在纳米碳酸钙生产中干燥器的选用
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2013-08-28
在纳米碳酸钙的生产过程中,由于纳米碳酸钙滤饼中所含的改性剂易被氧化,考虑到干燥温度对改性剂的影响,干燥方案的选择是影响产品最终质量的关键因素之一。
常见的纳米碳酸钙干燥器
国内目前大多采用盘式干燥器、旋风闪蒸干燥器、喷雾干燥器、带式干燥器。
1 盘式干燥器
盘式干燥器是一种高效节能的传导型连续干燥设备。该设备主要包括壳体、框架、大小空心加热盘、主轴、耙臂及耙叶、加料器、卸料装置、减速机和电动机等部件。空心加热盘是该干燥器的主要部件,加热盘分大盘和小盘且成对配置。其内部通以饱和蒸汽、热水或导热油作为加热介质。湿物料自顶部加入,在耙叶作用下,翻动搅拌的同时向加热盘外缘移动。并在外缘落到下方的大干燥盘外缘,并向里移动落入下一层小干燥盘中。大小盘上下交替排列,物料得以连续地流过整个干燥器。已干物料从最后一层干燥盘落到壳体的底层,最后被耙叶移送到出料口排出。湿份从物料中逸出,由设在顶盖上的排湿口排出。
设备特点:易调控、适用性强,操作简单;能耗低;操作环境好,可回收溶剂,粉尘排放符合要求;安装方便、占地面积小。但是,盘式干燥工艺对入口浆料的要求含水量需较低,如含水过多(大于50%),由于流动性较好,很容易过烧、发黄,导致产品质量不佳。本工艺流程中碳酸钙浆料含水量为50%~70%,含水过高,盘式干燥器不适宜本干燥工艺。
2 旋风闪蒸干燥器
旋风闪蒸干燥器工艺:热空气由进风口以适宜的喷动速度从干燥机底部进入搅拌粉碎干燥室,对物料强烈的剪切、吹浮、旋转作用,于是物料受到离心、剪切、碰撞、磨擦而被微粒化,强化了传质传热。在干燥机底部,较大较湿颗粒团在搅拌器的作用下被机械破碎,湿含量较低、颗粒度较小的颗粒被旋转气流夹带上升,在上升的过程中进一步干燥,由于气固相作旋转流动,固相惯性大于气相,固气两相间的相对速度较大,强化两相间的传热效果,所以该机干燥强度高。
性能特点:
1) 多种加料装置供选择,加料连续稳定,不会产生架桥现象。2)干燥机底部设置特殊的冷却装置,避免了物料在底部高温区产生变质现象。3) 特殊的气压密封装置和轴承冷却装置,有效延长传动部分使用寿命。4) 特殊的分风装置,降低了设备阻力,同时使塔内风速趋于平衡。5) 干燥室装有分级环及旋流片,物料细度和终水份可调可控。
旋风闪蒸干燥器对超细碳酸钙要求:进风温度120~150℃,含水50%~70%,对于柳化氯碱热源(0.8MPa,175℃),含水量为50%~70%的碳酸钙浆料,旋风闪蒸干燥器较适宜本干燥工艺。
3 喷雾干燥器
喷雾干燥器工艺:在干燥塔顶部导入热风,同时将料液送至塔顶部,通过雾化器喷成雾状液滴,这些液滴群的表面积很大,与高温热风接触后产品水分蒸发迅速,从干燥塔底排出热风与液滴接触后温度显著降低,湿度增大,它作为废气由排风机抽出,废气中夹带的微粒用分离装置回收。
该工艺的主要优点是:
1) 喷雾干燥速度快,料液经雾化后,表面积大大增加,在与热风接触过程中,瞬间就可蒸发95%~98%的水份,干燥时间仅需数秒钟,特别适用于热敏性物料的干燥。2) 产品具有良好的均匀度、流动性和溶解性,产品纯度越高,质量好。3) 喷雾干燥机生产过程简化,操作控制方便。对于湿含量40~60% (特殊物料可达90%) 的液体能一次干燥成粉粒产品,干燥后不需粉碎和筛选,减少生产工序,提高产品纯度。对产品粒径、松密度、水份,在一定范围内可通过改变操作条件进行调整,控制和管理都很方便。
其不足之处主要有:纳米碳酸钙不属于热敏性物料,温度操作不当易将活性添加剂烧掉,使其失去活性,使产品质量不合格。且柳化氯碱热源低压蒸汽(0.8MPa,175℃),无法满足喷雾干燥器对热源的温度要求,故喷雾干燥器不适宜本干燥工艺。
4 带式干燥器
带式干燥器工艺:工艺碳酸钙浆料通过压滤机制成滤饼;滤饼进入带式干燥机的特殊布料器后被挤成条形块,并均匀散落到干燥网带上;随着3 条或多条干燥网带的传动,条形滤饼匀速地由顶层到达底层直至出口;与此同时,干燥机内充满热风,滤饼条在移动的过程中被烘干成成品;烘干后的条形饼料再分别送入磨粉机、筛分机进行研细、筛分,最后得到纳米级碳酸钙产品。
带式干燥器进口要求碳酸钙浆料形成滤饼,但在本工艺流程中碳酸钙浆料是通过离心机分离后加入干燥器,不形成滤饼,如需带式干燥器则需更改本工艺流程,故带式干燥器不符合本工艺流程的需要。