干燥設(shè)備,已形成專業(yè)化系列化產(chǎn)品,在化工、建材、冶金等領(lǐng)域形成工業(yè)化規(guī)模應(yīng)用,對(duì)多品種氧化鋁的干燥已取得成功的經(jīng)驗(yàn)和較完善的工藝配套系統(tǒng)。本文對(duì)旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)干燥過(guò)程作一介紹,以期有助于對(duì)多品種氧化鋁干燥上的選擇與應(yīng)用。 1. 顆粒物料干燥過(guò)程的機(jī)理 顆粒物料進(jìn)入干燥機(jī)后,熱氣流首先將熱量傳給顆粒表面,水分立即蒸發(fā),并向外界擴(kuò)散。表面水分的蒸發(fā),引起顆粒表面和內(nèi)部的水分差,水分將從顆粒內(nèi)部不斷地?cái)U(kuò)散到表面,再由表面向外界蒸發(fā),此過(guò)程循環(huán)往復(fù),最后達(dá)到整個(gè)顆粒的干燥。 1.1 升速干燥階段 顆粒置于溫度較高而相對(duì)濕度小于100%的傳熱介質(zhì)中,在較短時(shí)間內(nèi),表面被加熱到干燥介質(zhì)濕球溫度,水分蒸發(fā)的速度增長(zhǎng)很快,顆粒吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等,達(dá)到平衡。此階段時(shí)間很短,排出水量不大,之后進(jìn)入等速階段。 1.2 等速干燥階段 在此階段,顆粒表面蒸發(fā)的水分,由其內(nèi)部向表面源源不斷地補(bǔ)充,因而顆粒表面總是保持潤(rùn)濕狀態(tài)。此時(shí)干燥速度保持不變,顆粒表面溫度亦保持不變。該階段水分的蒸發(fā),理論上可按外擴(kuò)散(蒸發(fā))公式及傳熱公式計(jì)算干燥速度: I外 = M /(t?F)= a〔η(t濕球-t表)〕,kg/m2h 由上式可看出,蒸發(fā)速度(干燥速度)與顆粒表面和周?chē)橘|(zhì)水蒸氣濃度及溫度差有關(guān)。其差愈大,干燥速度也愈大。另外,干燥速度還與顆粒表面的空氣速度有關(guān)。顆粒表面總有一層不易流動(dòng)的空氣膜,它的厚度減小有利于水份蒸發(fā)和熱交換。因而增大顆粒表面氣流的速度,使空氣膜減薄,可顯著提高干燥速度。 1.3 降速干燥階段 此階段蒸發(fā)速度和熱量的消耗大為降低,顆粒表面溫度高于介質(zhì)的濕球溫度并逐漸升高,與載熱體之間溫差減小,直至接近或相同。 1.4 平衡階段 此時(shí)顆粒表面水分吸濕和蒸發(fā)達(dá)到平衡,干燥速度為零。 顆粒中的水分亦即干燥最終水分,通常不應(yīng)低于儲(chǔ)存時(shí)的平衡水分。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)由于干燥后物料粒度顆粒粒度很小,物料在干燥筒內(nèi)停留時(shí)間極短,通常在1~3s。因此,顆粒的干燥處于等速干燥階段,其表面的溫度就是干燥介質(zhì)的濕球溫度。采用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備,物料的粒度均勻,表面無(wú)開(kāi)裂、變形和過(guò)熱,有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。 2. 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及干燥過(guò)程 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的工作原理,主機(jī) 干燥筒的示意圖,見(jiàn)圖1。 圖1 干燥筒體示意圖 熱氣流從筒下部沿筒壁切線方向進(jìn)入筒內(nèi),在筒內(nèi)高速旋轉(zhuǎn)上升,與濕物料相遇后,旋轉(zhuǎn)葉片將物料粉碎,熱氣流將物料加熱,吹散。細(xì)顆粒物料的水份分被蒸發(fā)并隨熱氣流螺旋上升,從排風(fēng)口排出,經(jīng)分離裝置分離后形成干品。粗顆粒物料螺旋上升一段高度后,由于其懸浮速度小于干燥機(jī)的操作速度,因此將停止上升并滑落,經(jīng)粉碎變成細(xì)顆粒,被熱風(fēng)吹散后再重復(fù)上述過(guò)程。干燥機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片的獨(dú)特設(shè)計(jì)及布置,有利于物料的快速碎散和干燥,分級(jí)環(huán)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計(jì),可保證產(chǎn)品的最終含水量和顆粒粒度。 干燥機(jī)中的熱交換,主要表現(xiàn)為氣流和顆粒、筒壁與顆粒的兩種熱交換。 如前所述,干燥過(guò)程的實(shí)質(zhì)是水分的擴(kuò)散過(guò)程,是靠外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散進(jìn)行的。 水分子移動(dòng)依其動(dòng)力的不同,可分為濕傳導(dǎo)和濕熱傳導(dǎo)。 2.1 濕傳導(dǎo) 干燥過(guò)程中,由于表面水分的蒸發(fā),顆粒表面水分與內(nèi)部水分形成濃度差,因而在顆粒半徑方向有一個(gè)水分梯度,引起水分由內(nèi)部向表面移動(dòng)。這種擴(kuò)散、傳導(dǎo)是由水分差引起的。 2.2 濕熱傳導(dǎo) 由于顆粒表面水分蒸發(fā)時(shí)需要吸收熱量,造成顆粒內(nèi)部與表面的溫度差,即在半徑方向存在一個(gè)溫度差 溫度梯度。由此引起的水分移動(dòng)稱濕熱傳導(dǎo)。 在用于熱空氣干燥時(shí),濕擴(kuò)散由顆粒內(nèi)部向外部表面進(jìn)行。同時(shí),由于顆粒表面溫度往往高于其內(nèi)部溫度,熱擴(kuò)散則使水分由顆粒表面向內(nèi)部移動(dòng)。因此,可以看作熱擴(kuò)散阻礙濕擴(kuò)散的進(jìn)行,降低了干燥速度。 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)由高速熱氣流沿切線方向給入筒體,由于筒體內(nèi)的螺旋運(yùn)動(dòng),一方面降低顆粒周?chē)慕橘|(zhì)溫度,同時(shí)增加了周?chē)橘|(zhì)流速和溫度,提高了外擴(kuò)散的速度,另一方面高溫氣流高速?zèng)_擊位于筒體下部的顆粒聚集體( 溫度較高的料團(tuán)),加之筒體內(nèi)攪拌葉片的作用,使聚集體碎散,粒度變小,內(nèi)部毛細(xì)管的長(zhǎng)度也因之減小,強(qiáng)化了內(nèi)擴(kuò)散的效果,降低其阻力。該過(guò)程的反復(fù),消除了物料結(jié)塊,強(qiáng)化了顆粒水分的蒸發(fā)。 顆粒和熱氣流的流動(dòng)方式,在筒體下部既有對(duì)流,也有順流(并流)。對(duì)粗粒聚集體更是對(duì)流和順流反復(fù)換熱。對(duì)于細(xì)粒物料,上述過(guò)程則隨熱氣流同程進(jìn)行,因而干燥過(guò)程可瞬間完成。對(duì)于粗聚集體的干燥,實(shí)際上是采用高溫低濕的熱空氣進(jìn)行。這些粗聚集體主要是由水份分子吸附,充填于顆?障吨g,采用高溫低濕的條件,使整個(gè)聚集體的熱傳導(dǎo)緩慢,造成局部應(yīng)力集中而使其干裂、碎散,加速干燥過(guò)程,提高熱效率。 3. 閃蒸干燥機(jī)的工藝流程 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)屬連續(xù)工作的干燥設(shè)備,由主機(jī)和螺旋給料機(jī)構(gòu)組成,并分別由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng),除主機(jī)外還必須具備:供熱部分,供氣部分,成品收集部分。一般此三部分中供熱多采用燃煤、燃油、燃?xì)獾臒犸L(fēng)爐或采用電力、蒸汽換熱器;供氣系統(tǒng)則由離心式通風(fēng)機(jī)及其管路、閥等組成;成品收集部分則由旋風(fēng)分離器和袋式過(guò)濾器等組成。 上述系統(tǒng)配置是閃蒸干燥機(jī)系統(tǒng)的基本配置,對(duì)特殊物料應(yīng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)整,以適應(yīng)不同物料干燥的要求。 4. 多品種氧化鋁干燥的工藝性及參數(shù)選擇 多品種氧化鋁的干燥習(xí)慣采用的干燥方式為箱式、帶式或回轉(zhuǎn)滾筒干燥,這些干燥物料多處于靜態(tài)或半動(dòng)態(tài)干燥過(guò)程,干燥時(shí)間長(zhǎng),能耗高,且干燥后的物料還需進(jìn)行粉碎、分級(jí)過(guò)程,造成產(chǎn)品質(zhì)量低,能耗高,產(chǎn)品浪費(fèi)嚴(yán)重,形成粉塵環(huán)境污染,閃蒸干燥機(jī)是全動(dòng)態(tài)干燥方式。高含濕物料進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)經(jīng)過(guò)幾秒鐘的瞬間即干燥成粉,完成干燥、分散、分級(jí)過(guò)程,干燥熱介質(zhì)與被干燥物料是在****比表面積傳熱狀態(tài)下進(jìn)行表現(xiàn)出瞬間傳熱干燥特點(diǎn),使能源利用率明顯提高,產(chǎn)品表觀、流動(dòng)性、均勻性異常突出,干燥過(guò)程是在封閉狀態(tài)下進(jìn)行,提高產(chǎn)品回收率,減少環(huán)境污染,這種干燥方式在多品種氧化鋁產(chǎn)品干燥上表現(xiàn)出顯著特點(diǎn)。 多品種氧化鋁產(chǎn)品干燥過(guò)程,首先將壓濾或離心脫水后的產(chǎn)品,由可調(diào)速的送料機(jī)送入干燥機(jī)內(nèi),這種送料裝置具有送料穩(wěn)定并可克服不同物料的粘性,干燥機(jī)的熱源可采用間接或直接燃燒的加熱器。燃料為天然氣、柴油、液化氣,如燃煤應(yīng)采用機(jī)燒式燃煤熱風(fēng)爐,保證燃煤溫度穩(wěn)定,燃燒尾氣符合環(huán)保要求,系統(tǒng)穩(wěn)定的設(shè)定根據(jù)干燥產(chǎn)品物性進(jìn)行選擇,過(guò)高溫度易引起個(gè)別物料表面燒結(jié),結(jié)晶水析出及熱敏色變等,在進(jìn)入閃蒸干燥機(jī)內(nèi)的物料經(jīng)分散、干燥、粒度分級(jí)過(guò)程后由后部氣體捕集系統(tǒng)進(jìn)行氣固分離,分離參數(shù)選擇要視物料粒度進(jìn)行確定,對(duì)超細(xì)物料要限定進(jìn)入袋濾器的風(fēng)速不大于1米/秒為宜以防止跑料,以阻燃用氫氧化鋁為例,將壓濾后含水為50??以上的濾餅送入閃蒸干燥機(jī)內(nèi),進(jìn)口風(fēng)溫為250~300℃,干燥后物料終水1??以下,SKSZ125型每小時(shí)產(chǎn)量為500~700kg/h,系統(tǒng)配置功率65千瓦,占地120m2。 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的作業(yè)、動(dòng)態(tài)、連續(xù)、快速、產(chǎn)品品質(zhì)均勻,系統(tǒng)操作穩(wěn)定,且節(jié)能、降耗、無(wú)污染,在多品種氧化鋁的干燥,以及在輕金屬行業(yè)產(chǎn)品方面將會(huì)得到更廣泛的應(yīng)用。 由于完善和質(zhì)量為導(dǎo)向的方法,我們通過(guò)提供大量的閃蒸干燥機(jī)系列在行業(yè)中占據(jù)了優(yōu)勢(shì)。所提供的干燥機(jī)是由我們熟練的專業(yè)人士使用高質(zhì)量材料和先進(jìn)技術(shù)制造的。為了確保質(zhì)量,該干燥機(jī)經(jīng)過(guò)了嚴(yán)格的各種參數(shù)測(cè)試。它主要用于化工、食品等各種不同行業(yè)的干燥目的?蛻艨筛鶕(jù)需要選用不同規(guī)格的閃蒸干木薯是熱帶地區(qū)僅次于水稻和玉米的第三大食物碳水化合物來(lái)源,木薯是發(fā)展中國(guó)家的的主要主食,為超過(guò)5億人提供基本的食物。它是耐旱的作物之一,能夠在邊緣土壤上生長(zhǎng)! ∧臼淼矸坶W蒸干燥機(jī)的簡(jiǎn)介 木薯淀粉閃蒸干燥機(jī)廣泛用于糊狀,膏狀,粉狀,顆粒狀等物料的干燥,是我公司研發(fā)的新型高效干燥低能耗設(shè)備。離心噴霧干燥機(jī)是通過(guò)加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發(fā)性液體成分)汽化逸出,以獲得規(guī)定濕含量的固體物料的機(jī)械設(shè)備。 高速離心噴霧干燥機(jī)同樣是干燥的速度比較快,當(dāng)料液在經(jīng)過(guò)霧化之后,去表面的面積得到了上升,如果是在熱風(fēng)的氣流中的話,很快變可以蒸發(fā)掉百分之九十五。甚至百分之九十八的水分制藥設(shè)備直接與藥品、半成品和原輔料接觸,是造成藥品生產(chǎn)差錯(cuò)和污染的重要因素。制藥設(shè)備是否符合GMP要求,直接關(guān)系到生產(chǎn)企業(yè)實(shí)施GMP的質(zhì)量。然而在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間里,它在企業(yè)GMP改造中常常處于不被重視的地位。"新廟舊菩薩"的現(xiàn)象在一些已經(jīng)取得GMP證書(shū)的企業(yè)里同樣存在。 設(shè)備優(yōu)劣決定藥品質(zhì)量
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