旋转闪蒸干燥机集干燥、粉碎与分级于一体,湿物料在很短时间内完成干燥和粉碎过程。与其它干燥器相比,旋转闪蒸干燥机具有产能大、连续性生产、设备紧凑、密闭性好收率高、适用范围广等特点,尤其适合膏状、浆状及热敏性物料的干燥。
2 旋转闪蒸干燥机在特种二氧化硅产品中的应用
2.1物料状况
二氧化硅具有多孔性,吸水性强,湿滤饼含水量在65%~85%之间。普通的二氧化硅产品含水量一般在5%~8%之间,一些用途特殊的二氧化硅产品,对产品含水量要求较高,产品出厂水分要求≤5%,考虑到二氧化硅产品的吸潮性强和仓储影响,要求生产内控指标产品水分≤3.5%。
2.2工艺参数优化选择
选用U800型旋转闪蒸干燥机,用于普通的二氧化硅产品的生产,产品质量达到要求,并收到了良好的应用效果但用于含水量≤3.5%的特种二氧化硅产品时,效果不理想产品含水量达不到要求。为此,进行调整工艺操作条件实验。
2.2.1进口温度
为了强化干燥过程和提高经济效益,干燥介质的进口温度宜保持在物料允许的最高温度,图3是进口温度对二氧化硅水分的影响。随着温度升高,二氧化硅水分下降,综合考虑能耗和指标要求,普通的二氧化硅产品干燥进口温度选择200~250℃。对于特种二氧化硅的干燥,提高进口温度,水分有一定下降,但未能达到水分要求,而且在生产中,进口温度超过250℃,物料容易发生过热结块,而且能耗增大。因此,特种二氧化硅干燥的进口温度选择250℃,产品水分大约5%。
2.2.2出口温度
出口温度的选择完全依赖于产品最终含水量要求,而干燥介质的出口温度一般通过实际测得,出口温度是旋转闪蒸过程的一个极其重要的参数,它随进口温度和干燥过程变化。图4是出口温度对二氧化硅水分的影响,随着温度升高,二氧化硅水分下降。普通的二氧化硅产品干燥出口温度一般选择100~110℃。对于特种二氧化硅的干燥,提高出口温度,水分有一定下降,但也未能达到小于3.5%的要求,而且在生产中,出口温度超过140℃,布袋除尘器的布袋容易受损。因此,特种二氧化硅干燥的出口温度选择110℃,产品水分大约5%。
2.2.3调节分级器
分级器的调节,对产品的产量产生影响,图5是产量对二氧化硅水分的影响,随产量增加,产品水分增大。若调小分级器,可以提高产品的细度,产量降低,使得产量下降,产品水分降低。综合考虑,特种二氧化硅产量选择80~100kg·-1,产品水分大约4%。此外,我们还进行了降低热风风速、提高搅拌速度、增加气固接触强度等实验,产品含水量均未取得明显降低效果。
2.3旋转闪蒸干燥机的改进
特种二氧化硅的干燥采用传统的厢式干燥器,只要延长干燥时间,产品的水分就可达到要求。将旋转闪蒸干燥机与厢式干燥器对比可知,对于多孔性的特种二氧化硅,旋转闪蒸干燥机瞬间干燥的特点既是优点又是弱点,因此,为了降低特种二氧化硅水分,必须适当延长气固接触时间。
在保持旋转闪蒸干燥机产量和其它工艺参数不变的情况下,对旋转闪蒸干燥机进行改进,在旋风分离器下面增设一个贮料罐,使物料在旋风分离器和贮料罐中进行良好保温利用物料自身的热能(100℃)进行静态干燥,每隔30~45min放料一次。这样做延长了物料的干燥时间,特种二氧化硅水分从4%~5%降到2.5%~3.5%,达到质量要求,同时,也没有增加能耗。改进后的旋转闪蒸干燥机应用在广州市人民化工厂特种2生产中,效果良好,其应用情况见表1。
3 结论
旋转闪蒸干燥机经改进后,在保持用于普通二氧化硅产品的产量和其它工艺参数不变的情况下,应用于特种二氧化硅产品的生产实际中,取得良好效果。特种二氧化硅水分从4%~5%降到2.5%~3.5%,产品质量得到提高,且不用增加能耗。旋转闪蒸干燥机技术先进,性能可靠,但由于湿料的性能差异较大,其应用条件必须在生产实践和试验中确定。