中國粉體網(wǎng)訊 洗滌干凈的前驅體濾餅含有10%~50%的水分,,需要將其除去以便后續(xù)工段使用,。干燥是用加熱的方法使固體物料中的水分或其他溶劑汽化,從而除去固體物料中濕分的過程,。干燥過程十分復雜,,它涉及流體力學、傳熱、傳質(zhì)三方面基礎理論,。
一,、干燥工藝
干燥工藝包括干燥時間、干燥溫度和干燥氣氛等的確定,。三元材料前驅體為變價金屬的低價化合物,,在空氣中會被氧化,且干燥溫度越高氧化程度越嚴重,。但由于真空干燥和惰性氣氛保護干燥成本高且干燥效率低,,而在空氣氣氛下適當溫度干燥出來的前驅體品質(zhì)基本能滿足要求,所以一般選擇空氣氣氛干燥,。
不同干燥溫度處理后的三元前驅體XRD圖
從圖中可以看出150℃處理后的前驅體XRD譜圖和真空100℃處理的XRD譜圖已有明顯差異,,因此前驅體濾餅在空氣中的干燥溫度應小于150℃。當溫度達到400℃時,,前驅體會被氧化變成三價氧化物,。不同干燥溫度下前驅體的總金屬含量隨著干燥溫度的升高而升高,比表面積在高200℃后突然增大,。
不同干燥溫度下前驅體的總金屬含量和比表面積
當確定前驅體的干燥溫度不能高于150℃后,,可以根據(jù)干燥設備的干燥效率和前驅體水分控制標準為水分含量小于1%,不同干燥設備所需的干燥時間不同,。
二,、干燥設備
根據(jù)傳導方式的不同,干燥可分為傳導干燥,、對流干燥,、輻射干燥、介電干燥和聯(lián)合干燥,。
選擇三元材料前驅體的干燥機至少需要考慮以下幾點:
產(chǎn)品的水分含量要求,;
濾餅的水分含量以及濾餅含水量是否均勻;
干燥機生產(chǎn)能力,,物料的進給方式,;
干燥機與三元材料前驅體接觸部分材質(zhì)需要耐堿性,并且不能帶入金屬雜質(zhì)或其他雜質(zhì),;
需要達到的干燥溫度等,。
三元材料前驅體的干燥可采用熱風循環(huán)烘箱、回轉干燥機,、盤式干燥機,、耙式干燥機、微波干燥機等,。
1,、熱風循環(huán)烘箱
熱風循環(huán)烘箱外形像箱子,,外壁是絕熱保溫層。
熱風循環(huán)烘箱內(nèi)部結構圖
由風機產(chǎn)生的循環(huán)流動的熱風,,吹到潮濕物料的表面達到干燥目的,,熱空氣反復循環(huán)通過物料。
1腳輪 2熱電偶 3控制面板 4保溫外殼 5風機 6排氣口 7加熱絲
8料盤 9料盤支架
優(yōu)點:容易裝卸,,物料損失小,料盤易清洗,。因此,,對于需要經(jīng)常更換產(chǎn)品、價高的成品或小批量物料,,廂式干燥器的優(yōu)點十分顯著,。熱風循環(huán)的主要缺點是:物料得不到分散,干燥不均勻,,干燥時間長,;裝卸物料耗時、耗人工,,勞動強度大,,設備利用率低;卸物料時粉塵飛揚,,環(huán)境污染嚴重,;熱效率低,一般在40%左右,,每干燥1kg水分約需消耗加熱蒸汽2.5kg,。
2、轉筒干燥器
轉筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉的圓筒體,。
轉筒干燥器的優(yōu)點是:生產(chǎn)能力大,,可連續(xù)操作;適用范圍廣,,可用于干燥顆粒狀物料,,對于那些附著性大的物料也很有利;易清掃,。
缺點:價格較高,;安裝、拆卸困難,;熱效率低,;物料顆粒之間的停留時間差異較大,因此不適合于對溫度有嚴格要求的物料,。
3,、盤式連續(xù)干燥器
盤式干燥器結構圖
1導熱油箱 2熱油泵 3截止閥 4溫度計 5連續(xù)干燥器 6進料口
7排氣口 8刮掃器 9加熱盤 10減速機 11下料口 12支腿
空心加熱盤是該干燥器的主要部件,在其內(nèi)部以一定排列方式焊有折流隔板或短管,一方面增加了加熱介質(zhì)在空心盤內(nèi)的擾動,,提高了傳熱效果,;另一方面增加了空心盤的剛度并提高了其承載能力。每個加熱盤上均有熱載體的進出口接管,。各層加熱盤間保持一定間距,,水平固定在框架上。
特點:
熱效率高,、能耗低,、干燥時間短;可調(diào)控性好,;被干燥物料不易破損,;環(huán)境整潔等。
注意事項,,采用板框壓濾機壓濾的三元材料前驅體濾餅含水率較高,,屬于膏狀物料,不能采用盤式干燥器,。所以,,若干燥器選擇盤式干燥,則前段的過濾洗滌設備需要選擇離心機,。
4,、帶式干燥器
帶式干燥器是一種連續(xù)帶真空的高傳導干燥器,根據(jù)物料干燥工藝可設置多層干燥帶,,溫度在40~180℃,,運行速率可調(diào)節(jié)。
帶式干燥器結構圖
1熱媒進口 2殼體 3擋料板 4傳動軸 5加熱板 6導帶 7進料口
8進料閥 9真空管 10排污口 11放料閥 12熱煤出口
特點:
真空干燥下完成連續(xù)進料與出料,;產(chǎn)品收率高,;產(chǎn)品干燥室不與金屬物接觸,干燥后不損形貌,;產(chǎn)品干燥工藝容易優(yōu)化,,可調(diào)整性強;能耗低,;適合大批量連續(xù)自動生產(chǎn),。