雙槳葉加盤(pán)式組合干燥在沉淀硫酸鋇生產(chǎn)中的應用

介紹了雙槳葉和盤(pán)式干燥機系統的組合干燥的流程、設備結構和工作原理，對其能源的消耗利用及環(huán)境良好性進(jìn)行了分析和比較，肯定了這種組合干燥系統相對于傳統的閃蒸對流干燥組合在工業(yè)鋇鹽生產(chǎn)中的合理性及明顯的節能效果。

BaSO4為無(wú)色斜方晶系結晶，或無(wú)定型白色粉末，無(wú)毒，在1450℃分解?；瘜W(xué)性質(zhì)穩定，在水中的溶解度極低（60℃時(shí)在水中的溶解度******，為0.46g/100g水），主要用于油漆填充。在硫酸鋇的工藝過(guò)程中，干燥是最后一道工序，目前中國常用的干燥方式有多種，有旋轉閃蒸干燥、兩級雙漿葉干燥、回轉干燥窯干燥、雙槳葉加盤(pán)式組合干燥，其干燥的生產(chǎn)方式直接關(guān)系到產(chǎn)品最終質(zhì)量，影響產(chǎn)品最終水分含量、白度等技術(shù)指標。我們?yōu)槟称髽I(yè)設計并制造安裝的年產(chǎn)4萬(wàn)t沉淀硫酸鋇（副產(chǎn)2.2萬(wàn)噸硫化鈉）系統，采用雙槳葉加盤(pán)式組合干燥系統，硫酸鋇漿的含水率在25%左右，物料呈白色膏糊狀；最終干燥后物料含濕量應達到0.2%，表觀(guān)密度為3.5～3.8Kg/L。

1、工藝流程及設備

1.1 工藝流程選擇

硫酸鋇漿濕物料由含水25%干燥到水10%的過(guò)程中，物性有一個(gè)逐漸變粘變硬之后又變疏松的過(guò)程；選擇雙槳葉干燥機正適合此物性變化。含水10%以下物料疏松且流動(dòng)性好，選用盤(pán)式干燥器。因此在該項目中采用先雙漿葉再盤(pán)式干燥的組合，雙漿葉和盤(pán)式干燥機都屬傳導型干燥機。工藝流程為由前工序臥式螺旋離心機離心分離后含水25%左右的濕物料首先進(jìn)入雙槳葉干燥機，預干燥到10%含濕量左右，消除物料部分粘性后呈松散粉粒狀后，再進(jìn)入到盤(pán)式干燥器內進(jìn)行干燥作業(yè)（流程如圖1所示），最終達到產(chǎn)品含濕要求。

圖1  雙槳葉加盤(pán)式組合干燥工藝流程圖

1.2 雙槳葉干燥機

雙槳葉干燥機為傳導型干燥機。機體由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅動(dòng)機構、頂蓋、排濕系統等組成。內加熱雙螺旋輸送干燥器臥式工作，外殼夾套和干燥輸送軸內通入0.6MPa蒸汽，濕物料從干燥器設在頂蓋上的加料口加入干燥機內，在轉動(dòng)的干燥輸送軸的推動(dòng)下不斷翻滾前進(jìn)，物料在運動(dòng)過(guò)程中完成傳熱的干燥作業(yè)；干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同時(shí)完成輸送過(guò)程。

1.3雙槳葉干燥機特點(diǎn)

⑴雙槳葉干燥機處理物料范圍廣，可使用不同熱介質(zhì)，可處理膏狀、顆粒狀、粉狀物料，既可處理熱敏性物料，又可處理需高溫處理的物料；⑵整個(gè)干燥過(guò)程密閉操作，在攪拌、混合過(guò)程中使物料劇烈翻動(dòng)，物料顆粒充分與傳熱面接觸，在軸向區間內，物料的溫度、濕度、混合度梯度很小，從而保證了工藝的穩定性；同時(shí)也獲得了較高的換熱系數，換熱系數一般可以達到80-350W/(㎡?K)；⑶雙槳葉干燥機間接加熱物料，沒(méi)有大量空氣攜帶走熱量，能耗相對較低；⑷干燥機內從物料中釋放出的水蒸汽由干燥器頂部的排氣管直接排出，該尾氣主要成份是水蒸汽，氣速較低，粉塵少，不存在干燥產(chǎn)品的夾帶問(wèn)題；環(huán)境污染小，同時(shí)減少了粉塵回收設備投資；⑸雙槳葉干燥機既可連續操作也可間歇操作，低速攪拌及合理的結構。磨損量小，維修費用很低。

1.4  盤(pán)式干燥機

盤(pán)式連續干燥機是一種新型傳導式干燥設備，盤(pán)式連續干燥機立式工作，由干燥盤(pán)、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、傳動(dòng)裝置、外殼等組成；濕物料由頂部的加料口加入，中空的干燥盤(pán)內通入250℃的導熱油。干燥盤(pán)分為大盤(pán)和小盤(pán)兩種，在干燥器內水平層式布置，干燥盤(pán)靜止不動(dòng)，物料在大盤(pán)上在耙葉推動(dòng)下由外向里運動(dòng)，由大盤(pán)的里緣落入小盤(pán)的里緣，物料在小盤(pán)上由里向外運動(dòng)，由小盤(pán)的外緣落入大盤(pán)，物料在干燥盤(pán)面上由耙葉輸送、翻動(dòng)，呈阿基米德螺旋線(xiàn)軌跡運動(dòng)，在運動(dòng)過(guò)程中被干燥盤(pán)加熱，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè)，通過(guò)每層干燥盤(pán)后由干燥器的底部排出，整個(gè)干燥過(guò)程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸汽經(jīng)過(guò)脈沖袋式除塵器除塵后，由引風(fēng)機排放至大氣。

1.5盤(pán)式干燥機特點(diǎn)

⑴在加熱圓盤(pán)中，物料被耙葉慢速推動(dòng)，物料之間相互磨損很小，干燥前后物料的形狀、大小變化很小，破損率極低，對晶體物料的表面質(zhì)量幾乎不會(huì )產(chǎn)生影響；⑵物料溫度控制準確、容易，物料的停留時(shí)間可以精確調整；⑶物料的流向單一，無(wú)返混現象，干燥均勻、質(zhì)量穩定，不需要再混合；⑷盤(pán)式連續干燥機其配置簡(jiǎn)單，不需配備氣流干燥所必須配置的旋風(fēng)除塵器，不使用熱風(fēng)作為加熱介質(zhì)，因此，不會(huì )發(fā)生因熱風(fēng)和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產(chǎn)品損失；可連續運行、密閉操作、蒸發(fā)強度大、濕度梯度分布合理、動(dòng)力消耗低、占地面積??；

1.6  設備選材

由于BaSO4產(chǎn)品對鐵離子有嚴格要求，因此雙槳葉干燥機及盤(pán)式干燥機接觸物料部分采用0Cr18Ni9不銹鋼；其配套設施如除塵設備等，為了不影響回收部分產(chǎn)品的品質(zhì)，同樣也使用0Cr18Ni9不銹鋼材質(zhì)。

2  設備性能及操作參數

2.1 設備性能參數（表1）

表1 年產(chǎn)20000t硫酸鋇兩級干燥機性能參數

項目

參數 一級雙槳葉

干燥機 二級盤(pán)式

干燥機

干燥機規格 60m2 GDPG2500/14C

傳熱介質(zhì) 蒸汽 導熱油

消耗（蒸汽/煙煤） 2.5t/h 130公斤/小時(shí)

干燥面積(㎡) 60㎡ 60㎡

主軸轉速(rad/min) 15 1~9

電機功率(kw) 55 7.5

2.2 設備生產(chǎn)操作參數（表2）

表2 硫酸鋇生產(chǎn)操作參數

項目

參數 一級雙槳葉

干燥機 二級盤(pán)式

干燥機

硫酸鋇初始含濕率(%) 25% 9%

處理量(t/h) 3.74 3.08

年處理量 (萬(wàn)t/年) 2.68 2.22

物料初始溫度℃ 20 80

干燥機內物料溫度℃ 80 100

傳熱介質(zhì)溫度（℃） 160℃ 250℃

干燥后產(chǎn)品含濕率% 9% 0.2%

干燥后半成品與成品(t/h) 3.08 2.8

半成品與成品(萬(wàn)t/年) 4.43 2.02

將雙槳葉干燥機和盤(pán)式干燥機組合對硫酸鋇進(jìn)行干燥，充分有效的利用了其各自的優(yōu)點(diǎn)，雙槳葉干燥機有效的解決了濕鋇粘性大，不易處理的問(wèn)題；盤(pán)式干燥機有效的解決了水份在10%以下的深度干燥的效果問(wèn)題，其組合系統在工業(yè)化實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程的使用效果良好。

雙漿葉加盤(pán)干組合干燥系統與閃蒸干燥系統相比，在相同產(chǎn)量及生產(chǎn)條件下，組合干燥系統可節能30%－40%左右，但是雙漿葉加盤(pán)干組合干燥系統的造價(jià)偏高；雙漿葉加盤(pán)干組合干燥系統與兩級雙漿葉干燥系統相比，后者的造價(jià)及電耗更高；雙漿葉加盤(pán)干組合干燥系統與回轉干燥窯相比，后者系統的占地面積較大，投資偏高，且產(chǎn)品的的白度不能保證。