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干法輥壓造粒機
干法輥壓造粒機

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江蘇常州

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常州科達干燥設備有限公司.

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(一)干法輥壓造粒原理
粉體造粒技術作為粉粒體過程處理的一個*主要分支,隨著環(huán)保需求和生產(chǎn)過程自動化程度的提高,,其重要性日益彰顯,。“粉狀產(chǎn)品顆?;币殉蔀槭澜绶垠w后處理技術的必然趨勢,。干法輥壓造粒具有低能耗、無需另外添加粘合劑,、投資較低,、能力范圍寬等工藝特點。對粉狀產(chǎn)品進行顆粒的強度加工,,其意義主要體現(xiàn)在三大方面:

(1)降低粉塵污染,,改善勞動操作條件。

(2)滿足生產(chǎn)工藝要求,,如提高孔隙率和比表面積,,改善熱傳遞等。

(3)改善產(chǎn)品的物理性能(如流動性,、透氣性,、堆密度)避免后續(xù)操作過程(干燥、 篩分,、計量)和使用過程(計量,、配料等)出現(xiàn)偏析,、脈動、結塊,、架橋等不良影響,。為提高生產(chǎn)和使用過程的自動化,密閉操作創(chuàng)造了條件,。

粉體造粒技術一般有兩種:濕法和干法造粒,。干法是在沒有添加粘結劑的情況下,通過擠壓成團或片,,然后破碎,、篩分成顆粒狀產(chǎn)品。濕法主要是滾筒,、園盤,、熔融、噴霧及噴漿來造粒,。以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為例:上世紀20年代以前,,化肥都是以粉狀施用。雖然粉狀肥混合方便,,但也存在不少弊端:如離析,、結塊、流動性差,,在施用過程中易形成粉塵而流失,。但隨著造粒技術的不斷發(fā)展,這些不利因素正逐步得到解決,。

在濕法造粒中,,液體粘結劑的毛細管效應所產(chǎn)生的濕強度起著至關重要的作用,在后續(xù)的干燥階段,,組分間的化學反應和溶解物的結晶作用所產(chǎn)生的固體,、晶橋使顆粒成型。這種技術具有代表性的設備有圓磨,、滾筒,、流化裝置等。無粘結劑的擠壓造粒技術是一個非常有競爭力的技術,。一般情況下,,顆粒不是靠顆粒間的固體橋架形成,而是靠分子之間的作用力形成的顆粒強度,。由于這種作用力距離短,,要求顆粒的大小相近,需外部加壓,,加壓的方式可以是擠出方式(用直徑固定的孔壓物料)或是擠壓方式(在物料的兩面加壓),,如果擠壓發(fā)生在兩個反方向旋轉的軋輥之間的輥隙中,,這個過程就是干法輥壓造粒。

(二)干法輥壓造粒機工作原理
(1)工作原理:

干粉物料從設備頂部加入,,經(jīng)脫氣,、螺旋預壓進入對輥,在對輥極大的擠壓力作用下使物料產(chǎn)生塑性變形而被壓縮成片狀,。片狀物料再經(jīng)過破碎,、整粒、篩分等過程,,得到顆粒狀產(chǎn)品,。擠壓力的大小可根據(jù)造粒操作的需要由液壓油缸的壓力進行調節(jié)。不同壓力的設定可以得到不同強度的成品顆粒,。

(2)產(chǎn)品特點:

1,、物料經(jīng)機械壓力強制壓縮成型,不添加任何潤濕劑,,產(chǎn)品純度

   得到保證,。

2、工藝流程簡短,,能耗低,,輔助設備及人員配置少。

3,、干粉直接造粒,,無需后續(xù)干燥過程。

4,、顆粒強度高,堆積比重的提高較其他造粒方式都更為顯著,。

5,、操作彈性大,適應范圍廣,,顆粒強度的大小可通過液壓力調節(jié),。

6、系統(tǒng)密閉循環(huán)操作,,實現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn),。

(五)應用范圍

1、脫硫石膏造粒

脫硫石膏是對含硫燃料(煤,、油)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進行脫硫凈化處理而得到的一種工業(yè)副產(chǎn)品,。我國從20世紀90年代開始逐漸在火電廠采用石灰石——石膏濕法對煙氣進行脫硫凈化處理,隨之逐年遞增排放出了大量的固體副產(chǎn)品一脫硫石膏,,若對其不加以有效利用,,則不僅占用大量土地,,還將造成對環(huán)境二次污染。盡管脫硫石膏物化特征和天然石膏相同,,理論上完全可以代替天然石膏作為原料使用,,以減緩天然資源的過度消耗,特別是我國作為水泥生產(chǎn)大國,,用作水泥緩凝劑和礦化劑,,完全能實現(xiàn)在水泥行業(yè)中對脫硫石膏的全部消耗,但是目前大部分脫硫石膏仍主要以堆儲為主,,未能被大多數(shù)水泥生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模使用,,究其原因,主要是脫硫石膏呈濕粉狀,,含水率較高,,又具有較高的粘性,其在物流過程中極易黏附在運輸設備上,。

因此,,公司從脫硫石膏生產(chǎn)工藝出發(fā),根據(jù)火電廠熱態(tài)試驗數(shù)據(jù),,經(jīng)多次實驗,,開發(fā)出使用脫硫石膏代替天然石膏,形成對脫硫石膏的高效利用和循環(huán)利用,,建立水泥緩凝劑,、石膏粉、石膏制品的綜合利用產(chǎn)業(yè)鏈,。

2,、煤粉造粒

煤粉造粒可分為兩種:把煤粉造成型煤,,大大提高其利用率,,降低了環(huán)境污染。把煤粉造成2~6mm或其它顆粒范圍用于生產(chǎn)活性炭,。因煤的物理特性,,基本不溶于水,且煤粉顆粒很細,,分子間作用力距離短,,這使得煤粉造粒非常困難。而根據(jù)干法輥壓造粒理論,,不溶于水的物料需加粘結劑,,煤粉造粒的**粘結劑是煤焦油。干法棍壓造粒把煤粉壓成型煤,型煤塊的范圍8~50mm,,甚至更大,。把煤粉造成一定范圍的顆粒來生產(chǎn)活性炭的優(yōu)點是:提高了孔隙率和比表面積,從而大大提高活性炭的吸附能力,。因此我們常把煤粉造成2~6mm范圍的不規(guī)則顆粒,,經(jīng)活化處理后來生產(chǎn)活性炭和用作冶金原料。

3,、肥料造粒

造粒后的肥料物理性能好,;物流上能減少一定空間和成本;裝卸時不起塵,、長期存放不結塊,,流動性好,施肥時易撒布,,并可實現(xiàn)飛機播肥,,同時還可起到緩釋作用,提高肥料的利用率,,增強肥效,。此外,品種不同但大小相近的顆粒肥料可實現(xiàn)直接摻混,,得到低成本的混配肥,,具有和復合肥同樣的肥效。但干法輥壓造粒生產(chǎn)顆粒肥料的**缺點是產(chǎn)品的形狀是不規(guī)則的顆粒,,但是不規(guī)則的顆粒形狀對化肥的使用并沒有影響,,且可以增加修整工序將顆粒進一步磨圓。用干法輥壓造粒生產(chǎn)的化肥有足夠的強度,、粉塵少,、不結塊、顆粒尺寸分布范圍窄,、流動性好,。輥壓造粒生產(chǎn)的肥料在國外的機械施肥中得到了廣泛的應用,證明其顆粒形狀不會成為化肥使用的影響因素,。

(1)單一肥干法輥壓造粒

單一肥主要是指:硫酸鉀、氯化鉀,、重過磷酸鈣,、磷礦粉、托馬斯鋼鐵,、硫酸氨,、氯化銨、使用硝酸氨,、硝酸鉀等粉體,。造粒的目的是能得到1~5或2~4mm的能適用于機械施肥的強度較高的化肥顆粒,。

技術特點:2002年7月,煙臺公司進口的俄羅斯硫酸鉀,,用常規(guī)技術無法生產(chǎn)大顆粒,。我公司就其產(chǎn)品進行試驗,仍無法成粒,。為此,,經(jīng)過一年多的分析、試驗,,發(fā)現(xiàn)俄羅斯硫酸鉀與曼海姆生產(chǎn)的硫酸鉀有許多不同的特性(其硫酸鉀含量均為50%),,主要是細粉含雜不同,粉體顆粒細,,在200~400目,,粉體越細,含空氣越多,,堆積密度越小等,。我們根據(jù)試驗的參數(shù),對設備進行了多處技術改進,,*重要的是增加了脫氣裝置,,*后于2003年7月實現(xiàn)了成功造粒。該公司于2003年12月份投產(chǎn),、試機,,2004年2月在長春農(nóng)安開始規(guī)模生產(chǎn)。

這標志著我們造粒技術的一大進步,,并把該技術推廣到其它物料,,如化工行業(yè)的白炭黑、抗氧化劑造粒,,取得了很大的成功,。

氮肥及磷肥的生產(chǎn)同樣有其特點,在此不一一闡述,。

(2)氮磷鉀復混肥干法輥壓造粒

復混肥的常規(guī)造粒工藝是采用濕法,,該法需先把濕的單一原料混合,然后再干燥,,能耗較高,,大部分能量都用于干燥系統(tǒng),只有一小部分用于超大顆粒的破碎和產(chǎn)品輸送,。對于濕法工藝,,干燥過程非常關鍵,因為需將顆粒內部的水分干燥出來,否則水會在儲存過程中遷移到顆粒表面,,產(chǎn)生結塊,。同時多孔狀的顆粒物料在造粒過程中因重結晶而結殼,有礙于造粒,,且干燥過程十分緩慢,,操作不便,顆粒強度不高,。而采用干法輥壓生產(chǎn)復混肥,,避免了干燥這一昂貴的過程,其優(yōu)點:①降低了生產(chǎn)成本和能耗,;②可非常靈活地生產(chǎn)各種配方復混肥,;③顆粒強度高。

技術特點:干法輥壓生產(chǎn)復混肥其原理與生產(chǎn)單一肥大致相同,,但復混肥造粒有其特殊性,,主要原因是復混肥中有氮肥的存在。例如:尿素的熔點較低,,且非常容易吸濕,;過磷酸鈣在受壓時容易變軟,通稱搖變行為,。當復混肥配方中這兩種成分含量較大時,,就會給復混肥造粒帶來十分不利的影響。為此,,我公司技術人員根據(jù)我國國情針對復混肥生產(chǎn)的特點,,開發(fā)出了一套既能生產(chǎn)單一肥又能生產(chǎn)復混肥的干法輥壓造粒系統(tǒng),并率先成功地在國內投入使用,。

 (3)腐植酸有機肥干法輥壓造粒

    腐植酸大多為風化煤有機質,。風化煤有機質含水分一般在30%左右,其中一大部分為結晶水,,還有一部分腐植酸是從植物中提煉,,例麥積桿,通過細菌或霉菌發(fā)酵而成,。而腐植酸復混肥主要由風化煤有機質及氮,、磷、鉀混合而成,,通常腐植酸復混肥含水量(指游離水)在10%以上,。

干法輥壓造粒的特點:不加任何添加劑,造出范圍均勻,,強度高(≥30N)的顆粒,要求物料含水分一般要<5%。這就給腐植酸復混肥通過干法輥壓造粒帶來了難題,!

  根據(jù)腐植酸有機肥的特性,,我們采用了壓制成型—預破碎—過程冷卻—成型修正—破碎整粒—分級篩分的工藝流程,,有效的提高了腐植酸的成型顆粒產(chǎn)量,,使顆粒更飽滿、外觀更漂亮,。采用新的工藝方法生產(chǎn)比傳統(tǒng)工藝產(chǎn)量提高25%左右,。采用機組生產(chǎn)可以做到人員配置合理、能耗降低15%,。

4,、精細化工和化工原料造粒

加入WTO后,環(huán)保要求越來越高,,許多化工生產(chǎn)企業(yè)為了達到環(huán)保要求,,改善工人操作環(huán)境,降低粉塵污染,,都做了大量卓有成效的工作,。同時,機械,、電子,、汽車、建筑和信息等這些與精細化工相關的下游產(chǎn)業(yè),,需要品種繁多的精細化工和專用化工產(chǎn)品與之配套,,對化工產(chǎn)品進行粒狀化也成為行業(yè)發(fā)展的趨勢,如造粒后制成的各種添加劑,、抗氧化劑,、助燃劑、干燥劑,、融雪劑以及冶金添加劑等已經(jīng)被廣泛使用,。

由于化工原料的特殊性,及對環(huán)境保護的嚴格要求,,化工原料造粒與其它行業(yè)具有許多的不同點,,造粒技術和工藝需要根據(jù)其用途變化而變化,二者的造粒成品要求就不一樣,。

例:白炭黑     要求:只需成粒,,顆粒強度≤8N,速溶性好,。

        抗氧化劑   要求:顆粒在1~4mm,,顆粒強度>18N


 

 

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