雙槳葉加盤式組合干燥在沉淀硫酸鋇生產(chǎn)中的應(yīng)用

介紹了雙槳葉和盤式干燥機(jī)系統(tǒng)的組合干燥的流程、設(shè)備結(jié)構(gòu)和工作原理，對(duì)其能源的消耗利用及環(huán)境良好性進(jìn)行了分析和比較，肯定了這種組合干燥系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的閃蒸對(duì)流干燥組合在工業(yè)鋇鹽生產(chǎn)中的合理性及明顯的節(jié)能效果。

BaSO4為無色斜方晶系結(jié)晶，或無定型白色粉末，無毒，在1450℃分解?；瘜W(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，在水中的溶解度極低（60℃時(shí)在水中的溶解度******，為0.46g/100g水），主要用于油漆填充。在硫酸鋇的工藝過程中，干燥是最后一道工序，目前中國常用的干燥方式有多種，有旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥、兩級(jí)雙漿葉干燥、回轉(zhuǎn)干燥窯干燥、雙槳葉加盤式組合干燥，其干燥的生產(chǎn)方式直接關(guān)系到產(chǎn)品最終質(zhì)量，影響產(chǎn)品最終水分含量、白度等技術(shù)指標(biāo)。我們?yōu)槟称髽I(yè)設(shè)計(jì)并制造安裝的年產(chǎn)4萬t沉淀硫酸鋇（副產(chǎn)2.2萬噸硫化鈉）系統(tǒng)，采用雙槳葉加盤式組合干燥系統(tǒng)，硫酸鋇漿的含水率在25%左右，物料呈白色膏糊狀；最終干燥后物料含濕量應(yīng)達(dá)到0.2%，表觀密度為3.5～3.8Kg/L。

1、工藝流程及設(shè)備

1.1 工藝流程選擇

硫酸鋇漿濕物料由含水25%干燥到水10%的過程中，物性有一個(gè)逐漸變粘變硬之后又變疏松的過程；選擇雙槳葉干燥機(jī)正適合此物性變化。含水10%以下物料疏松且流動(dòng)性好，選用盤式干燥器。因此在該項(xiàng)目中采用先雙漿葉再盤式干燥的組合，雙漿葉和盤式干燥機(jī)都屬傳導(dǎo)型干燥機(jī)。工藝流程為由前工序臥式螺旋離心機(jī)離心分離后含水25%左右的濕物料首先進(jìn)入雙槳葉干燥機(jī)，預(yù)干燥到10%含濕量左右，消除物料部分粘性后呈松散粉粒狀后，再進(jìn)入到盤式干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥作業(yè)（流程如圖1所示），最終達(dá)到產(chǎn)品含濕要求。

圖1  雙槳葉加盤式組合干燥工藝流程圖

1.2 雙槳葉干燥機(jī)

雙槳葉干燥機(jī)為傳導(dǎo)型干燥機(jī)。機(jī)體由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、頂蓋、排濕系統(tǒng)等組成。內(nèi)加熱雙螺旋輸送干燥器臥式工作，外殼夾套和干燥輸送軸內(nèi)通入0.6MPa蒸汽，濕物料從干燥器設(shè)在頂蓋上的加料口加入干燥機(jī)內(nèi)，在轉(zhuǎn)動(dòng)的干燥輸送軸的推動(dòng)下不斷翻滾前進(jìn)，物料在運(yùn)動(dòng)過程中完成傳熱的干燥作業(yè)；干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同時(shí)完成輸送過程。

1.3雙槳葉干燥機(jī)特點(diǎn)

⑴雙槳葉干燥機(jī)處理物料范圍廣，可使用不同熱介質(zhì)，可處理膏狀、顆粒狀、粉狀物料，既可處理熱敏性物料，又可處理需高溫處理的物料；⑵整個(gè)干燥過程密閉操作，在攪拌、混合過程中使物料劇烈翻動(dòng)，物料顆粒充分與傳熱面接觸，在軸向區(qū)間內(nèi)，物料的溫度、濕度、混合度梯度很小，從而保證了工藝的穩(wěn)定性；同時(shí)也獲得了較高的換熱系數(shù)，換熱系數(shù)一般可以達(dá)到80-350W/(㎡?K)；⑶雙槳葉干燥機(jī)間接加熱物料，沒有大量空氣攜帶走熱量，能耗相對(duì)較低；⑷干燥機(jī)內(nèi)從物料中釋放出的水蒸汽由干燥器頂部的排氣管直接排出，該尾氣主要成份是水蒸汽，氣速較低，粉塵少，不存在干燥產(chǎn)品的夾帶問題；環(huán)境污染小，同時(shí)減少了粉塵回收設(shè)備投資；⑸雙槳葉干燥機(jī)既可連續(xù)操作也可間歇操作，低速攪拌及合理的結(jié)構(gòu)。磨損量小，維修費(fèi)用很低。

1.4  盤式干燥機(jī)

盤式連續(xù)干燥機(jī)是一種新型傳導(dǎo)式干燥設(shè)備，盤式連續(xù)干燥機(jī)立式工作，由干燥盤、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、傳動(dòng)裝置、外殼等組成；濕物料由頂部的加料口加入，中空的干燥盤內(nèi)通入250℃的導(dǎo)熱油。干燥盤分為大盤和小盤兩種，在干燥器內(nèi)水平層式布置，干燥盤靜止不動(dòng)，物料在大盤上在耙葉推動(dòng)下由外向里運(yùn)動(dòng)，由大盤的里緣落入小盤的里緣，物料在小盤上由里向外運(yùn)動(dòng)，由小盤的外緣落入大盤，物料在干燥盤面上由耙葉輸送、翻動(dòng)，呈阿基米德螺旋線軌跡運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中被干燥盤加熱，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè)，通過每層干燥盤后由干燥器的底部排出，整個(gè)干燥過程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸汽經(jīng)過脈沖袋式除塵器除塵后，由引風(fēng)機(jī)排放至大氣。

1.5盤式干燥機(jī)特點(diǎn)

⑴在加熱圓盤中，物料被耙葉慢速推動(dòng)，物料之間相互磨損很小，干燥前后物料的形狀、大小變化很小，破損率極低，對(duì)晶體物料的表面質(zhì)量幾乎不會(huì)產(chǎn)生影響；⑵物料溫度控制準(zhǔn)確、容易，物料的停留時(shí)間可以精確調(diào)整；⑶物料的流向單一，無返混現(xiàn)象，干燥均勻、質(zhì)量穩(wěn)定，不需要再混合；⑷盤式連續(xù)干燥機(jī)其配置簡單，不需配備氣流干燥所必須配置的旋風(fēng)除塵器，不使用熱風(fēng)作為加熱介質(zhì)，因此，不會(huì)發(fā)生因熱風(fēng)和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產(chǎn)品損失；可連續(xù)運(yùn)行、密閉操作、蒸發(fā)強(qiáng)度大、濕度梯度分布合理、動(dòng)力消耗低、占地面積?。?

1.6  設(shè)備選材

由于BaSO4產(chǎn)品對(duì)鐵離子有嚴(yán)格要求，因此雙槳葉干燥機(jī)及盤式干燥機(jī)接觸物料部分采用0Cr18Ni9不銹鋼；其配套設(shè)施如除塵設(shè)備等，為了不影響回收部分產(chǎn)品的品質(zhì)，同樣也使用0Cr18Ni9不銹鋼材質(zhì)。

2  設(shè)備性能及操作參數(shù)

2.1 設(shè)備性能參數(shù)（表1）

表1 年產(chǎn)20000t硫酸鋇兩級(jí)干燥機(jī)性能參數(shù)

項(xiàng)目

參數(shù) 一級(jí)雙槳葉

干燥機(jī) 二級(jí)盤式

干燥機(jī)

干燥機(jī)規(guī)格 60m2 GDPG2500/14C

傳熱介質(zhì) 蒸汽 導(dǎo)熱油

消耗（蒸汽/煙煤） 2.5t/h 130公斤/小時(shí)

干燥面積(㎡) 60㎡ 60㎡

主軸轉(zhuǎn)速(rad/min) 15 1~9

電機(jī)功率(kw) 55 7.5

2.2 設(shè)備生產(chǎn)操作參數(shù)（表2）

表2 硫酸鋇生產(chǎn)操作參數(shù)

項(xiàng)目

參數(shù) 一級(jí)雙槳葉

干燥機(jī) 二級(jí)盤式

干燥機(jī)

硫酸鋇初始含濕率(%) 25% 9%

處理量(t/h) 3.74 3.08

年處理量 (萬t/年) 2.68 2.22

物料初始溫度℃ 20 80

干燥機(jī)內(nèi)物料溫度℃ 80 100

傳熱介質(zhì)溫度（℃） 160℃ 250℃

干燥后產(chǎn)品含濕率% 9% 0.2%

干燥后半成品與成品(t/h) 3.08 2.8

半成品與成品(萬t/年) 4.43 2.02

將雙槳葉干燥機(jī)和盤式干燥機(jī)組合對(duì)硫酸鋇進(jìn)行干燥，充分有效的利用了其各自的優(yōu)點(diǎn)，雙槳葉干燥機(jī)有效的解決了濕鋇粘性大，不易處理的問題；盤式干燥機(jī)有效的解決了水份在10%以下的深度干燥的效果問題，其組合系統(tǒng)在工業(yè)化實(shí)際生產(chǎn)過程的使用效果良好。

雙漿葉加盤干組合干燥系統(tǒng)與閃蒸干燥系統(tǒng)相比，在相同產(chǎn)量及生產(chǎn)條件下，組合干燥系統(tǒng)可節(jié)能30%－40%左右，但是雙漿葉加盤干組合干燥系統(tǒng)的造價(jià)偏高；雙漿葉加盤干組合干燥系統(tǒng)與兩級(jí)雙漿葉干燥系統(tǒng)相比，后者的造價(jià)及電耗更高；雙漿葉加盤干組合干燥系統(tǒng)與回轉(zhuǎn)干燥窯相比，后者系統(tǒng)的占地面積較大，投資偏高，且產(chǎn)品的的白度不能保證。