1前言(yan)
墻地(di)磚生產過程包括三個重要的(de)(de)(de)工(gong)序(xu):制(zhi)粉、成形與(yu)燒(shao)成。制(zhi)粉是重要也(ye)是非常關鍵的(de)(de)(de)工(gong)序(xu),制(zhi)粉分(fen)兩部分(fen):原料的(de)(de)(de)球磨和噴霧(wu)(wu)干燥(zao)。在球磨工(gong)序(xu)控(kong)制(zhi)好泥(ni)漿的(de)(de)(de)細度(du)和水分(fen)后,噴霧(wu)(wu)干燥(zao)工(gong)序(xu)則決定(ding)了(le)坯體粉料的(de)(de)(de)質量,它直接影(ying)響后續工(gong)序(xu)的(de)(de)(de)質量:粉料的(de)(de)(de)成形性(xing)能、坯體均勻(yun)性(xing)、生坯強(qiang)度(du)等(deng),進而影(ying)響瓷(ci)磚產品的(de)(de)(de)性(xing)能。
噴霧造粒制備的(de)粉(fen)料,一般要求滿(man)足以(yi)下性(xing)能(neng):
具(ju)有一定(ding)的水(shui)分
合理的顆粒度及顆粒級配
良好的流動(dong)性
一定的松裝密度
滿足上(shang)述要(yao)求的(de)前(qian)提下,充分(fen)發揮實(shi)驗(yan)室(shi)噴霧干燥機的(de)效率,達到(dao)節能減排(pai)的(de)目的(de)。本文(wen)根據文(wen)后所列文(wen)獻,結合作者的(de)生產(chan)實(shi)際(ji)經驗(yan),從實(shi)驗(yan)室(shi)噴霧干燥機的(de)結構開始(shi),介紹噴霧干燥的(de)工作原理,以及生產(chan)過程中(zhong)的(de)控制(zhi)要(yao)點(dian)與缺陷克(ke)服(fu)措施等。
實驗(yan)室(shi)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)(zao)機在處理(li)液體物(wu)(wu)料時(shi)通(tong)常通(tong)過(guo)蒸(zheng)發預濃縮以經濟(ji)地降低水(shui)含量(liang),然后將濃縮物(wu)(wu)以精細噴(pen)霧(wu)(wu)或薄霧(wu)(wu)的(de)形式(shi)引入具有加熱空氣的(de)塔或室(shi)中;當小(xiao)液滴與熱空氣密切接觸時(shi),它們會脫(tuo)離水(shui)分(fen),變成(cheng)小(xiao)顆粒并落到塔底(di)并被移除。實驗(yan)室(shi)小(xiao)型噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)(zao)機的(de)優(you)點包括低熱量(liang)和短時(shi)間組合,導致產品質量(liang)更好。
主(zhu)要組件:用于(yu)將液體引(yin)入(ru)塔(ta)的高壓泵、用于(yu)霧(wu)化進料流的裝置(zhi)、帶鼓風機的加熱空氣(qi)源、用于(yu)從氣(qi)流中去除干燥(zao)食物的第二收集容器、用于(yu)排(pai)出潮濕空氣(qi)的裝置(zhi)、通常包括預濃縮(suo)步驟,即MVR蒸(zheng)發、霧(wu)化裝置(zhi)是(shi)噴(pen)霧(wu)干燥(zao)的顯著特征。它們提供大面積暴露于(yu)干燥(zao)力(li):1升(sheng)=120億顆粒子=>300平(ping)方英尺(30平(ping)方米)。
出(chu)口空(kong)氣溫度(du)(du)是一個(ge)(ge)重要的監測參數,因(yin)為實驗(yan)室小型噴霧干(gan)燥機可(ke)以隨時響應過程變(bian)化并反映(ying)產品(pin)的質量(liang)。一般來說,它足夠高以產生(sheng)所(suo)需的濕度(du)(du)而(er)不會造(zao)成熱(re)損傷。有兩個(ge)(ge)控件可(ke)用于調節出(chu)口空(kong)氣溫度(du)(du):改(gai)變(bian)進料流量(liang)、改(gai)變(bian)入口溫度(du)(du)。
如果實驗室小(xiao)(xiao)型噴霧干燥機在產(chan)品干燥之前發生(sheng)熱(re)損(sun)壞,則必須減(jian)小(xiao)(xiao)粒(li)度;較小(xiao)(xiao)的顆粒(li)干燥速度較快,因此熱(re)損(sun)害較小(xiao)(xiao)。這可以通(tong)過(guo)三(san)種方(fang)式完成:更小(xiao)(xiao)的孔口(kou)、增(zeng)加霧化壓力(li)、降低粘(zhan)度-通(tong)過(guo)增(zeng)加進料溫度或(huo)減(jian)少固(gu)體。
實驗(yan)(yan)室小(xiao)型噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機(ji)主要(yao)適用(yong)于(yu)(yu)(yu)高(gao)校、研(yan)究所和食(shi)品醫藥化(hua)工(gong)(gong)企(qi)業實驗(yan)(yan)室生(sheng)產(chan)(chan)微量顆粒(li)粉末,對所有溶(rong)液如乳(ru)濁液、懸(xuan)浮(fu)液具有廣譜適用(yong)性(xing),適用(yong)于(yu)(yu)(yu)對熱敏(min)感性(xing)物(wu)(wu)的干(gan)(gan)燥(zao)(zao)如生(sheng)物(wu)(wu)制(zhi)品、生(sheng)物(wu)(wu)農藥、酶制(zhi)劑等,因所噴(pen)(pen)出的物(wu)(wu)料只(zhi)是在(zai)噴(pen)(pen)成霧狀大小(xiao)顆粒(li)時才受到高(gao)溫,故只(zhi)是瞬間受熱,能保持這些活性(xing)材料在(zai)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)后(hou)仍維(wei)持其活性(xing)成份(fen)不(bu)受破壞。上海繼譜實驗(yan)(yan)室小(xiao)型噴(pen)(pen)霧干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機(ji)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)速度(du)快,料液經霧化(hua)后(hou)表(biao)面積大大增加,在(zai)熱風氣流(liu)中,瞬間就可蒸發95%-98%的水份(fen),完成干(gan)(gan)燥(zao)(zao)時間僅需(xu)數秒鐘,特(te)別(bie)適用(yong)于(yu)(yu)(yu)熱敏(min)性(xing)物(wu)(wu)料的干(gan)(gan)燥(zao)(zao)。產(chan)(chan)品具有良(liang)好(hao)的均勻度(du)、流(liu)動性(xing)和溶(rong)解性(xing),產(chan)(chan)品純度(du)高(gao),質(zhi)量好(hao)。生(sheng)產(chan)(chan)過程簡化(hua),操作(zuo)(zuo)控(kong)制(zhi)方(fang)便(bian)。實驗(yan)(yan)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)機(ji)對于(yu)(yu)(yu)含濕(shi)量40-60%(特(te)殊物(wu)(wu)料可達90%)的液體能一次干(gan)(gan)燥(zao)(zao)成粉粒(li)產(chan)(chan)品,干(gan)(gan)燥(zao)(zao)后(hou)不(bu)需(xu)粉碎和篩(shai)選,減(jian)少生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)序,提(ti)高(gao)產(chan)(chan)品純度(du)。對產(chan)(chan)品粒(li)徑,松密(mi)度(du),水份(fen),在(zai)一定范圍(wei)可通過改變操作(zuo)(zuo)條(tiao)件進行調整,控(kong)制(zhi)和管(guan)理都很方(fang)便(bian)。
3.1泥漿的霧(wu)化
泥(ni)漿(jiang)霧(wu)(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)即將(jiang)泥(ni)漿(jiang)分散為(wei)微細(xi)的(de)(de)(de)(de)霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)。霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)的(de)(de)(de)(de)平均直徑約為(wei)150~350μm,按粉料的(de)(de)(de)(de)不同用途(tu),確定(ding)霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)大(da)小(xiao)。霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)大(da)小(xiao)和均勻(yun)度對產(chan)品的(de)(de)(de)(de)質量影響(xiang)很(hen)大(da),其中的(de)(de)(de)(de)霧(wu)(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)器是關(guan)鍵(jian)部件,將(jiang)在后面(mian)專門(men)討論。霧(wu)(wu)(wu)(wu)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)很(hen)細(xi)小(xiao),它的(de)(de)(de)(de)比表(biao)面(mian)積大(da),與(yu)熱空氣接觸時,極易發生(sheng)傳(chuan)質和傳(chuan)熱,使霧(wu)(wu)(wu)(wu)滴(di)迅(xun)速汽化(hua)(hua)干燥。
3.2.1并(bing)流運(yun)動
熱(re)空氣(qi)先與含水高的霧(wu)滴接觸,水分迅(xun)速蒸發(fa),空氣(qi)溫度迅(xun)速降低。整個過程,物(wu)料溫度不高,因(yin)而(er)對熱(re)敏性(xing)物(wu)料干燥(zao)有利。由于水份蒸發(fa)迅(xun)速,霧(wu)滴容(rong)易膨(peng)脹甚至破碎,所得粉(fen)料多為非球(qiu)形的多孔顆(ke)粒,粉(fen)料容(rong)重低。
3.2.2逆流運動
熱(re)空(kong)氣(qi)(qi)與(yu)霧滴的運動(dong)方(fang)向(xiang)相反(fan),如圖2d所示。由于熱(re)空(kong)氣(qi)(qi)向(xiang)上,霧滴向(xiang)下,延緩(huan)了顆粒和(he)霧滴的下降(jiang)速度(du),在干燥室停留(liu)時間長,有利于干燥。此方(fang)式只適用于非熱(re)敏性材料(liao)。
3.2.3混流運動
這種(zhong)方式既有并流,又有逆(ni)流的運動,適(shi)合(he)生產流動性(xing)好的粗粉,即陶(tao)瓷廠(chang)廣泛使用的實驗室(shi)噴霧(wu)干燥機類型。
混流有兩種情況:
噴嘴(zui)安裝在(zai)干燥(zao)塔底部(bu),熱(re)風從頂(ding)部(bu)進入。霧滴先(xian)作(zuo)逆流(liu)(liu)運(yun)動,到(dao)達高點后下(xia)降,作(zuo)并流(liu)(liu)運(yun)動。
噴嘴安(an)裝在塔(ta)的中部,物(wu)料(liao)向上噴霧,與塔(ta)頂進入的高(gao)溫空(kong)氣接觸,使水(shui)分迅速(su)蒸發。這種方式熱(re)效率高(gao)。霧滴(di)先逆流運動(dong),干燥到(dao)一定程度后,又(you)與已(yi)經(jing)大幅降溫的熱(re)空(kong)氣向下并流,干燥的物(wu)料(liao)和已(yi)經(jing)降低(di)到(dao)出口溫度的空(kong)氣接觸,避(bi)免了(le)物(wu)料(liao)的過熱(re)變質,適用于熱(re)敏性原料(liao),陶瓷(ci)企業就是使用這種干燥塔(ta)。
3.3霧滴的干燥
霧(wu)(wu)滴的干燥,與(yu)坯體的干燥原理相似,分(fen)為兩個過程:恒速(一階(jie)段(duan))和降速(二階(jie)段(duan))。霧(wu)(wu)滴一遇到(dao)(dao)熱空氣,霧(wu)(wu)滴中(zhong)(zhong)的水即汽(qi)化進入到(dao)(dao)空氣中(zhong)(zhong)。
恒(heng)速(su)階(jie)段:霧(wu)滴中有足夠的水(shui)分,可以保持表面的濕(shi)潤狀態,蒸發恒(heng)速(su)進行。
降速階段:當霧滴水分不能保持表面的濕潤狀態,即到達臨界點后,霧滴表面形成干殼。干殼的厚度隨著時間而增加,蒸發速率也逐漸降低。
干燥(zao)時間(jian)。霧滴干燥(zao)所需的(de)時間(jian),決定了(le)實(shi)驗室噴(pen)(pen)霧干燥(zao)機的(de)高度。對于固定的(de)實(shi)驗室噴(pen)(pen)霧干燥(zao)機,干燥(zao)時間(jian)還與產(chan)品(pin)(pin)的(de)組成有關。要對不同的(de)產(chan)品(pin)(pin),進行不同的(de)操(cao)作。例(li)如,微粉磚坯體的(de)底料、面料成分不同,制粉操(cao)作時應有所區別。
4霧化器(qi)的(de)種類和特(te)點
霧(wu)化(hua)器(qi)是實驗(yan)室噴(pen)霧(wu)干燥機的核(he)心,有以下三種類(lei)型:氣流(liu)式(shi)霧(wu)化(hua)器(qi)、旋轉式(shi)霧(wu)化(hua)器(qi)和(he)壓(ya)力(li)式(shi)霧(wu)化(hua)器(qi)。目前陶瓷行業廣泛使用的是壓(ya)力(li)式(shi)霧(wu)化(hua)器(qi)。
4.1氣流式(shi)霧化器
采用壓縮(suo)空氣(qi)(qi)以很(hen)高(gao)的(de)速度(du)(du)(du)(300m/s或(huo)更高(gao))從噴嘴噴出,利用氣(qi)(qi)液(ye)二相的(de)速度(du)(du)(du)差產生的(de)摩擦力,使液(ye)滴分裂為霧(wu)滴。霧(wu)滴大小取決于相對速度(du)(du)(du)和(he)料(liao)液(ye)的(de)粘度(du)(du)(du)。料(liao)霧(wu)的(de)分散度(du)(du)(du)取決于氣(qi)(qi)體的(de)噴射(she)速度(du)(du)(du)、料(liao)液(ye)的(de)物理性質、霧(wu)化(hua)器(qi)的(de)幾何尺寸、氣(qi)(qi)液(ye)量之比(bi)。陶瓷廠輥道窯的(de)燒油(you)噴嘴即是一(yi)種氣(qi)(qi)流(liu)式霧(wu)化(hua)器(qi)。
4.2旋轉式霧化器
料液(ye)從中心輸入(ru)到高速旋轉(zhuan)(zhuan)(圓周速度達90~140m/s)的轉(zhuan)(zhuan)輪或轉(zhuan)(zhuan)盤,然后在輪或盤的表面(mian)加速流(liu)向邊緣,在離(li)開邊緣時分(fen)散成(cheng)由微細的霧(wu)(wu)滴組成(cheng)的料霧(wu)(wu)。甩釉機就是一種旋轉(zhuan)(zhuan)式(shi)霧(wu)(wu)化器。
特點:可以通(tong)過控制輪的(de)轉(zhuan)(zhuan)速(su)調節顆粒的(de)大小。平均粒度(du)與進(jin)料速(su)度(du)、料液粘(zhan)度(du)成正比(bi),與轉(zhuan)(zhuan)輪速(su)度(du)和轉(zhuan)(zhuan)輪半徑成反(fan)比(bi)。
4.3壓(ya)力(li)式(shi)霧化器(qi)
料(liao)(liao)(liao)漿(jiang)用泵以較高壓(ya)力沿切線槽進入(ru)旋(xuan)流室(shi)(shi),在旋(xuan)流室(shi)(shi),料(liao)(liao)(liao)漿(jiang)高速旋(xuan)轉,形成(cheng)近似的自由渦流。在壓(ya)力作用下(xia),料(liao)(liao)(liao)液(ye)從小孔(kong)噴(pen)(pen)出,形成(cheng)錐形料(liao)(liao)(liao)霧。由于壓(ya)力式霧化器中(zhong),料(liao)(liao)(liao)漿(jiang)的壓(ya)力達到(dao)2MPa以上,很容量(liang)磨損噴(pen)(pen)嘴材料(liao)(liao)(liao),尤其是噴(pen)(pen)嘴孔(kong)板,因(yin)此,噴(pen)(pen)嘴孔(kong)板一般采用硬質合(he)金。
4.3.1霧錐形(xing)狀
壓力式噴(pen)(pen)嘴產(chan)生的(de)料霧(wu)(wu)(wu),有(you)兩種形狀:實(shi)(shi)(shi)心(xin)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)和空心(xin)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)(如圖4所示(shi))。在生產(chan)中(zhong),應(ying)盡量(liang)形成(cheng)實(shi)(shi)(shi)心(xin)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)。實(shi)(shi)(shi)心(xin)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui):干燥空氣與(yu)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)全面接(jie)觸,干燥均(jun)勻。并(bing)且,實(shi)(shi)(shi)心(xin)霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)可以(yi)使霧(wu)(wu)(wu)滴(di)在干燥塔中(zhong)心(xin)位置到達行圖4霧(wu)(wu)(wu)錐(zhui)形象示(shi)意圖程(cheng)的(de)高點(dian)。實(shi)(shi)(shi)心(xin)錐(zhui)噴(pen)(pen)霧(wu)(wu)(wu)適(shi)合先逆流后(hou)并(bing)流的(de)噴(pen)(pen)霧(wu)(wu)(wu)干燥系統,可以(yi)有(you)效減少粘壁現象,其含有(you)較大比例的(de)大液滴(di)。
空(kong)心(xin)霧(wu)錐:顆粒偏小,產量低(di),容易形成粘壁料(liao),嚴重影(ying)響噴霧(wu)干燥(zao)粉(fen)料(liao)的質量。空(kong)心(xin)錐噴霧(wu)特別適合并(bing)流噴霧(wu)干燥(zao)系統。
空心(xin)霧錐與實心(xin)霧錐可以相互轉(zhuan)換。旋流室(shi)中,當軸向液體(ti)速度分量增大,足以抵消(xiao)(xiao)旋轉(zhuan)運動時,空氣芯(xin)消(xiao)(xiao)失,空心(xin)錐噴(pen)霧變(bian)為實心(xin)錐噴(pen)霧。所(suo)以旋流室(shi)和旋流片(pian)的尺寸很(hen)重要,對此后面(mian)將專(zhuan)門(men)討論。
4.3.2噴(pen)霧角
噴(pen)霧角也稱霧化角,是(shi)壓力式噴(pen)嘴的(de)重要參數(shu)。下面(mian)的(de)一些因素會對霧化角產生影(ying)響。
壓力對霧化角的影響壓力增大(da),霧化角變小(xiao)。
粘度對(dui)霧化角的(de)影響
粘(zhan)度(du)(du)增大(da),霧化角(jiao)縮小。粘(zhan)度(du)(du)很大(da)的液體(ti),將變(bian)成一條射(she)束(shu),難以霧化。
霧化角與噴嘴流(liu)量(liang)的關系
霧(wu)化角與(yu)噴嘴(zui)流量呈反比例(li)關系,霧(wu)化角越(yue)大(da),噴嘴(zui)流量越(yue)小。
霧(wu)化(hua)角對粉料質量的(de)影(ying)響
霧(wu)化(hua)角過(guo)大(da),整個霧(wu)化(hua)面偏低,易粘塔(ta)壁(bi),且不能有效利(li)用塔(ta)頂部熱(re)空氣均(jun)勻分布的(de)優勢。霧(wu)化(hua)角過(guo)小,霧(wu)化(hua)面增高(gao),料(liao)漿可能射(she)向塔(ta)頂,也會造成粘塔(ta)。兩種情況都會產(chan)生(sheng)較多的(de)塔(ta)壁(bi)料(liao),嚴重影(ying)響粉料(liao)質(zhi)量。
5霧(wu)滴(di)粒(li)徑的(de)影(ying)響因素
霧(wu)滴粒徑的(de)大(da)小,直接影響噴霧(wu)干(gan)燥粉料顆粒的(de)大(da)小和分布。霧(wu)滴粒度(du)的(de)大(da)小,與霧(wu)化器的(de)運行參(can)數密切相(xiang)關(guan),此外還與泥漿的(de)性能相(xiang)關(guan),如粘度(du)等。生產(chan)(chan)中要(yao)根據產(chan)(chan)品種類的(de)不同需要(yao),確定噴霧(wu)干(gan)燥的(de)各項參(can)數。
5.1運行參數對(dui)霧滴尺寸(cun)的影響
壓力對霧滴粒度的(de)影響
壓力增大,霧(wu)滴(di)減小(xiao)。霧(wu)滴(di)粒度與壓力的-0.3次方成(cheng)比(bi)例。在很高壓力下,壓力的變化對霧(wu)滴(di)粒度無明顯(xian)影(ying)響。
粘(zhan)度(du)對粒度(du)的(de)影響
粉料的(de)粒度與(yu)泥漿粘(zhan)度的(de)0.17~0.2次方成比(bi)
例,提高料漿粘(zhan)度,將(jiang)產(chan)生(sheng)粗顆粒的霧(wu)滴。當(dang)粘(zhan)度很大時,不(bu)能用壓力噴(pen)嘴(zui)霧(wu)化。
生(sheng)產過(guo)(guo)程中,適(shi)當控制(zhi)和穩定泥(ni)漿的(de)流動性,可(ke)以控制(zhi)噴霧料(liao)的(de)顆粒(li)大小。例如(ru),生(sheng)產色斑耐(nai)磨磚,為增加著色效果(guo),色粒(li)要(yao)(yao)大,這就要(yao)(yao)調大顏(yan)色料(liao)漿的(de)粘度,有需要(yao)(yao)時加CMC。為了改善坯體成形(xing)時的(de)排氣效果(guo),可(ke)以適(shi)當提高(gao)噴霧干燥粉料(liao)的(de)粒(li)徑,也可(ke)通過(guo)(guo)提高(gao)泥(ni)漿的(de)粘度來實(shi)現。
噴(pen)嘴孔徑(jing)對霧滴粒徑(jing)的影(ying)響(xiang)
在其他參數不變時,霧(wu)滴尺寸隨噴嘴直徑的平方而增加。這(zhe)一(yi)因(yin)素影響非常(chang)大,生產(chan)中常(chang)用(yong)此法調節粒徑,按(an)照粉(fen)料的不同用(yong)途,配置不同的噴嘴口徑。
5.2霧滴的(de)粒徑分布
壓(ya)(ya)(ya)力(li)噴嘴獲得的粒(li)(li)徑(jing)范圍較(jiao)寬,粒(li)(li)徑(jing)分(fen)布(bu)決定于噴嘴尺寸、操作(zuo)壓(ya)(ya)(ya)力(li)和料液條件。粒(li)(li)徑(jing)的分(fen)布(bu)范圍,要根據壓(ya)(ya)(ya)機(ji)的成形要求來進行調(diao)節。
6熱風爐
陶瓷廠使用的熱風爐,根據燃料不同,主要有四(si)種加熱設備:
重油(you)爐
水煤氣爐
水煤漿爐
鏈排爐
每(mei)種(zhong)爐(lu)各有特(te)點,張潤(run)祿(lu)的文章中詳細介紹了各種(zhong)燃煤(mei)熱風爐(lu)。
6.1重油爐(lu)
生產過程中,對重油熱風爐,主(zhu)要(yao)控制以下幾方(fang)
面:
重油過(guo)篩,把渣子去除;
油溫(wen)溫(wen)度控制(zhi),溫(wen)度過低,影響燃燒;
控制(zhi)燒嘴結焦。
拋光(guang)磚中的黑點(dian),有很(hen)多就是由于重油結焦引起的。
6.2水(shui)煤氣爐
冷煤氣
正常使(shi)用,效果(guo)很好。
熱(re)煤(mei)氣
熱煤(mei)氣中的(de)煤(mei)粉含量(liang)高(gao),會(hui)影響(xiang)(xiang)拋光磚的(de)質量(liang),因而(er)不主張使用,但對有釉產品的(de)影響(xiang)(xiang)稍小一些。
6.3水(shui)煤漿爐
水煤漿的(de)要求
水煤漿由(you)70%的煤、29%的水和1%的添加劑組成。其煤質(zhi)要求如下:熱值大(da)于6500大(da)卡(ka);雜質(zhi)含量小于10%;揮(hui)發分(fen)大(da)于30%。水煤漿要求靜止24h后只能有少量沉淀。
使用水煤漿(jiang)的優點是可以充分(fen)利(li)用把酚水及煤焦油等(deng)污染物,減少環境污染。水煤漿(jiang)旋風(feng)熱風(feng)爐示(shi)意圖見圖5。
圖(tu)5水煤漿旋風燃(ran)燒爐示(shi)意圖(tu)
特點
優點(dian)(dian):操作簡單、燃(ran)燒效率高。缺點(dian)(dian):
1))建(jian)造成本高;
2))點火(huo)要燒油,備有燃油系(xi)統,結構復雜;
3))水煤漿噴嘴(zui)易(yi)堵塞和磨(mo)損;
4))爐膛易結焦,混入(ru)粉料中,影響產品(pin)質量;
5))自身含(han)有(you)30%水分(fen),影響熱效率(lv)。
6.4鏈排爐
鏈排(pai)爐全(quan)稱為鏈條爐排(pai)熱風(feng)爐。
優點
1))直接燃燒原煤,結構簡單、供熱穩定、自動化程度高;
2))可以(yi)把(ba)制水煤氣的酚水、煤焦油(you)一起加(jia)入燒掉,解決環(huan)保問題。
缺點
1))燃燒(shao)效率(lv)較(jiao)低,約(yue)75%左右;
2))如果灰分熔(rong)點(dian)低,則易結(jie)焦;
3))煤(mei)粉易混入粉料中(zhong),影響產品(pin)的質(zhi)量(liang)。
經(jing)改(gai)進(jin)后的(de)鏈(lian)(lian)排爐(lu)效果很好,能把(ba)拋光磚(zhuan)中的(de)雜質控制在(zai)0.5%以(yi)下(xia)。廣東某拋光磚(zhuan)廠使(shi)用(yong)改(gai)進(jin)后的(de)鏈(lian)(lian)排爐(lu),生產成本比水煤漿爐(lu)低很多,而雜質率在(zai)
0.5%以下(xia)。
7影響粉料(liao)質量的(de)工(gong)藝參數
7.1選擇合適的霧化角,保證(zheng)料漿(jiang)充分霧化
由前面(mian)的(de)討(tao)論可知,霧(wu)化(hua)角過大(da)或過小都會產生粘壁料(liao)(liao),影響粉料(liao)(liao)的(de)流動性(xing)和成(cheng)形性(xing)能。
若(ruo)霧化不(bu)(bu)均(jun),有較大(da)(da)液(ye)滴(di)存在,此(ci)液(ye)滴(di)干燥相對較慢,在運動過程中(zhong)會(hui)形成許多(duo)孿生顆粒(li);若(ruo)顆粒(li)較大(da)(da),來不(bu)(bu)及干燥而導致粘壁的可能性顯著增(zeng)大(da)(da)。另(ling)外,粉(fen)料(liao)顆粒(li)粗(cu)細不(bu)(bu)均(jun)勻,分布不(bu)(bu)合(he)理等,均(jun)會(hui)影響粉(fen)料(liao)的流(liu)動性。生產中(zhong),霧化角(jiao)還要與(yu)旋流(liu)室的高度合(he)理配合(he)。
下面(mian)以蒸發量為200kg/h的實驗室(shi)噴霧干燥機為例,探討霧化角的合理調配。
7.1.1霧化器噴嘴孔徑(jing)與旋流室合(he)理組合(he)
噴嘴片孔徑與旋流室高度(du)對霧化角的(de)影響如圖
7所示(泵(beng)壓為(wei)2MPa)。圖中,斜(xie)直線代(dai)表噴嘴(zui)片(pian)孔(kong)徑(jing),曲線代(dai)表霧(wu)化角(jiao)等(deng)值(zhi)線。結論(lun):旋流室高度減少(shao)、噴嘴(zui)片(pian)孔(kong)徑(jing)增(zeng)大(da),使霧(wu)化角(jiao)增(zeng)大(da)。反(fan)之,霧(wu)化角(jiao)減少(shao)。
7.1.2霧化器與(yu)泵(beng)壓的合理組合
旋(xuan)流(liu)室(shi)高度(du)與泵(beng)壓(ya)的(de)(de)關系。參數是(shi)在孔徑(jing)1.0mm的(de)(de)條件下測(ce)定的(de)(de)。固定泵(beng)壓(ya)1.8MPa,調(diao)節旋(xuan)流(liu)室(shi)高度(du)由8mm、5mm到3mm,同時,調(diao)節泵(beng)壓(ya)由1.8MPa到2.0、2.2、2.4MPa,分別測(ce)量霧(wu)化(hua)角的(de)(de)變化(hua)。壓(ya)力一定時,霧(wu)化(hua)角隨旋(xuan)流(liu)室(shi)高度(du)的(de)(de)減小而(er)增(zeng)(zeng)大,反(fan)(fan)之(zhi)亦(yi)然;旋(xuan)流(liu)室(shi)高度(du)一定時,霧(wu)化(hua)角隨壓(ya)力的(de)(de)增(zeng)(zeng)大而(er)增(zeng)(zeng)大,反(fan)(fan)之(zhi)亦(yi)然。因此,為(wei)保證(zheng)充分穩定霧(wu)化(hua),必須(xu):
泵(beng)壓(ya)不能太低(di);
泵壓要穩定;
防止(zhi)泥(ni)漿(jiang)(jiang)攪拌過程中產生湍流或大量旋渦(wo),否則會降(jiang)低泥(ni)漿(jiang)(jiang)流動性,使泥(ni)漿(jiang)(jiang)不易霧化。
7.2粒(li)度分布的(de)影響因(yin)素
工作(zuo)人員系統研(yan)究了影響噴霧(wu)(wu)干燥(zao)各(ge)項(xiang)參數(shu)對(dui)粒(li)度分布(bu)的(de)影響,他們的(de)試驗條件(jian)是:GIPP-2000型實驗室(shi)噴霧(wu)(wu)干燥(zao)機。所用泥漿的(de)基本(ben)參數(shu)如(ru)下:
比重:1.45~1.55g/mL
含水率:36.2%
粘度:18.5s
細度:萬(wan)孔篩小(xiao)于1%
7.2.1泥漿含水率對(dui)粉料粒度分布的影響
泥漿粘度為18s,噴(pen)霧(wu)壓(ya)力(li)1MPa,噴(pen)片孔徑(jing)1.5~1.8mm,改變泥漿含水率,在其他(ta)條(tiao)件不變的(de)(de)情況下,隨著泥漿水分(fen)的(de)(de)增加,粉料中的(de)(de)細粉比例增加,成形排氣困難。水分(fen)越低(di),大顆粒越多,越利(li)于成形。所以試(shi)驗配方時,要(yao)讓料漿水分(fen)盡(jin)量低(di)。
7.2.2泥漿粘度(du)對粉料(liao)粒度(du)分布的影響
泥(ni)(ni)漿(jiang)水分36%,噴霧(wu)壓力1MPa,噴片孔徑(jing)1.5~1.8mm,改變泥(ni)(ni)漿(jiang)粘(zhan)度(du)(du)(du)(du),測得粉料(liao)的粒(li)徑(jing)分布如表2所(suo)示。從表2可見,泥(ni)(ni)漿(jiang)粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)大,粉料(liao)中(zhong)(zhong)粗顆粒(li)就相應多(duo)一些(xie)(xie);泥(ni)(ni)漿(jiang)粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)小,粉料(liao)中(zhong)(zhong)細顆粒(li)就相應多(duo)一些(xie)(xie)。生產中(zhong)(zhong),泥(ni)(ni)漿(jiang)粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)過(guo)大,容易(yi)(yi)造(zao)成塞槍;粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)過(guo)小,容易(yi)(yi)導致粘(zhan)塔(ta)和(he)塌壁料(liao)產生,所(suo)以,要適當控制泥(ni)(ni)漿(jiang)粘(zhan)度(du)(du)(du)(du)。
7.2.3泥(ni)漿(jiang)壓(ya)力(li)對(dui)粉料粒(li)度分(fen)布的影響
泥漿水分36%,噴(pen)霧壓力1MPa,噴(pen)片孔徑1.5~1.8mm,
改變泥(ni)漿(jiang)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li),測得(de)粉(fen)料的粒(li)徑分布,泥(ni)漿(jiang)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)越(yue)大(da),粉(fen)料中細顆(ke)(ke)粒(li)所(suo)占比(bi)例越(yue)大(da);泥(ni)漿(jiang)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)越(yue)小,粉(fen)料中粗顆(ke)(ke)粒(li)所(suo)占比(bi)例逐漸增多。壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)過低,實驗(yan)室(shi)(shi)噴(pen)霧干燥機制(zhi)(zhi)粉(fen)能力(li)(li)(li)下降(jiang),制(zhi)(zhi)粉(fen)成本(ben)大(da)幅度上升(sheng)。泥(ni)漿(jiang)壓(ya)(ya)力(li)(li)(li)過大(da),則會導(dao)致泥(ni)漿(jiang)霧化不(bu)好,部(bu)分泥(ni)漿(jiang)可能碰到塔壁。因此,要根(gen)據工(gong)廠的實驗(yan)室(shi)(shi)噴(pen)霧干燥機的大(da)小,確定泥(ni)漿(jiang)的壓(ya)(ya)力(li)(li)(li),同時要考慮壓(ya)(ya)機所(suo)需的粉(fen)料顆(ke)(ke)粒(li)級配。
7.2.4噴片(pian)孔徑對粉料(liao)粒度分布的影響
泥漿水分36%,噴霧(wu)(wu)壓力1MPa,改變(bian)噴片孔(kong)徑(jing),測(ce)得粉料(liao)的(de)粒徑(jing)分布(bu)徑(jing)的(de)增(zeng)大(da)顯(xian)著(zhu)改變(bian)粉料(liao)的(de)粒徑(jing)分布(bu),隨孔(kong)徑(jing)增(zeng)大(da),粉料(liao)中(zhong)粗(cu)顆粒所占(zhan)比例(li)明顯(xian)增(zeng)大(da),適合成形的(de)粉料(liao)比例(li)由80%~90%提高到92%以上。因此,要(yao)增(zeng)加大(da)顆粒的(de)含(han)量和實驗室噴霧(wu)(wu)干燥(zao)機的(de)產(chan)量,增(zeng)大(da)孔(kong)徑(jing)為有(you)效快捷的(de)方法。
7.2.5幾(ji)種(zhong)因素(su)的比較
比較上面幾種影(ying)響因素,對粉(fen)料粒度分(fen)布影(ying)響的大小(xiao)關系為:噴片孔(kong)徑>噴霧壓力(li)>泥漿(jiang)粘度>泥漿(jiang)含水率。
7.3粉料的流動性
7.3.1粉料流(liu)動性的作用
粉料(liao)的(de)(de)(de)(de)流動性反映了壓(ya)機成形(xing)時(shi)(shi)粉料(liao)均勻(yun)填(tian)滿模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)(de)(de)能力(li)。粉料(liao)流動性好,能使(shi)壓(ya)制成形(xing)布料(liao)時(shi)(shi)顆(ke)粒(li)間的(de)(de)(de)(de)摩擦力(li)減小,粉料(liao)能在(zai)較短的(de)(de)(de)(de)時(shi)(shi)間均勻(yun)地填(tian)滿模(mo)(mo)具(ju)的(de)(de)(de)(de)各個角落,以保證坯體的(de)(de)(de)(de)致密度(du)(du)和(he)加壓(ya)速度(du)(du)。因(yin)此,粉料(liao)的(de)(de)(de)(de)流動性直(zhi)接影響壓(ya)機的(de)(de)(de)(de)成形(xing)情(qing)況及產品的(de)(de)(de)(de)表面質量。
7.3.2測試方法
粉料流動(dong)性的(de)測(ce)定方法如下:用直徑30㎜、高
50㎜的圓(yuan)筒放在玻璃板(ban)或(huo)瓷板(ban)上,將坯(pi)料(liao)裝滿刮平。然后提起圓(yuan)筒,讓粉料(liao)自然流散開(kai)來,再測量料(liao)堆的高度H(㎜)。
粉料(liao)的(de)流動性f=50-H(㎜)。H的(de)值越小,粉料(liao)的(de)流動性越大(da),粉料(liao)越容易填滿模具。
各種制粉(fen)(fen)方式獲得的(de)(de)粉(fen)(fen)料流動性(xing)(xing)如(ru)下:離心霧(wu)化的(de)(de)粉(fen)(fen)料流動性(xing)(xing)為(wei):31~33s;壓力霧(wu)化的(de)(de)粉(fen)(fen)料流動性(xing)(xing)為(wei):32.5~35s;輪(lun)碾打粉(fen)(fen)的(de)(de)粉(fen)(fen)料流動性(xing)(xing)為(wei):25~26s。
簡易測試方法,直(zhi)接用涂4杯裝(zhuang)一(yi)杯粉料(liao),看能(neng)否自(zi)動流(liu)(liu)(liu)完,能(neng)流(liu)(liu)(liu)完則流(liu)(liu)(liu)動性好(hao),反之流(liu)(liu)(liu)動性差(cha)。
7.3.3粉料流動性的(de)影響因素
粉料的顆粒級配
粉(fen)料中細粉(fen)過(guo)多時,嚴(yan)重影響流(liu)動(dong)性。
顆粒的(de)球形度
球(qiu)(qiu)形和橢(tuo)球(qiu)(qiu)形的粉料流動性相(xiang)對較好(hao)。選擇合(he)適(shi)的添加劑,對噴霧干燥的粉料形狀影響很大(da)。
粉(fen)料的強度
粉料(liao)在輸(shu)送過程中擠壓(ya)受力,如果顆(ke)粒(li)的(de)強(qiang)度(du)不夠,會導致顆(ke)粒(li)破(po)碎(sui),細粉增加(jia)(jia),粉料(liao)的(de)流(liu)動性(xing)就差。在坯體(ti)配方中添加(jia)(jia)CMC或坯體(ti)增強(qiang)劑(ji),可以提高(gao)顆(ke)粒(li)的(de)強(qiang)度(du)。
避免形成空心顆粒(li),因空心顆粒(li)容易(yi)破碎成小(xiao)顆粒(li)。
7.4粘壁料產生的原因和解決措施
7.4.1粘(zhan)壁問題
粘壁是指(zhi)被干燥(zao)的(de)(de)物料粘附在實驗(yan)室(shi)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)機的(de)(de)壁上,這是實驗(yan)室(shi)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)機操(cao)作(zuo)中的(de)(de)一個大難點(dian),有時粘壁料的(de)(de)厚度(du)達到(dao)10~15cm。有的(de)(de)實驗(yan)室(shi)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)機因設計或操(cao)作(zuo)不當,產生(sheng)嚴重(zhong)粘壁,甚至使實驗(yan)室(shi)噴(pen)霧(wu)(wu)干燥(zao)機不能正常投入使用。粘壁會產生(sheng)如下問題:
(1)粘壁(bi)后的粉(fen)料(liao)由于長時間停(ting)留在(zai)壁(bi)上,有可能被燒焦或變質,在(zai)拋光磚中產生色(se)點。
粘壁(bi)后的(de)粉料進入產品中(zhong),使(shi)粉料水分不合格(ge);結塊(kuai)的(de)粉料使(shi)產品產生(sheng)雞爪(zhua)裂。
影(ying)響能耗(hao)。很(hen)多的(de)粘壁料(塌壁料)要回池重(zhong)噴。
有的實驗室噴霧(wu)干燥機要(yao)中途停止運行(xing),才能(neng)清除粘壁料,影響實驗室噴霧(wu)干燥機的產量(liang)。
粘(zhan)壁(bi)可(ke)分為三種類型:半濕(shi)物(wu)(wu)(wu)料(liao)粘(zhan)壁(bi)、干粉表面吸附、低熔(rong)點物(wu)(wu)(wu)料(liao)的熱熔(rong)性粘(zhan)壁(bi)。陶瓷企業常(chang)見(jian)的是半濕(shi)物(wu)(wu)(wu)料(liao)粘(zhan)壁(bi),低熔(rong)物(wu)(wu)(wu)很少產(chan)生。下面簡(jian)要分析(xi)半濕(shi)物(wu)(wu)(wu)料(liao)粘(zhan)壁(bi)現象(xiang)的產(chan)生原因與對應的解(jie)決辦法。
7.4.2粘(zhan)壁料的產生原(yuan)因
概括起來有以下(xia)一些原因:
泥(ni)漿(jiang)振動篩損壞,大(da)顆粒泥(ni)漿(jiang)通過柱塞泵進入噴槍,堵塞噴片造(zao)成不(bu)能霧(wu)化(hua)或霧(wu)化(hua)效果差,泥(ni)漿(jiang)在塔中(zhong)不(bu)能很快干燥,造(zao)成粘壁。
噴(pen)(pen)槍中的(de)噴(pen)(pen)片過度磨損,沒有(you)及時(shi)更換,造成(cheng)霧(wu)(wu)化效果差,導致粘(zhan)壁。噴(pen)(pen)嘴孔因磨損不圓(yuan)時(shi),產(chan)生(sheng)的(de)霧(wu)(wu)錐就不對稱,這時(shi)易產(chan)生(sheng)粘(zhan)壁現象。
進風溫度過低,霧(wu)化的泥漿不能迅(xun)速干燥,造成粘(zhan)壁。
塔門處和噴(pen)槍(qiang)處沒(mei)有嚴格(ge)密(mi)封,冷風進入塔,造成局部溫度下(xia)(xia)(xia)降(jiang)過多(duo),導(dao)致(zhi)粘壁。塔下(xia)(xia)(xia)錐翻(fan)板下(xia)(xia)(xia)料器(qi)漏風,導(dao)致(zhi)塔下(xia)(xia)(xia)錐處粘壁。
噴槍安裝(zhuang)不(bu)正,噴頭斜向上噴泥漿(jiang),直(zhi)接噴到塔壁(bi)處,導(dao)(dao)致(zhi)粘壁(bi)。噴槍長時間使用(yong)后造成變形,也(ye)會導(dao)(dao)致(zhi)粘壁(bi)。
分風器設(she)計(ji)不合理,塔熱(re)風溫(wen)度(du)不均,溫(wen)度(du)低的地方會造成(cheng)粘壁。
塔體保溫效果差,也會造成粘(zhan)壁。
塔負(fu)壓過(guo)大(da),未來得及(ji)完全干燥的物料被風機抽下,造成粘壁。
柱塞泵壓力(li)波動(dong)過大,也容易(yi)造成粘壁。
總結(jie)起(qi)來,溫度過低、噴槍堵塞(sai)和磨損是造成粘壁的主要原(yuan)因。生產(chan)過程中應根據實驗室噴霧干燥(zao)機的實際運行(xing)情(qing)況,找到問題的根源,有針對性地予以(yi)解決。
7.5粉(fen)料水分
粉(fen)(fen)料的水(shui)分(fen)(fen)對壓(ya)機的成形(xing)有很大(da)影響(xiang)。要(yao)根據(ju)成形(xing)工(gong)序的要(yao)求來確定(ding)粉(fen)(fen)料的水(shui)分(fen)(fen)。注意水(shui)分(fen)(fen)的測試方法和標準(zhun)必須統一(yi),成形(xing)工(gong)序和制粉(fen)(fen)工(gong)序的測量標準(zhun)要(yao)一(yi)致。
粉(fen)料(liao)水分(fen)的(de)調節主要依靠調整進風(feng)溫度(du)和泥(ni)漿泵壓力。注意廢氣溫度(du)變化時,可能表明(ming)粉(fen)料(liao)的(de)水分(fen)有所波(bo)動。
7.6粉料中的雜質
使用(yong)水煤(mei)漿、煤(mei)粉、重油等作(zuo)燃料,都(dou)有(you)可能(neng)結(jie)焦,在粉料中產生黑(hei)點,要定期抽查(cha)。例如:每(mei)4h取實驗(yan)室噴霧干燥(zao)機(ji)粉料5kg,用(yong)120目篩(shai)(shai)(shai)淘洗,觀察篩(shai)(shai)(shai)余,根據(ju)篩(shai)(shai)(shai)余中的黑(hei)粒,及(ji)時檢查(cha)熱風(feng)爐情況。根據(ju)篩(shai)(shai)(shai)余,還可以知道(dao)振動篩(shai)(shai)(shai)是否(fou)有(you)損壞,是否(fou)有(you)高溫塌壁料。
還有一(yi)種檢測方法,對測試粉(fen)料中(zhong)的(de)煤(mei)灰(hui)類雜質很(hen)有幫助。分別抽取(qu)泥漿池(chi)漿料和噴霧干燥(zao)后的(de)粉(fen)
料,檢測(ce)其(qi)高溫灼燒(shao)量。如果(guo)噴霧(wu)(wu)干燥后的(de)燒(shao)失量增加,則(ze)意味著噴霧(wu)(wu)干燥過程中(zhong)有(you)可燃性雜質混入,要(yao)檢查(cha)熱風(feng)爐的(de)燃燒(shao)情(qing)況。拋光磚(zhuan)的(de)變形有(you)些正是(shi)由于粉(fen)料中(zhong)混入過多(duo)的(de)煤(mei)粉(fen)或煤(mei)灰引起的(de)。
8噴霧干燥的節能(neng)措施(shi)
為提高(gao)實(shi)驗(yan)(yan)室噴霧(wu)干燥機的(de)(de)能效(xiao),蔡祖光研究了實(shi)驗(yan)(yan)室噴霧(wu)干燥機的(de)(de)各(ge)項數據(ju),通過實(shi)驗(yan)(yan)得出節能降耗的(de)(de)七條措施(shi)。
提高熱(re)風的進(jin)塔溫度
在離塔溫(wen)度不變的(de)情況(kuang)下,熱(re)(re)風的(de)進塔溫(wen)度越(yue)高(gao),傳遞給泥漿霧滴(di)的(de)熱(re)(re)量越(yue)多,單位熱(re)(re)風蒸(zheng)發(fa)的(de)水分越(yue)多。在生產能(neng)力恒定的(de)情況(kuang)下,所需(xu)熱(re)(re)風量減少
(即減少了熱風(feng)離(li)塔時(shi)帶走的(de)熱量(liang)),降低了噴霧干燥制粉的(de)熱量(liang)消耗。
降低熱風的離(li)塔溫度
在熱(re)(re)風(feng)的進塔(ta)溫(wen)度恒定不(bu)變的情況下,降低熱(re)(re)風(feng)的離(li)塔(ta)溫(wen)度,可(ke)以減少熱(re)(re)風(feng)離(li)塔(ta)時所(suo)帶走(zou)的熱(re)(re)量,能大限(xian)度地(di)利用熱(re)(re)風(feng)的熱(re)(re)量來(lai)干燥泥漿霧滴。
增大進(jin)塔熱風與(yu)離塔熱風之(zhi)間的溫(wen)度差
通過提高(gao)熱(re)(re)風(feng)的(de)(de)進(jin)塔(ta)溫度或降(jiang)低(di)(di)熱(re)(re)風(feng)的(de)(de)離塔(ta)溫度,增大進(jin)塔(ta)熱(re)(re)風(feng)與(yu)離塔(ta)熱(re)(re)風(feng)之間的(de)(de)溫度差,充分利用熱(re)(re)風(feng)的(de)(de)熱(re)(re)量(liang)蒸(zheng)發泥漿霧滴的(de)(de)水分,以達到提高(gao)實驗(yan)室噴霧干燥機的(de)(de)熱(re)(re)效率、降(jiang)低(di)(di)能耗的(de)(de)目的(de)(de)。
降低陶瓷泥(ni)漿的含(han)水率
陶瓷泥(ni)(ni)漿(jiang)流動性好、易于霧化,可有效(xiao)縮(suo)短噴(pen)霧干燥(zao)時(shi)間、提高生產效(xiao)率。在陶瓷泥(ni)(ni)漿(jiang)中添加適宜的減(jian)水劑,可降低泥(ni)(ni)漿(jiang)的含水率。
提高(gao)陶瓷泥(ni)漿的溫度
通(tong)過提高泥(ni)漿的溫度,能(neng)(neng)有效降低泥(ni)漿的粘度,改善泥(ni)漿的霧(wu)化(hua)性(xing)能(neng)(neng)及預防泥(ni)漿堵塞霧(wu)化(hua)器(qi)等。泥(ni)漿的溫度提高后,泥(ni)漿在(zai)實(shi)驗室噴(pen)霧(wu)干燥(zao)機不(bu)需(xu)預熱就能(neng)(neng)直接蒸發水分,降低了噴(pen)霧(wu)干燥(zao)制(zhi)粉的熱量消耗。
循環(huan)利用部分(fen)離塔(ta)熱風(廢氣)
陶瓷泥(ni)漿經噴霧干(gan)(gan)燥(zao)制粉(fen)后(hou),離塔熱(re)風(feng)(廢氣)通常(chang)經除塵后(hou)直接(jie)排入大(da)氣中,這樣大(da)約損失(shi)(shi)噴霧干(gan)(gan)燥(zao)制粉(fen)生(sheng)產工序總熱(re)量(liang)消耗的10%~20%;當(dang)離塔熱(re)風(feng)(廢氣)的溫度較高時,其熱(re)量(liang)損失(shi)(shi)就(jiu)更大(da)。實(shi)
際測試表明(ming),若熱風離(li)塔溫度高于100℃時,采用(yong)部分(fen)廢氣(qi)(qi)循(xun)環(huan)利(li)用(yong)技術(如循(xun)環(huan)利(li)用(yong)50%的(de)廢氣(qi)(qi)),噴(pen)霧(wu)干燥器可(ke)以節約15%左(zuo)右的(de)燃料消耗。
(7))利(li)用熱(re)交換器(qi)回(hui)收廢(fei)氣余熱(re)
利用余(yu)熱交換(huan)器(qi),可以顯著節(jie)省能源。板式換(huan)熱器(qi)的散熱面積(ji)大、換(huan)熱效(xiao)率高,目前國(guo)外實驗室噴(pen)霧干燥機(ji)通常利用空氣-液體-空氣型板式換(huan)熱器(qi)回收廢氣余(yu)熱。
9廢氣治理
噴霧干燥的(de)廢(fei)氣治理(li),主(zhu)要(yao)(yao)是粉(fen)塵(chen)和二氧(yang)化硫的(de)去(qu)除。粉(fen)塵(chen)主(zhu)要(yao)(yao)采用旋(xuan)風分離除塵(chen)、布袋除塵(chen)。脫硫主(zhu)要(yao)(yao)采用脫硫劑,如石灰(CaO)和純(chun)堿(Na2CO3)。石灰漿與廢(fei)氣中的(de)SO2反應:
Ca(0H)2+SO2=CaSO3+H2O(1)
在氧(yang)化氣(qi)氛中,部分(fen)CaSO3轉(zhuan)變(bian)為CaSO4,產生的
CaSO4和CaSO3沉(chen)淀物經壓濾后,作為廢物填埋。
還有(you)一(yi)種方法,在泥漿中(zhong)添加(jia)純堿,噴霧(wu)干燥(zao)時,堿液與熱(re)風(feng)中(zhong)的SO2發生中(zhong)和反應(ying)而將SO2從廢氣中(zhong)脫(tuo)除,脫(tuo)硫產物(wu)與大部(bu)分粉料(liao)一(yi)起(qi)由排料(liao)器排出。
采用(yong)純(chun)堿脫硫的反(fan)應如(ru)下
Na2CO3+SO2=Na2SO3↓+CO2↑(2)
在高溫、堿性條件下,上(shang)述反應瞬間完成,產物
Na2SO3在高(gao)溫有氧條件下迅速氧化(hua)為Na2SO4,同時被還原成Na2S。
4Na2SO3(有氧(yang)環(huan)境下加熱)=3Na2SO4+Na2S(3)
Na2SO4和Na2S比較穩定,熔點(dian)分別(bie)為(wei)884℃和
1180℃,一般(ban)條件下不發(fa)生分解。
純堿本身就是良好(hao)(hao)的(de)減水劑(ji),使用純堿作為(wei)脫硫(liu)劑(ji),一舉兩得(de),經濟效果顯著。產生的(de)反應產物(wu)Na2SO4和Na2S可以留在坯體(ti)中,不必(bi)專(zhuan)門處理。佛(fo)山西樵某公司的(de)4000型實驗室噴(pen)霧干(gan)燥機,使用該技術后脫硫(liu)效果良好(hao)(hao)。
使(shi)用該(gai)方法時要(yao)注(zhu)意以下問題
(1)嚴格控制泥漿(jiang)的pH值。泥漿(jiang)的pH值必須控制在(zai)10以上(shang),方(fang)可(ke)獲(huo)得佳的脫硫效(xiao)果。
(2)根(gen)據燃料的含硫量(liang),計算出(chu)泥漿中純堿的加(jia)入(ru)量(liang)。
(3))注(zhu)意純堿若轉化(hua)為NaHCO3,將嚴重影響各種效(xiao)果,因此應注(zhu)意包裝袋的密封性。
(4)Na2SO4和Na2S對產品有多大影響(xiang)還未有定論。
![](//img69.chem17.com/9/20190906/637033677537829733146.jpg)