在納米碳酸鈣的生產(chǎn)過程中,由于納米碳酸鈣濾餅中所含的改性劑易被氧化,考慮到干燥溫度對改性劑的影響,干燥方案的選擇是影響產(chǎn)品最終質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。
常見的納米碳酸鈣干燥器
國內(nèi)目前大多采用盤式干燥器、旋風(fēng)閃蒸干燥器、噴霧干燥器、帶式干燥器。
1 盤式干燥器
盤式干燥器是一種高效節(jié)能的傳導(dǎo)型連續(xù)干燥設(shè)備。該設(shè)備主要包括殼體、框架、大小空心加熱盤、主軸、耙臂及耙葉、加料器、卸料裝置、減速機和電動機等部件?招募訜岜P是該干燥器的主要部件,加熱盤分大盤和小盤且成對配置。其內(nèi)部通以飽和蒸汽、熱水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)。濕物料自頂部加入,在耙葉作用下,翻動攪拌的同時向加熱盤外緣移動。并在外緣落到下方的大干燥盤外緣,并向里移動落入下一層小干燥盤中。大小盤上下交替排列,物料得以連續(xù)地流過整個干燥器。已干物料從最后一層干燥盤落到殼體的底層,最后被耙葉移送到出料口排出。濕份從物料中逸出,由設(shè)在頂蓋上的排濕口排出。
設(shè)備特點:易調(diào)控、適用性強,操作簡單;能耗低;操作環(huán)境好,可回收溶劑,粉塵排放符合要求;安裝方便、占地面積小。但是,盤式干燥工藝對入口漿料的要求含水量需較低,如含水過多(大于50%),由于流動性較好,很容易過燒、發(fā)黃,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不佳。本工藝流程中碳酸鈣漿料含水量為50%~70%,含水過高,盤式干燥器不適宜本干燥工藝。
2 旋風(fēng)閃蒸干燥器
旋風(fēng)閃蒸干燥器工藝:熱空氣由進風(fēng)口以適宜的噴動速度從干燥機底部進入攪拌粉碎干燥室,對物料強烈的剪切、吹浮、旋轉(zhuǎn)作用,于是物料受到離心、剪切、碰撞、磨擦而被微;,強化了傳質(zhì)傳熱。在干燥機底部,較大較濕顆粒團在攪拌器的作用下被機械破碎,濕含量較低、顆粒度較小的顆粒被旋轉(zhuǎn)氣流夾帶上升,在上升的過程中進一步干燥,由于氣固相作旋轉(zhuǎn)流動,固相慣性大于氣相,固氣兩相間的相對速度較大,強化兩相間的傳熱效果,所以該機干燥強度高。
性能特點:
1) 多種加料裝置供選擇,加料連續(xù)穩(wěn)定,不會產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。2)干燥機底部設(shè)置特殊的冷卻裝置,避免了物料在底部高溫區(qū)產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象。3) 特殊的氣壓密封裝置和軸承冷卻裝置,有效延長傳動部分使用壽命。4) 特殊的分風(fēng)裝置,降低了設(shè)備阻力,同時使塔內(nèi)風(fēng)速趨于平衡。5) 干燥室裝有分級環(huán)及旋流片,物料細(xì)度和終水份可調(diào)可控。
旋風(fēng)閃蒸干燥器對超細(xì)碳酸鈣要求:進風(fēng)溫度120~150℃,含水50%~70%,對于柳化氯堿熱源(0.8MPa,175℃),含水量為50%~70%的碳酸鈣漿料,旋風(fēng)閃蒸干燥器較適宜本干燥工藝。
3 噴霧干燥器
噴霧干燥器工藝:在干燥塔頂部導(dǎo)入熱風(fēng),同時將料液送至塔頂部,通過霧化器噴成霧狀液滴,這些液滴群的表面積很大,與高溫?zé)犸L(fēng)接觸后產(chǎn)品水分蒸發(fā)迅速,從干燥塔底排出熱風(fēng)與液滴接觸后溫度顯著降低,濕度增大,它作為廢氣由排風(fēng)機抽出,廢氣中夾帶的微粒用分離裝置回收。
該工藝的主要優(yōu)點是:
1) 噴霧干燥速度快,料液經(jīng)霧化后,表面積大大增加,在與熱風(fēng)接觸過程中,瞬間就可蒸發(fā)95%~98%的水份,干燥時間僅需數(shù)秒鐘,特別適用于熱敏性物料的干燥。2) 產(chǎn)品具有良好的均勻度、流動性和溶解性,產(chǎn)品純度越高,質(zhì)量好。3) 噴霧干燥機生產(chǎn)過程簡化,操作控制方便。對于濕含量40~60% (特殊物料可達(dá)90%) 的液體能一次干燥成粉粒產(chǎn)品,干燥后不需粉碎和篩選,減少生產(chǎn)工序,提高產(chǎn)品純度。對產(chǎn)品粒徑、松密度、水份,在一定范圍內(nèi)可通過改變操作條件進行調(diào)整,控制和管理都很方便。
其不足之處主要有:納米碳酸鈣不屬于熱敏性物料,溫度操作不當(dāng)易將活性添加劑燒掉,使其失去活性,使產(chǎn)品質(zhì)量不合格。且柳化氯堿熱源低壓蒸汽(0.8MPa,175℃),無法滿足噴霧干燥器對熱源的溫度要求,故噴霧干燥器不適宜本干燥工藝。
4 帶式干燥器
帶式干燥器工藝:工藝碳酸鈣漿料通過壓濾機制成濾餅;濾餅進入帶式干燥機的特殊布料器后被擠成條形塊,并均勻散落到干燥網(wǎng)帶上;隨著3 條或多條干燥網(wǎng)帶的傳動,條形濾餅勻速地由頂層到達(dá)底層直至出口;與此同時,干燥機內(nèi)充滿熱風(fēng),濾餅條在移動的過程中被烘干成成品;烘干后的條形餅料再分別送入磨粉機、篩分機進行研細(xì)、篩分,最后得到納米級碳酸鈣產(chǎn)品。
帶式干燥器進口要求碳酸鈣漿料形成濾餅,但在本工藝流程中碳酸鈣漿料是通過離心機分離后加入干燥器,不形成濾餅,如需帶式干燥器則需更改本工藝流程,故帶式干燥器不符合本工藝流程的需要。
常見的納米碳酸鈣干燥器
國內(nèi)目前大多采用盤式干燥器、旋風(fēng)閃蒸干燥器、噴霧干燥器、帶式干燥器。
1 盤式干燥器
盤式干燥器是一種高效節(jié)能的傳導(dǎo)型連續(xù)干燥設(shè)備。該設(shè)備主要包括殼體、框架、大小空心加熱盤、主軸、耙臂及耙葉、加料器、卸料裝置、減速機和電動機等部件?招募訜岜P是該干燥器的主要部件,加熱盤分大盤和小盤且成對配置。其內(nèi)部通以飽和蒸汽、熱水或?qū)嵊妥鳛榧訜峤橘|(zhì)。濕物料自頂部加入,在耙葉作用下,翻動攪拌的同時向加熱盤外緣移動。并在外緣落到下方的大干燥盤外緣,并向里移動落入下一層小干燥盤中。大小盤上下交替排列,物料得以連續(xù)地流過整個干燥器。已干物料從最后一層干燥盤落到殼體的底層,最后被耙葉移送到出料口排出。濕份從物料中逸出,由設(shè)在頂蓋上的排濕口排出。
設(shè)備特點:易調(diào)控、適用性強,操作簡單;能耗低;操作環(huán)境好,可回收溶劑,粉塵排放符合要求;安裝方便、占地面積小。但是,盤式干燥工藝對入口漿料的要求含水量需較低,如含水過多(大于50%),由于流動性較好,很容易過燒、發(fā)黃,導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量不佳。本工藝流程中碳酸鈣漿料含水量為50%~70%,含水過高,盤式干燥器不適宜本干燥工藝。
2 旋風(fēng)閃蒸干燥器
旋風(fēng)閃蒸干燥器工藝:熱空氣由進風(fēng)口以適宜的噴動速度從干燥機底部進入攪拌粉碎干燥室,對物料強烈的剪切、吹浮、旋轉(zhuǎn)作用,于是物料受到離心、剪切、碰撞、磨擦而被微;,強化了傳質(zhì)傳熱。在干燥機底部,較大較濕顆粒團在攪拌器的作用下被機械破碎,濕含量較低、顆粒度較小的顆粒被旋轉(zhuǎn)氣流夾帶上升,在上升的過程中進一步干燥,由于氣固相作旋轉(zhuǎn)流動,固相慣性大于氣相,固氣兩相間的相對速度較大,強化兩相間的傳熱效果,所以該機干燥強度高。
性能特點:
1) 多種加料裝置供選擇,加料連續(xù)穩(wěn)定,不會產(chǎn)生架橋現(xiàn)象。2)干燥機底部設(shè)置特殊的冷卻裝置,避免了物料在底部高溫區(qū)產(chǎn)生變質(zhì)現(xiàn)象。3) 特殊的氣壓密封裝置和軸承冷卻裝置,有效延長傳動部分使用壽命。4) 特殊的分風(fēng)裝置,降低了設(shè)備阻力,同時使塔內(nèi)風(fēng)速趨于平衡。5) 干燥室裝有分級環(huán)及旋流片,物料細(xì)度和終水份可調(diào)可控。
旋風(fēng)閃蒸干燥器對超細(xì)碳酸鈣要求:進風(fēng)溫度120~150℃,含水50%~70%,對于柳化氯堿熱源(0.8MPa,175℃),含水量為50%~70%的碳酸鈣漿料,旋風(fēng)閃蒸干燥器較適宜本干燥工藝。
3 噴霧干燥器
噴霧干燥器工藝:在干燥塔頂部導(dǎo)入熱風(fēng),同時將料液送至塔頂部,通過霧化器噴成霧狀液滴,這些液滴群的表面積很大,與高溫?zé)犸L(fēng)接觸后產(chǎn)品水分蒸發(fā)迅速,從干燥塔底排出熱風(fēng)與液滴接觸后溫度顯著降低,濕度增大,它作為廢氣由排風(fēng)機抽出,廢氣中夾帶的微粒用分離裝置回收。
該工藝的主要優(yōu)點是:
1) 噴霧干燥速度快,料液經(jīng)霧化后,表面積大大增加,在與熱風(fēng)接觸過程中,瞬間就可蒸發(fā)95%~98%的水份,干燥時間僅需數(shù)秒鐘,特別適用于熱敏性物料的干燥。2) 產(chǎn)品具有良好的均勻度、流動性和溶解性,產(chǎn)品純度越高,質(zhì)量好。3) 噴霧干燥機生產(chǎn)過程簡化,操作控制方便。對于濕含量40~60% (特殊物料可達(dá)90%) 的液體能一次干燥成粉粒產(chǎn)品,干燥后不需粉碎和篩選,減少生產(chǎn)工序,提高產(chǎn)品純度。對產(chǎn)品粒徑、松密度、水份,在一定范圍內(nèi)可通過改變操作條件進行調(diào)整,控制和管理都很方便。
其不足之處主要有:納米碳酸鈣不屬于熱敏性物料,溫度操作不當(dāng)易將活性添加劑燒掉,使其失去活性,使產(chǎn)品質(zhì)量不合格。且柳化氯堿熱源低壓蒸汽(0.8MPa,175℃),無法滿足噴霧干燥器對熱源的溫度要求,故噴霧干燥器不適宜本干燥工藝。
4 帶式干燥器
帶式干燥器工藝:工藝碳酸鈣漿料通過壓濾機制成濾餅;濾餅進入帶式干燥機的特殊布料器后被擠成條形塊,并均勻散落到干燥網(wǎng)帶上;隨著3 條或多條干燥網(wǎng)帶的傳動,條形濾餅勻速地由頂層到達(dá)底層直至出口;與此同時,干燥機內(nèi)充滿熱風(fēng),濾餅條在移動的過程中被烘干成成品;烘干后的條形餅料再分別送入磨粉機、篩分機進行研細(xì)、篩分,最后得到納米級碳酸鈣產(chǎn)品。
帶式干燥器進口要求碳酸鈣漿料形成濾餅,但在本工藝流程中碳酸鈣漿料是通過離心機分離后加入干燥器,不形成濾餅,如需帶式干燥器則需更改本工藝流程,故帶式干燥器不符合本工藝流程的需要。