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工大新闻

硫铁矿生产硫酸中新型干燥设备的研究与开发

作者: 发表时间:2010-11-19 17:13:00

1 前言

硫酸是化学工业的一种重要产品,它广泛的使用于各工业部门,尤其是化学工业部门。在其生产中,硫铁矿生产硫酸法是一种传统的制酸方法,由于我国硫铁矿资源较丰富,并且生产硫酸所用的硫铁矿原料大部分是提取其它金属元素后的矿渣,因此我国目前仍以硫铁矿制酸为主[1]。在硫铁矿生产硫酸的工艺过程中硫铁矿的干燥是一个很重要的步骤,以前常采用回转窑干燥法,但该方法的弊端较多,生产厂家希望能有一种新的设备代替原有的干燥方法解决这些问题。根据厂家的要求及物料的特殊要求,我公司组织技术人员研究开发了新型盘式连续干燥装置,代替回转窑干燥硫铁矿,经试验取得了满意的结果。

2 干燥流程简介

原干燥工艺流程,采用的是回转窑干燥法.被干燥的硫铁矿由回转窑一端进入窑内,在抄板作用下物料分散开使其与烟道气有尽可能大的相接触面,物料在窑内运动过程中被加热干燥,最后由窑另一端下部出料口排出。干燥过程所用的热载体为200℃以上的烟道气。

回转窑占地面积大、能耗高、环境污染大、操作人员多[2],为此我公司提出了用盘式干燥机代替回转窑进行干燥作业。

盘式干燥机干燥硫铁矿的流程如下图1  .含湿量为12%的硫铁矿由输送器输送到位于盘式干燥器顶部的圆盘定量加料器中,被定量加入干燥器内进行干燥作业。干燥盘内通入0.4MPa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,已干物料在干燥器底部的排料口排出,从物料中逸出的湿分通过设在盘式干燥机顶部的引风机从排湿口排出。
    此流程的特点是干燥器连续工作,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    流程图

3 主要设备简介

盘式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。

盘式干燥机由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、碾磙、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]。

4 年处理40万吨硫铁矿干燥选型实例

4.1 已知与给定条件
物料名称:                   硫铁矿
年产量:                     G=400000t/a
湿物料流量:      G1=60000kg/h
产品流量:          G2=57391kg/h
绝干物料流量:      GC=52800kg/h
物料初始含湿量:     θ1=12%
产品含湿量:            θ2=8%
物料初始温度:     t1=20℃
物料干燥温度:     t2=90℃
水的蒸发潜热           γw=2138kJ/kg   
物料的热容        Cs=0.3kJ/kg·℃  
水的热容          Cw=4.18kJ/kg·℃ 

4.2 设备选型

根据以上给定的参数经物料及热量衡算并结合物料的试验情况得:每小时处理60吨硫铁矿需GDPG3000/18盘式干燥机两台,单台设备处理量为30吨/小时。

5 干燥系统性能表:

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6 本干燥系统的特点及经济性

6。1干燥能力大,每台每小时处理硫铁矿达30多吨,满足了硫铁矿生产硫酸生产线的要求。

6。2 产品质量好,硫铁矿进干燥器含湿量≥12%,物料流向单一,无返混现象。物料加热时间基本相同,受热很均匀,一次干燥后成品含湿量≤8%,较好的保证了产品质量。

6.3 热效率高,能耗低。盘式干燥机是一种热传导式干燥设备,不存在气流干燥中由热风带走大量热量的弊端,干燥同种物料能耗费用是使用其它气流干燥系统能耗费费用的1/5~1/10,大大降低了加工成本,增加了企业利润。

6.4 设备调控性能好。每层干燥盘皆可单独地通入加热介质对物料进行加热,通过调整料层厚度、主轴转速、耙臂数量、耙叶型式和尺寸,可使干燥过程达到最佳,物料接触加热盘面时间基本相同,受热很均匀。被干燥的物料不会发生过热现象。

6。5  物料无损失,环境保护好。


参考文献

【1】范可正 化工生产流程图[M]北京:化学工业出版社,1997.152-154

【2】时钧,汪家鼎等 化学工程手册(上册)[M]北京:化学工业出版社,1996.17-66

【3】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


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