氯化石蠟- 70是一種優(yōu)良的添加型阻燃劑,廣泛應(yīng)用于橡膠和塑料制品中。其生產(chǎn)工藝國內(nèi)主要有四氯化碳溶劑法、水相法和本體法。用前兩種工藝生產(chǎn)的氯化石蠟- 70半成品需干燥,而較為成熟的溶劑法生產(chǎn)工藝受保護臭氧層多邊基金執(zhí)委會與我國政府簽訂的《關(guān)于四氯化碳和化工助劑淘汰協(xié)定》的限制,2005年1月之后全部淘汰,故環(huán)保型水相法氯化石蠟- 70生產(chǎn)工藝將有強大的生命力。由于水相法生產(chǎn)中的半成品是經(jīng)過離心分離后得到的固體物料,其水質(zhì)量分數(shù)較大(平均為25%,產(chǎn)品質(zhì)量指標要求為1.0%以下),并且氯化石蠟- 70本身為熱敏性物質(zhì),溫度超過95℃時產(chǎn)品狀態(tài)會發(fā)生變化,由粉狀變成膏狀,失去了產(chǎn)品的特性。以傳統(tǒng)的干燥
烘干機干燥物料效率低,能耗高,作業(yè)環(huán)境差,制約了氯化石蠟- 70的工業(yè)化生產(chǎn)。為此高效、低耗、作業(yè)環(huán)境好的干燥設(shè)備的選用是水相法生產(chǎn)工藝的難點之一。
遼寧東大粉體工程技術(shù)有限公司與沈陽化工股份有限公司合作,針對氯化石蠟- 70及其生產(chǎn)工藝的特點,在國內(nèi)首次開發(fā)研制出了復(fù)合式干燥烘干機,己成功應(yīng)用于水相法氯化石蠟- 70的工業(yè)生產(chǎn)中。
1、傳統(tǒng)干燥烘干機工藝
氯化石蠟- 70半成品經(jīng)過離心分離后,水質(zhì)量分數(shù)平均約為25%。為求得較低的物料水質(zhì)量分數(shù),在離心分離操作時,以電耗為代價,延長離心機甩干時間,降低物料水質(zhì)量分數(shù)約到20%。然后以汽耗為代價,將物料在一定溫度下晾干(約3天),再進一步降低物料水質(zhì)量分數(shù)約到10%,最后再將物料送入傳統(tǒng)的干燥烘干機中進行干燥。傳統(tǒng)干燥烘干機的干燥效率低,溫度較難控制。若溫度略高,物料容易軟化而黏附于干燥設(shè)備內(nèi)壁,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量,而且干燥設(shè)備不能正常使用。若溫度稍低,往往需要將物料干燥2~3次水分才能合格,即最終產(chǎn)品的水質(zhì)量分數(shù)達到1.0%以下。因此,傳統(tǒng)的干燥烘干機能耗大,是水相法氯化石蠟-70工業(yè)化生產(chǎn)的“瓶頸”。富通新能源不但生產(chǎn)銷售木屑烘干機等鋸末木屑成型機械設(shè)備,而且還大量銷售
顆粒機、
木屑顆粒機等生物質(zhì)燃料成型機械設(shè)備。
2、復(fù)合式干燥烘干機
2.1原理
復(fù)合式干燥烘干機的工藝流程簡圖見圖1。
復(fù)合式干燥烘干機采用固體流態(tài)化的干燥方式。冷空氣由鼓風(fēng)機送入干燥系統(tǒng),經(jīng)加熱裝置加熱后,進入復(fù)合式干燥烘干機組1,形成高速上升的氣流。此熱載體與進入復(fù)合式干燥烘干機組1的濕物料接觸,物料被迅速分散,其中較大的顆粒團再經(jīng)復(fù)合式干燥烘干機組1的機械分散裝置快速破碎形成微粒,從而增大了物料的比表面積。在復(fù)合式干燥烘干機組1內(nèi)高速上升的熱載體與濕物料進行傳質(zhì)、傳熱,并瞬間使?jié)裎锪蟽?nèi)的水汽化。物料在復(fù)合式干燥烘干機組1中上升的熱載體的作用下,形成穩(wěn)定的流態(tài)化,完成第一級干燥。此級干燥時間短,濕物料排出的水量大。快速氣一固分離的濕物料經(jīng)過氣體輸送系統(tǒng)進入復(fù)合式干燥烘干機組2內(nèi)進行干燥,這時分散成微粒的氯化石蠟- 70粉體內(nèi)部的水己不足以全部潤濕表面,潮濕表面逐漸減少,干燥速度逐漸降低。此級干燥中水的蒸發(fā)速度和熱量消耗大為降低,微粒表面溫度逐漸升高,與熱載體之間的溫差減小,直至溫度接近或相同。此時微粒表面水吸濕和蒸發(fā)達到平衡,干燥速度為零,完成第二級干燥。最終微粒粉體中水質(zhì)量分數(shù)低于1.0%。
2.2復(fù)合式干燥烘干機的優(yōu)點
依據(jù)水相法氯化石蠟-70產(chǎn)品的特性,干燥系統(tǒng)內(nèi)不應(yīng)存留物料,且干燥過程中料溫不能大于95℃,否則,物料將被軟化。在復(fù)合式干燥烘干機內(nèi),熱載體的溫度和流速得到合理的控制,使進入復(fù)合式干燥烘干機的熱載體與呈高度分散狀的濕物料充分混合,在較低溫度下濕物料(水質(zhì)量分數(shù)平均為25%)中的大量水快速移出,直至水質(zhì)量分數(shù)低于1.0%,干燥效率高。濕物料出離心機后即進行干燥,無需晾干過程,能耗低。混合流體經(jīng)袋式收塵器,將絕大部分的干粉氯化石蠟- 70捕集到料倉中,物料的回收率高,與傳統(tǒng)的干燥烘干機相比,極大地改善了作業(yè)環(huán)境。
2.3運行效果的評價
東大粉體有限公司研制的復(fù)合式干燥烘干機在沈陽化工股份有限公司的水相法氯化石蠟- 70生產(chǎn)中得到了應(yīng)用,并達到了預(yù)期的運行效果。復(fù)合式干燥烘干機與傳統(tǒng)的干燥烘干機的運行效果比較見表1。
由表1可以看出:使用傳統(tǒng)的干燥烘干機生產(chǎn)的水相法氯化石蠟- 70,由于存在人工晾干等過程,不僅影響產(chǎn)品質(zhì)量,而且存在生產(chǎn)周期長、能耗高、勞動強度大、作業(yè)現(xiàn)場粉塵大等問題,不適合水相法氯化石蠟- 70的工業(yè)化生產(chǎn);而復(fù)合式干燥烘干機由于物料出離心機后立即進入干燥系統(tǒng),不僅提高了產(chǎn)品的質(zhì)量,而且能耗低,汽耗是傳統(tǒng)干燥烘干機的33%,電耗是傳統(tǒng)干燥烘干機的46%,而且干燥效率高,物料回收率高(超過99%),作業(yè)環(huán)境好,干燥系統(tǒng)內(nèi)不積存物料,非常適合于水相法氯化石蠟- 70等熱敏性物料的工業(yè)生產(chǎn)。
3、結(jié)論
復(fù)合式干燥烘干機在水相法氯化石蠟- 70工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,為國內(nèi)首創(chuàng)。實踐證明,該機與傳統(tǒng)的干燥烘干機相比,干燥系統(tǒng)內(nèi)不積存物料,一次干燥合格率達100%,物料回收率達99%以上,干燥溫度容易控制,裝置能耗低和作業(yè)環(huán)境無粉塵,是適用于水相法氯化石蠟- 70生產(chǎn)的一種新型、先進的干燥設(shè)備。
復(fù)合式干燥烘干機在水相法氯化石蠟- 70工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用是低溫干燥的典型范例,比傳統(tǒng)干燥烘干機具有顯著的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于熱敏性物料的干燥。另外,對板框壓濾或離心脫水后含濕量較大的物料,若調(diào)整好復(fù)合式干燥烘干機的各項工藝參數(shù),使其符合欲干燥物料的工藝條件,也會取得很好的干燥效果。節(jié)能型、新型復(fù)合式干燥烘干機的成功研制,對改變國內(nèi)熱敏性及含濕量大的物料的干燥設(shè)備的單一落后的局面,起到了積極的推動作用。