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氫氧化鋁干膠濾餅干燥的選型研究


來(lái)源:

標(biāo)簽干燥
1 前言
   干燥作為一種單元操作,涉及的行業(yè)十分廣泛,,干燥過(guò)程遇到的物料種類十分繁多,,性質(zhì)各不相同。針對(duì)干燥物料,,選擇最適宜的干燥設(shè)備十分重要,;它不僅是獲得滿意合格產(chǎn)品的重要保障,而且直接影響到投資和能耗,。在干燥選擇上,,要考慮如下幾個(gè)方面:加熱方法(對(duì)流、傳導(dǎo),、輻射)對(duì)干燥過(guò)程的影響,;操作強(qiáng)度和操作壓力對(duì)干燥過(guò)程的影響;產(chǎn)品的最終性能和質(zhì)量要求,;被干燥物料的性質(zhì),;能源價(jià)格等等。但對(duì)于某種特定的物料,,在無(wú)成熟使用經(jīng)驗(yàn)或欲對(duì)傳統(tǒng)的干燥設(shè)備進(jìn)行改造,、更新時(shí),上述分析方法往往難以確定合適的干燥設(shè)備,。此時(shí),,通過(guò)實(shí)驗(yàn)獲取相關(guān)的數(shù)據(jù)和信息,從而確定該特定物料的干燥設(shè)備,,仍是一個(gè)有效的值得采用的方法,。本文擬就氫氧化鋁干膠濾餅的干燥設(shè)備選型試驗(yàn),做一探討,。
2 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?br />    干膠濾餅(氫氧化鋁)作為觸媒的載體,,要求其具有較大的比表面積和孔容,物料的進(jìn)口濕含量80%,,要求出口濕含量≤3%,。根據(jù)物料的特性,本次實(shí)驗(yàn)選擇工大設(shè)備有限公司提供的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器,、雙槳葉干燥器和盤(pán)式連續(xù)干燥器,。同時(shí)在實(shí)驗(yàn)室采用烘箱干燥,以進(jìn)行對(duì)比分析,。
   旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器具有濕物料可一次干制成粒度均勻的合格產(chǎn)品,、干燥強(qiáng)度高、連續(xù)操作,、設(shè)備緊湊等優(yōu)點(diǎn);但存在能耗高,、易破壞物料晶形,、后處理設(shè)備多等問(wèn)題。傳導(dǎo)型的盤(pán)式連續(xù)干燥器是一種由大小中空干燥盤(pán)作上下交替排列的干燥器,,盤(pán)子固定不動(dòng),,中間轉(zhuǎn)軸帶有耙臂,每個(gè)耙臂上裝有若干耙葉,,軸帶動(dòng)耙臂,、耙葉轉(zhuǎn)動(dòng)。合理地配置耙葉,,使小干燥盤(pán)上的物料自中心向盤(pán)外緣運(yùn)動(dòng),,由小盤(pán)外緣落到下一層大干燥盤(pán)上;大盤(pán)上的物料在耙葉的帶動(dòng)下自外緣向盤(pán)中心運(yùn)動(dòng),,由中心落到下一層小干燥盤(pán)上,。如此往返下落,最后由最下一層盤(pán)經(jīng)出料口排出成品物料,。干燥的濕分則由頂部出口排空,。該干燥器具有熱效率高、能耗低,、可調(diào)控性好,、物料不易丟失等優(yōu)點(diǎn)。槳葉干燥器也是一種傳導(dǎo)干燥設(shè)備,,其主要優(yōu)點(diǎn)是熱效率高,。
    本次實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?br />    ⑴ 用旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器、槳葉干燥器,、盤(pán)式連續(xù)干燥器進(jìn)行干膠濾餅的干燥,,驗(yàn)證其干燥產(chǎn)品的物化指標(biāo)是否能達(dá)到工藝要求。
   ⑵ 以上三種干燥設(shè)備的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與烘箱實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析,。
   ⑶ 根據(jù)生產(chǎn)能力要求作出三種干燥設(shè)備的經(jīng)濟(jì)分析,。
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析
   工大化工設(shè)備有限公司提供的設(shè)備為φ400mm×1500mm旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器、傳熱面積2.5m2的槳葉干燥器及φ800/6C盤(pán)式連續(xù)干燥器,。實(shí)驗(yàn)共用了兩批干膠(氫氧化鋁),,其濕含量為75%~80%。在三種干燥設(shè)備及烘箱內(nèi)進(jìn)行分別干燥實(shí)驗(yàn),,實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表1
          作為觸媒載體的氧化鋁,,重要的技術(shù)指標(biāo)是孔容和比表面積,根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得出以下結(jié)論:
    ⑴ 盤(pán)式連續(xù)干燥器作為干膠的干燥設(shè)備,,其干燥產(chǎn)品的孔容,、比表面積、濕含量等完全達(dá)到了相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求,而且熱效率高,、能耗低,。
    ⑵ 槳葉干燥器和旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器所干燥的產(chǎn)品技術(shù)指標(biāo)不達(dá)標(biāo)。槳葉干燥器在干燥過(guò)程其物料受擠壓,,從而物料孔容變小,。
    ⑶ 由于氧化鋁較輕,給旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥的后續(xù)分離設(shè)備提出了更高的要求,。否則如同實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的情況一樣,產(chǎn)品收率低,,損耗在10%左右,。
    ⑷ 從動(dòng)力消耗看,盤(pán)式連續(xù)干燥器的動(dòng)力消耗很小,,其他兩種干燥方法則動(dòng)力消耗較大致使產(chǎn)品成本提高,。
    綜上所述,旋轉(zhuǎn)閃蒸和槳葉干燥所得干燥產(chǎn)品,,其重要技術(shù)指標(biāo)——孔容,、比表面積均較技術(shù)指標(biāo)要求偏低,且干膠存在一定的老化現(xiàn)象,。因此這兩種干燥器不適宜做干膠干燥的生產(chǎn)設(shè)備,。而盤(pán)式連續(xù)干燥器所干燥的干膠產(chǎn)品,其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均達(dá)到和超過(guò)相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求,,而且其熱效率高,、能耗低,是較理想的干膠設(shè)備,。在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,,我們決定采用工大化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的盤(pán)式連續(xù)干燥器作為干膠干燥設(shè)備。
4 生產(chǎn)實(shí)況
   物料為氫氧化鋁,,濕含量為75%,,干燥介質(zhì)為0.35MPa飽和蒸汽,物料初始溫度為20℃,,要求干燥后成品濕含量≤5%,,成品產(chǎn)量為80kg/h。經(jīng)計(jì)算,,干燥過(guò)程蒸發(fā)水量為224kg/h,,所需熱量為5.28×105kJ/h,所需盤(pán)式連續(xù)干燥器干燥面積為38.1m2,。據(jù)此選用石家莊工大化工設(shè)備有限公司生產(chǎn)的盤(pán)式連續(xù)干燥器GDPG2200/14B型一臺(tái),,材質(zhì)為304不銹鋼。該設(shè)備實(shí)際干燥面積為43.1m2,14層干燥盤(pán),,電機(jī)功率僅為5.5kW,,主軸轉(zhuǎn)速為1~9r/min,占地10m2,,價(jià)格為45.7萬(wàn)元,,加上輔助設(shè)備定量加料器一臺(tái),破碎機(jī)一臺(tái),,共計(jì)48.3萬(wàn)元,。
    80kg/h氫氧化鋁產(chǎn)品的能耗費(fèi)用為:
    蒸汽耗量3640kg/t產(chǎn)品,蒸汽成本218元/t產(chǎn)品,;
    裝機(jī)容量9.9kW(含定量加料器2.2kW,,破碎機(jī)2.2kW);
    電耗99kW.h/t產(chǎn)品,,電費(fèi)成本54元/t產(chǎn)品,;
    總的能耗成本為272元/t產(chǎn)品。
(注:電費(fèi)按0.55元/ kW.h計(jì),,蒸汽按60元/t計(jì))
    該設(shè)備生產(chǎn)中運(yùn)轉(zhuǎn)良好,,操作方便,產(chǎn)品各項(xiàng)指標(biāo)符合相關(guān)技術(shù)要求,。干燥中物料由設(shè)備上部進(jìn)入,,下部排出產(chǎn)品,設(shè)備內(nèi)空氣濕度上濕下干,,干燥尾氣由設(shè)備上部排出,,尾氣速度約為0.2m/s,物料粉塵不會(huì)隨尾氣排出,,不污染環(huán)境,,且產(chǎn)品損失極小。該設(shè)備熱效率在60%以上,。生產(chǎn)實(shí)際證明,,我們通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行干燥設(shè)備選型的結(jié)果是正確的,經(jīng)濟(jì)效益顯著,。
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