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閃蒸干燥機在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用
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閃蒸干燥機在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用
什么是多品種氧化鋁？多品種氧化鋁其實就是將非冶全工業(yè)用的氧化鋁稱為多品種氧化鋁或特種氧化鋁。其主要可分為氫氧化鋁、低鈉氧化鋁、無定形鋁膠、焙燒氧化鋁、片裝氯化鋁、熔融氧化鋁等等 閃蒸干燥機在氧化鋁的生產(chǎn)中，起的作用是相當(dāng)大的，下面日宏佳爾特粉體設(shè)備公司，就為大家介紹閃蒸干燥機的原理及在氧化鋁生產(chǎn)中的作用。
閃蒸干燥機的工作原理
熱空氣由入口管以適宜的噴動速度從干燥機底部進入攪拌粉碎干燥室，對物料產(chǎn)生強烈的剪切、碰撞、磨擦而被微�；�，強化了傳質(zhì)傳熱。在干燥機底部，較大較濕的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，在上升過程中進一步干燥。由于氣固兩相作旋轉(zhuǎn)流動，固相慣性大于氣相，固氣兩相間的相對速度較大，強化兩相間的傳質(zhì)傳熱，所以該機生產(chǎn)強度高。
產(chǎn)品特點
1、多種加料裝置供選擇，加料連續(xù)穩(wěn)定，過程中間不會產(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，并有效提供了干燥器的處理風(fēng)置。
5、干燥室裝有分級環(huán)及旋流片，物料細度和終水份可調(diào)。（如碳酸鈣終水份可調(diào)至≤0.1%）
6、相對其它干燥方法而言，可有效增加物料比重。
7、干燥室內(nèi)周向氣速高，物料停留時間短，有效防止物料粘壁及熱敏性物料變質(zhì)現(xiàn)象，達到高效、快速、小設(shè)備、大生產(chǎn)。
多品種氧化鋁有別于冶煉級氧化鋁，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)能降耗的重要過程，適應(yīng)這些特點的干燥設(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○年在吸收借鑒國外設(shè)備及工藝基礎(chǔ)上，設(shè)計生產(chǎn)出適合國情，具有技術(shù)特點的閃蒸干燥設(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，對多品種氧化鋁的干燥已取得成功的經(jīng)驗和較完善的工藝配套系統(tǒng)。本文對旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機干燥過程作一介紹，以期有助于對多品種氧化鋁干燥上的選擇與應(yīng)用。
1. 顆粒物料干燥過程的機理
顆粒物料進入干燥機后，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)部不斷地擴散到表面，再由表面向外界蒸發(fā)，此過程循環(huán)往復(fù)，較后達到整個顆粒的干燥。
1.1 升速干燥階段
顆粒置于溫度較高而相對濕度小于100％的傳熱介質(zhì)中，在較短時間內(nèi)，表面被加熱到干燥介質(zhì)濕球溫度，水分蒸發(fā)的速度增長很快，顆粒吸收的熱量和蒸發(fā)水分耗去的熱量相等，達到平衡。此階段時間很短，排出水量不大，之后進入等速階段。
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充，因而顆粒表面總是保持潤濕狀態(tài)。此時干燥速度保持不變，顆粒表面溫度亦保持不變。該階段水分的蒸發(fā)，理論上可按外擴散（蒸發(fā)）公式及傳熱公式計算干燥速度：
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）與顆粒表面和周圍介質(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
此時顆粒表面水分吸濕和蒸發(fā)達到平衡，干燥速度為零。
顆粒中的水分亦即干燥較終水分，通常不應(yīng)低于儲存時的平衡水分。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機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，表面無開裂、變形和過熱，有利于保證產(chǎn)品質(zhì)量。
2. 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機內(nèi)顆粒的運動狀態(tài)及干燥過程
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機的工作原理，主機 干燥筒的示意圖，見圖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的操作速度，因此將停止上升并滑落，經(jīng)粉碎變成細顆粒，被熱風(fēng)吹散后再重復(fù)上述過程。干燥機內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片的獨特設(shè)計及布置，有利于物料的快速碎散和干燥，分級環(huán)結(jié)構(gòu)的合理設(shè)計，可保證產(chǎn)品的較終含水量和顆粒粒度。
干燥機中的熱交換，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，干燥過程的實質(zhì)是水分的擴散過程，是靠外擴散和內(nèi)擴散進行的。
水分子移動依其動力的不同，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水分梯度，引起水分由內(nèi)部向表面移動。這種擴散、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溫度差 溫度梯度。由此引起的水分移動稱濕熱傳導(dǎo)。
在用于熱空氣干燥時，濕擴散由顆粒內(nèi)部向外部表面進行。同時，由于顆粒表面溫度往往高于其內(nèi)部溫度，熱擴散則使水分由顆粒表面向內(nèi)部移動。因此，可以看作熱擴散阻礙濕擴散的進行，降低了干燥速度。
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機由高速熱氣流沿切線方向給入筒體，由于筒體內(nèi)的螺旋運動，一方面降低顆粒周圍的介質(zhì)溫度，同時增加了周圍介質(zhì)流速和溫度，提高了外擴散的速度，另一方面高溫氣流高速沖擊位于筒體下部的顆粒聚集體（ 溫度較高的料團），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)部毛細管的長度也因之減小，強化了內(nèi)擴散的效果，降低其阻力。該過程的反復(fù)，消除了物料結(jié)塊，強化了顆粒水分的蒸發(fā)。
顆粒和熱氣流的流動方式，在筒體下部既有對流，也有順流（并流）。對粗粒聚集體更是對流和順流反復(fù)換熱。對于細粒物料，上述過程則隨熱氣流同程進行，因而干燥過程可瞬間完成。對于粗聚集體的干燥，實際上是采用高溫低濕的熱空氣進行。這些粗聚集體主要是由水份分子吸附，充填于顆粒空隙之間，采用高溫低濕的條件，使整個聚集體的熱傳導(dǎo)緩慢，造成局部應(yīng)力集中而使其干裂、碎散，加速干燥過程，提高熱效率。
3. 閃蒸干燥機的工藝流程
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機屬連續(xù)工作的干燥設(shè)備，由主機和螺旋給料機構(gòu)組成，并分別由電動機單獨驅(qū)動。
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)，除主機外還必須具備：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、燃氣的熱風(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)分離器和袋式過濾器等組成。
上述系統(tǒng)配置是閃蒸干燥機系統(tǒng)的基本配置，對特殊物料應(yīng)進行系統(tǒng)調(diào)整，以適應(yīng)不同物料干燥的要求。
閃蒸干燥設(shè)備在多品種氧化鋁的生產(chǎn)中，因其具有效率高 成本低，操作簡便的優(yōu)點，而得到市場的廣泛歡迎。小麥閃蒸干燥機是由熱空氣切線進入干燥器底部，在攪拌器帶動下形成強有力的旋轉(zhuǎn)風(fēng)場。物料由螺旋加料器進入干燥器內(nèi)，在高速旋轉(zhuǎn)攪拌槳的強烈作用下，物料受撞擊、磨擦及剪切力的作用下得到分散，塊狀物料迅速粉碎，與熱空氣充分接觸、受熱、干燥。干燥好的物料被氣流攜帶進入收塵系統(tǒng)進行收集處理，符合環(huán)保要求含塵量50沸騰干燥機與沸騰爐的工作原理與結(jié)構(gòu)
沸騰干燥機又稱流化床，經(jīng)過30多年的使用、改進，目前在制藥、化工、食品、糧食加工等方面，越來越體現(xiàn)它的重要作用。它是由空氣過濾器、沸騰床主機、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、高壓離心通風(fēng)機、操作臺組成。由于干燥物料的性質(zhì)不同，配散粒狀固體物料由加料器加入流化床干燥器中，過濾后的潔凈空氣加熱后由鼓風(fēng)機送入流化床底部經(jīng)分布板與固體物料接觸，形成流態(tài)化達到氣固的熱質(zhì)交換。物料干燥后由排料口排出，廢氣由沸騰床頂部排出經(jīng)旋風(fēng)除塵器組和布袋除塵器回收固體粉料后排空。蒸汽、電、熱風(fēng)爐均可配用(按用戶要求配套)。它適用于散粒狀物料的干燥， 沸騰干燥設(shè)備，又稱流化床。幾十年來，通過不斷的完善，目前在制藥、化工、食品等方面，越來越多地體現(xiàn)了其重要作用。 沸騰干燥機由空氣過濾器、加熱器、流化床主機、進料器、旋風(fēng)分離器、袋式除塵器、高壓離心風(fēng)機、控制臺等組成。干燥物料的性質(zhì)不同，配套除塵裝置，可根社會發(fā)展了，工業(yè)也在發(fā)展呀，特別是干燥機的分類越來越細致了，很多方面都用到干燥機，特別是閃蒸干燥機的應(yīng)用越來越廣泛了！比如說：
有機物：阿特拉津（農(nóng)藥殺蟲劑）、月桂酸隔、苯甲酸、安息香酸、草酸鈉、
染料：蒽醌、氧化鐵黑、靛藍、丁酸、氫氧化鈦、硫酸
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