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閃蒸干燥機(jī)在氧化鋁生產(chǎn)中的應(yīng)用
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閃蒸干燥機(jī)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(shí)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(jī)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(jī)的原理及在氧化鋁生產(chǎn)中的作用。
閃蒸干燥機(jī)的工作原理
熱空氣由入口管以適宜的噴動(dòng)速度從干燥機(jī)底部進(jìn)入攪拌粉碎干燥室，對物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的剪切、碰撞、磨擦而被微�；瑥�(qiáng)化了傳質(zhì)傳熱。在干燥機(jī)底部，較大較濕的顆粒團(tuán)在攪拌器的作用下被機(jī)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(jìn)一步干燥。由于氣固兩相作旋轉(zhuǎn)流動(dòng)，固相慣性大于氣相，固氣兩相間的相對速度較大，強(qiáng)化兩相間的傳質(zhì)傳熱，所以該機(jī)生產(chǎn)強(qiáng)度高。
產(chǎn)品特點(diǎn)
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(jī)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(dòng)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(xì)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(shí)間短，有效防止物料粘壁及熱敏性物料變質(zhì)現(xiàn)象，達(dá)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(diǎn)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(jì)生產(chǎn)出適合國情，具有技術(shù)特點(diǎn)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(yàn)和較完善的工藝配套系統(tǒng)。本文對旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)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(jī)理
顆粒物料進(jìn)入干燥機(jī)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(kuò)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?cái)U(kuò)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(dá)到整個(gè)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(shí)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(dá)到平衡。此階段時(shí)間很短，排出水量不大，之后進(jìn)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(bǔ)充，因而顆粒表面總是保持潤濕狀態(tài)。此時(shí)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(kuò)散（蒸發(fā)）公式及傳熱公式計(jì)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(dòng)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(shí)顆粒表面水分吸濕和蒸發(fā)達(dá)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(shí)的平衡水分。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)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(shí)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(jī)內(nèi)顆粒的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)及干燥過程
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)的工作原理，主機(jī) 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(jìn)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(xì)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(jī)的操作速度，因此將停止上升并滑落，經(jīng)粉碎變成細(xì)顆粒，被熱風(fēng)吹散后再重復(fù)上述過程。干燥機(jī)內(nèi)旋轉(zhuǎn)葉片的獨(dú)特設(shè)計(jì)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(jì)，可保證產(chǎn)品的較終含水量和顆粒粒度。
干燥機(jī)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(shí)質(zhì)是水分的擴(kuò)散過程，是靠外擴(kuò)散和內(nèi)擴(kuò)散進(jìn)行的。
水分子移動(dòng)依其動(dòng)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(gè)水分梯度，引起水分由內(nèi)部向表面移動(dòng)。這種擴(kuò)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(shí)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(gè)溫度差 溫度梯度。由此引起的水分移動(dòng)稱濕熱傳導(dǎo)。
在用于熱空氣干燥時(shí)，濕擴(kuò)散由顆粒內(nèi)部向外部表面進(jìn)行。同時(shí)，由于顆粒表面溫度往往高于其內(nèi)部溫度，熱擴(kuò)散則使水分由顆粒表面向內(nèi)部移動(dòng)。因此，可以看作熱擴(kuò)散阻礙濕擴(kuò)散的進(jìn)行，降低了干燥速度。
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)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(yùn)動(dòng)，一方面降低顆粒周圍的介質(zhì)溫度，同時(shí)增加了周圍介質(zhì)流速和溫度，提高了外擴(kuò)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(tuán)），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(xì)管的長度也因之減小，強(qiáng)化了內(nèi)擴(kuò)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(qiáng)化了顆粒水分的蒸發(fā)。
顆粒和熱氣流的流動(dòng)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(xì)粒物料，上述過程則隨熱氣流同程進(jìn)行，因而干燥過程可瞬間完成。對于粗聚集體的干燥，實(shí)際上是采用高溫低濕的熱空氣進(jìn)行。這些粗聚集體主要是由水份分子吸附，充填于顆�？障吨g，采用高溫低濕的條件，使整個(gè)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(jī)的工藝流程
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)屬連續(xù)工作的干燥設(shè)備，由主機(jī)和螺旋給料機(jī)構(gòu)組成，并分別由電動(dòng)機(jī)單獨(dú)驅(qū)動(dòng)。
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥系統(tǒng)，除主機(jī)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?xì)獾臒犸L(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(jī)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(jī)系統(tǒng)的基本配置，對特殊物料應(yīng)進(jìn)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(diǎn)，而得到市場的廣泛歡迎。 該機(jī)器由于輸送是由動(dòng)來完成的，這個(gè)熱風(fēng)只是用來傳，因此可以明顯地降低能耗。由于強(qiáng)烈振動(dòng)，阻力就會減小，提高了工作的效率，同時(shí)還有很多方法可以提高節(jié)能的效果，這樣可以降低企業(yè)的成本。 臥式流化床節(jié)能方法： 1、加強(qiáng)流化床的密封效果。以閃蒸干燥機(jī)是干燥技術(shù)的新概念。 材料通過干燥器的流動(dòng)受到控制，使干燥器可以處理任何細(xì)小的干粉到潮濕的顆粒狀物料�！ ∵M(jìn)料系統(tǒng)： 提供恒定一致的產(chǎn)品流 進(jìn)料系統(tǒng)的目的是精確控制產(chǎn)品流入干燥機(jī)。由于連續(xù)的系統(tǒng)在穩(wěn)定的條件下運(yùn)行得最好，所以干燥器的恒定且可控的進(jìn)料是重要的。在穩(wěn)態(tài)運(yùn)行期間，熱風(fēng)循環(huán)烘箱的發(fā)展使用現(xiàn)狀箱體內(nèi)均利用優(yōu)質(zhì)鏡面不銹鋼（或拉絲板）氬弧焊制造而成，箱體外接受優(yōu)質(zhì)鋼板，雙排數(shù)碼表達(dá)微電腦PID溫度扼制器，溫度表達(dá)直觀，控溫正確靠得住，就是熱風(fēng)循環(huán)烘箱。鼓風(fēng)循環(huán)整體體系由能在高溫下一連氣兒運(yùn)轉(zhuǎn)的離心風(fēng)輪和導(dǎo)流風(fēng)道構(gòu)成，箱內(nèi)溫度均勻可控，限溫報(bào)警整體體系，高出框定溫度即 在醫(yī)療產(chǎn)品制造等行業(yè)中，相關(guān)的工廠會選擇使用不同種類的機(jī)器進(jìn)行日常的加工。同時(shí)當(dāng)工廠進(jìn)行擁有特殊的材料干燥時(shí)，會選擇使用熱風(fēng)循環(huán)烘箱進(jìn)行材料的干燥，從而使加工出的產(chǎn)品符合標(biāo)準(zhǔn)。 一般操作員會將材料放置在托盤上，同時(shí)會將托盤放入烘箱內(nèi)，隨后機(jī)器就會開始材料中國是一個(gè)農(nóng)業(yè)大國，現(xiàn)在的重要的發(fā)展方向就是朝著工業(yè)發(fā)，工業(yè)也分為很多的種類，往往根據(jù)產(chǎn)品單位體積的相對重量將工業(yè)劃分為輕重工業(yè)。產(chǎn)品單位體積的重量大的工業(yè)部門就是重工業(yè)，重量輕的就屬輕工業(yè)。屬于重工業(yè)的工業(yè)部門有鋼鐵工業(yè)、有色冶金工業(yè)、金屬材料工業(yè)和機(jī)械工業(yè)等。由于在近代工業(yè)的發(fā)展中，化學(xué)工業(yè)居于
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