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盘式连续干燥机在珠光颜料生产中的应用

作者: 发表时间:2013-03-23 15:02:00

前言
    珠光颜料,是由数种金属氧化物薄层包覆云母构成的。改变金属氧化物薄层,就能产生不同的珠光效果。珠光颜料与其它颜料相比,其特有的柔和的珍珠光泽有着无可比拟的效果。特殊的表面结构,高折光指数和良好的透明度使其在透明的介质中,创造出与珍珠光泽相同的效果。广泛的应用于橡胶、化妆品容器、各类包装、玩具、装饰材料、各种薄膜等等塑料制品,并在汽车、机车、日常用品、建材等诸多领域有广泛应用。在其生产中,干燥操作单元是一个重要环节,干燥器能否正确选择直接影响到产品的质量、操作环境和运行成本。选择干燥器时,一般需考虑以下几个因素:干燥器能否不污染环境、是否易于操作、热效率是否高、能耗是否少、占地面积是否小、是否能保证产品质量。综合以上几点的考虑及对物料性质的分析(染料类物料含水率较大,有较大的粘度,流动性差,干燥后粒度较小),我们研究开发了最适合此种物料干燥的干燥机——盘式连续干燥机。
    本文介绍的盘式连续干燥机是由石家庄工大化工设备秒速赛车研究开发,并已成功的应用于珠光颜料、靛蓝、氧化铁颜料、白碳黑、对位酯等染料工业和碳酸钙、无机盐及碱等行业。
1  干燥流程简介

原干燥工艺流程,采用烘房干燥。它是一种较传统的干燥方式,被干燥的珠光颜料被均匀的铺在挂架上,烘房四壁采用蒸汽加热。物料在烘房内部被加热干燥,经人工翻料至最后干燥合格,再由人工卸料。干燥过程所用的热载体为蒸汽。
    烘房干燥系统的最主要缺点是工人劳动强度大、占地面积大、干燥时间长、工作环境差。
    盘式连续干燥机干燥珠光颜料的流程如下(图1)。 含湿量为35%左右的珠光颜料由输送器输送到位于盘式连续干燥机顶部的螺旋定量加料器中,被定量加入干燥机内进行干燥作业。干燥盘内通入0.4 MPa的饱和水蒸汽作为加热介质,物料在干燥盘上的运动过程中完成传热传质过程,已干物料在干燥机底部的排料口排出,从物料中逸出的湿汽通过湿法除尘器后由引风机排入大气,除尘用水经澄清处理后循环使用,沉淀下来的珠光颜料粉末,捞出后返回湿物料进入干燥系统干燥。热源用蒸汽。
    此流程的特点是干燥机连续工作,占地面积小;由于采用蒸汽作为热源,利用的是潜热,因此干燥强度大、热效率高,使能耗大量降低;设备密闭工作,操作环境好,对环境无污染。

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                                      图1      盘式连续干燥机干燥珠光颜料流程
2  盘式连续干燥机简介
    盘式连续干燥机是一种新型传导式干燥设备,具有连续运行、密闭操作、蒸发强度大、湿度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小等优点。同时,其配置简单,不需气流干燥所必须配置的旋风除尘器,不使用热风作为加热介质,因此,不会发生因热风和粉尘分离不好随尾气夹带造成的产品损失。
    盘式连续干燥器由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、主轴、传动装置、外壳等组成,中空的干燥盘内通入加热介质。干燥盘在干燥器内水平层式布置,干燥盘静止不动,物料在盘面上在耙叶推动下运动,在运动过程中被干燥盘加热,进行传热传质完成干燥作业,根据被干燥物料的产量、性质、初始及最终含水量,确定干燥盘层数(干燥面积)。
3  盘式连续干燥机干燥系统的特点及经济性
    3.1  连续运行,热效率高。盘式连续干燥机以传导传热方式进行干燥,干燥过程中干燥器内只通入极少量(或不通入)空气,其尾气携带量很少,故其热效率可达65%以上。
    3.2  动力消耗低、噪音小。由于干燥过程中料层很薄,主轴转速低,物料传送系统所需的功率小,电耗很少,其全套干燥装置动力消耗仅是对流方式传热装置动力消耗的1/5~1/7,且噪音很小。
    3.3   物料受热均匀,干燥时间短。由于干燥过程中物料在干燥盘中沿阿基米德螺线运动轨迹翻滚前进,物料所走路程为干燥盘半径的5倍,且逐层下落,因此物料接触加热盘面时间基本相同,受热很均匀。
    3.4  物料损失小、环境保护好。由于在干燥过程中,物料上进下出,物料分布也是上湿下干,且干燥尾气流速极低(约0.1m/s),因此物料粉尘很难浮到设备顶部,更不会被尾气夹带排走,不仅不损失物料,而且不会污染环境。
    3.5 设备密闭连续操作,工人劳动强度低。
    3.6 干燥介质可利用废热锅炉所产生蒸汽,从而节省了大量的燃煤。
    3.7 产品质量稳定。
4  技术经济分析

    盘式连续干燥机自开发成功后,已在矿业、医药、化工、染料、农药、食品等领域得到大量工业应用。表1为在年干燥720吨珠光颜料中使用盘式连续干燥机的经济指标。

                                   表1    720t/a珠光颜料盘式连续干燥机干燥系统的经济指标

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    注:1、电价按0.6元/度计,蒸汽按130元/吨计。
        2、年工作时间按7200小时计。
    由表1可见,对于年干燥720吨珠光颜料的干燥工序,使用盘式连续干燥机干燥系统年能耗费用11.7051万元,吨产品能耗费用145.0元。
5  应用前景
    目前,国内绝大多数生产珠光颜料的厂家采用传统的烘房干燥机等对流干燥系统干燥珠光颜料,由于烘干方式的落后,导致生产效率较低,劳动强度较大,占地面积大,生产成本高。而采用盘式连续干燥机干燥珠光颜料,则大大减低了生产成本,提高了产品质量,降低了工人的劳动强度,保护了环境。因此,盘式连续干燥机在珠光颜料等颜料行业的干燥上具有很好的应用前景。
参考文献
[1] 范可正.化工生产流程图解[M].北京:化学工业出版社,1997.152-154
[2] 潘永康,王喜忠等.现代干燥技术[M].北京:化学工业出版社,1998.147-161
[3] 张志军,吴鑫春,徐彦国.盘式连续干燥机在硫精矿生产硫酸中的应用[J].化工进展,2005.11
[4] 徐彦国等.反丁烯二酸生产中盘式连续干燥器的应用[J].化工中间体,2004,(4):48-50


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