高嶺土項(xiàng)目中的干燥技術(shù)創(chuàng)新

（查建軍  常州市武進(jìn)明星干燥設(shè)備有限公司， 常州 213004）

摘 要  詳細(xì)介紹了高嶺土項(xiàng)目中的干燥技術(shù)創(chuàng)新，LPG 離心干燥機(jī)的革新， 突破了傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝。通過干燥的原理、 特性及過程分析， 說明LPG 離心干燥機(jī)在高嶺土干燥中的優(yōu)異性能。

關(guān)鍵詞 LPG 離心干燥機(jī)  高嶺土  液滴  噴霧干燥  技術(shù)創(chuàng)新

高嶺土造紙級(jí)產(chǎn)品需具有嚴(yán)格的粒度分布和較高的白度， 所以加工工序比較復(fù)雜。干燥在其生產(chǎn)過程中， 是最后的關(guān)鍵工序。改進(jìn)干燥設(shè)備， 強(qiáng)化干燥過程和干燥設(shè)備的大型化、 系列化、 自動(dòng)化已勢在必行。常州市武進(jìn)明星干燥設(shè)備有限公司總結(jié)了多年的經(jīng)驗(yàn)， 摸索出一套行之有效的解決高嶺土干燥過程中一些關(guān)鍵技術(shù)的辦法， 從熱風(fēng)爐、 霧化器、 干

燥塔、 除塵器到電控等可全套供應(yīng)。研發(fā)的 LPG 系列高速離心噴霧干燥機(jī)和 YPG 壓力干燥機(jī)， 提高了熱容量系數(shù)和蒸發(fā)強(qiáng)度， 還解決了生產(chǎn)廢氣中的微?；厥蘸蜔煔庵?/span>SO2 回收等問題。

1 LPG離心噴霧干燥機(jī)

1.1  工作原理  LPG 噴霧干燥機(jī)將高嶺土漿料在熱風(fēng)中噴成霧狀液滴， 在液滴下落過程中， 水分被蒸發(fā)而成為粉末狀或顆粒狀的產(chǎn)品。在干燥塔頂部導(dǎo)入熱風(fēng)， 同時(shí)將料漿泵送至塔頂， 經(jīng)過霧化器噴成霧狀的液滴， 這些液滴群的比表面積很大， 與高溫?zé)犸L(fēng)接觸后水分迅速蒸發(fā)， 在極短的時(shí)間內(nèi)便成為干燥產(chǎn)品， 從干燥塔底部排出。液滴與熱風(fēng)接觸后， 熱風(fēng)溫度顯著降低， 濕度增大， 它作為廢氣由排風(fēng)機(jī)抽出。廢氣中夾帶的微粉， 用分

離裝置回收。高嶺土物料干燥過程， 分等速階段和減速階段兩個(gè)部分進(jìn)行。等速階段， 水分蒸發(fā)在高嶺土液滴表面發(fā)生， 蒸發(fā)速度由蒸汽通過周圍氣膜的擴(kuò)散速度控制。 主要的推動(dòng)力是周圍熱風(fēng)和液滴的溫度差，溫度差越大蒸發(fā)速度越快， 水分通過顆粒的擴(kuò)散速度大于蒸發(fā)速度。當(dāng)擴(kuò)散速度降低而不能再維持顆度大于蒸發(fā)速度。當(dāng)擴(kuò)散速度降低而不能再維持顆粒表面的飽和時(shí)， 蒸發(fā)速度開始減慢， 干燥進(jìn)入減速階段。此時(shí)， 顆粒溫度開始上升， 干燥結(jié)束時(shí)， 高嶺土物料的溫度接近于周圍空氣的溫度。

1.2  特點(diǎn) 

本機(jī)在高嶺土產(chǎn)品干燥中， 具有很多特點(diǎn)：

①     干燥速度迅速。高嶺土料液經(jīng)離心噴霧后， 表面積大幅增加， 在高溫氣流中， 瞬間就可蒸發(fā)95%~98% 水分， 完成干燥時(shí)間僅需幾秒鐘。達(dá)到了產(chǎn)品質(zhì)量要求， 同時(shí)也節(jié)省了時(shí)間和費(fèi)用。

②     采用并流型噴霧干燥形式， 能使液滴與熱風(fēng)同方向流動(dòng)。雖然熱風(fēng)的溫度較高， 但由于熱風(fēng)進(jìn)入干燥室內(nèi)與噴霧液滴接觸， 室溫急降， 不致使干燥物料受熱過度。

③ 由于干燥過程在瞬間完成， 顆?；旧夏鼙３忠旱谓频那驙睿?/span> 產(chǎn)品具有良好的分散性、 流動(dòng)性和溶解性。
④ 生產(chǎn)過程簡化， 操作控制方便。噴霧干燥通常用于濕含量 40%~60% 的漿料， 特殊物料即使含濕量高達(dá) 90%， 同樣能一次干燥成粉狀產(chǎn)品。產(chǎn)品干燥后， 不再進(jìn)行粉碎和篩選， 簡化了生產(chǎn)工藝流程， 提高了產(chǎn)品的純度。 對(duì)于產(chǎn)品的粒徑、 松密度、水分， 在一定范圍內(nèi)， 可改變操作條件下進(jìn)行有效控水分， 在一定范圍內(nèi)， 可改變操作條件下進(jìn)行有效控制。
⑤為使物料不受污染和延長設(shè)備壽命， 凡與物料接觸部分， 均采用1Cr18Ni9Ti的不銹鋼材料制作；為使操作方便， 控制系統(tǒng)采用一體化操作， 即在控制柜安裝各部件的指示裝置和啟閉裝置?，F(xiàn)我公司已創(chuàng)新生產(chǎn)了 6000kg/h 蒸發(fā)量的大型干燥機(jī)， 替代國

外進(jìn)口設(shè)備， 其性能已達(dá)到國際先進(jìn)水平。

1.3　技術(shù)參數(shù)　見表 1。

表1　LPG噴霧干燥機(jī)的技術(shù)參數(shù)

2 高嶺土液滴的干燥特性及過程解析

高嶺土產(chǎn)品生產(chǎn)過程中的干燥， 可歸屬于可溶性固體液滴的蒸發(fā)干燥類中。LPG 噴霧干燥機(jī)在干燥過程中， 液滴在氣流中運(yùn)動(dòng)的大部分時(shí)間內(nèi)， 其相對(duì)速度一般都很低， 即使初速度很高， 但由于液滴很小， 其雷諾數(shù) Re 值一般都是很低的， 約在 10-1~102

范圍以內(nèi)。小于 50μm的液滴， 雖以 100~150m/s 的相對(duì)速度運(yùn)動(dòng)， 該值也不超過 200。當(dāng)液滴速度很快地衰減到與氣流速度相等時(shí)， 液滴便在Stokes 所描述的范圍內(nèi)運(yùn)動(dòng)， 該值小于 2。因此， 以邊界層理論為基礎(chǔ)的、 在靜止空氣中的液滴蒸發(fā)理論， 可用于噴霧干燥條件中。據(jù)資料介紹，液滴直徑為500μm時(shí)，在 300℃的熱風(fēng)中完全干燥時(shí)間約需 4.6s；而直徑 100μm、熱風(fēng)溫度為150℃以上時(shí)，其完全干燥時(shí)間在1s 以內(nèi)。高嶺土液滴中含有溶質(zhì)，在干燥過程中情況比較復(fù)雜。在等速階段，液滴中的內(nèi)部水分能迅速擴(kuò)散到液滴表面蒸發(fā)汽化。當(dāng)液滴表面轉(zhuǎn)化為固體時(shí)，蒸發(fā)速度減慢，干燥進(jìn)入減速階段。在液滴表面形成一層硬化的表層外殼后，殘留在內(nèi)部的水分將產(chǎn)生一定的氣壓，當(dāng)氣壓增大造成表層外殼爆裂形成穿孔時(shí)，產(chǎn)品呈多孔性疏松狀態(tài)。因此，該過程要比純液滴蒸發(fā)干燥時(shí)間長得多，約為10~15s。從上分析可知，含有可溶性溶質(zhì)的高嶺土液滴干燥的時(shí)間，等于等速和減速兩個(gè)階段干燥時(shí)間的總和，主要與初始液滴直徑和臨界濕含量有關(guān)。由于高嶺土料漿中有溶解鹽的存在而引起蒸氣壓的降低程度，將隨每個(gè)液滴大小而不同，固相的生成也因液滴大小而有先后，因而水分傳遞的阻力也隨之而有區(qū)別。在料漿噴霧干燥過程中，由于原漿濃度的差異，其特性也各不相同。LPG 噴霧干燥機(jī)利用高效先進(jìn)的霧化器技術(shù)和布風(fēng)技術(shù)，自動(dòng)進(jìn)行調(diào)整，以適應(yīng)不同濃度的料漿。各種型號(hào) LPG 噴霧干燥機(jī)的工況曲線圖，見圖 1。

圖1 LPG噴霧干燥機(jī)工況曲線圖

3? 結(jié)語????

高嶺土產(chǎn)品具有廣泛的應(yīng)用前景，因此，大型噴霧干燥機(jī)在高嶺土產(chǎn)品加工中也必將獲得廣泛應(yīng)用。

典型用戶：

1、兗礦集團(tuán)廣西北海高嶺土有限公司  年產(chǎn)10萬噸高嶺土噴霧干燥設(shè)備 3臺(tái)套（蒸發(fā)量4500kg，3000kg，2000kg）配套本廠自產(chǎn)熱風(fēng)爐 3臺(tái)套，供熱量：400萬大卡,300萬大卡，200萬大卡

2、淮北礦務(wù)局下屬企業(yè)  淮北金巖高嶺土有限公司  年產(chǎn)1萬噸高嶺土噴霧干燥設(shè)備 LPG2000型

3、茂名新麗高嶺土有限公司  年產(chǎn)1萬噸高嶺土噴霧干燥機(jī)

4、云南云天化集團(tuán)下屬企業(yè)去南臨滄博尚高嶺土有限公司 年產(chǎn)3萬噸高嶺土噴霧干燥設(shè)備，配直接式燃煤熱風(fēng)爐