北京盤式連續(xù)干燥器在碳酸鈣行業(yè)中的應(yīng)用

1、盤式連續(xù)干燥器在碳酸鈣行業(yè)中的應(yīng)用 徐彥國（河北言明化工設(shè)備有限公司,河北 石家莊 050035）摘要：簡要介紹了CaCO3的分類，分析了應(yīng)用于輕質(zhì)碳酸鈣的傳統(tǒng)干燥設(shè)備的優(yōu)缺點，推出了應(yīng)用于輕質(zhì)碳酸鈣干燥的新型干燥設(shè)備盤式連續(xù)干燥器及其組合形式，介紹了這種設(shè)備的結(jié)構(gòu)、工作原理和工作特點，并重點舉例說明了這種新型干燥器在輕質(zhì)碳酸鈣工業(yè)的實際應(yīng)用，通過對設(shè)備的干燥能力、工作效率、能耗、操作的連續(xù)性、干燥后產(chǎn)品的質(zhì)量等參數(shù)的分析，表明了在干燥輕質(zhì)碳酸鈣中盤式連續(xù)干燥器是干燥設(shè)備的最佳選擇。關(guān)鍵詞：碳酸鈣；輕質(zhì)碳酸鈣；納米級碳酸鈣；含鎂碳酸鈣；活性碳酸鈣；盤式連續(xù)干燥器；雙槳葉干燥器。The Appl

2、ication of Tray Continuum Drier in Calcium Carbonate ProductionZHANG Ji-jun,XU Yan-guo,LI Guo-qiang,AN Xiao-gang,ZHAO Min-gang(Shijiazhuang GONGDA chemical industry equipment CO.,ltd , Shijiazhuang 050091)Abstact:Briefly introduce the classify of calcium carbonate .Analyse the traditional drying equ

3、ipment using in light calcium carbonate manufacture.Suggest using an new style drying equipment in calcium carbonate manufacture Tray Rotary Dryer and its combination style.Intrduce its working structure、 princeple and characteristic .Emphasis illustrate this new style drying equipment using in ligh

4、t calcium carbonate manufacture.Through contrast in drying capability、 working effect、 energy cost 、operation continuity and analyse the quality of its parameter after drying .All evidence show the best choice in light calcium carbonate manufacture is Tray Rotary DryerKeyword: calcium carbonate;ligh

5、t calcium carbonate; nano- calcium carbonate ; magnesian calcium carbonate; activated calcium carbonate;Tray Rotary Dryer; Rotating Twin-screw DryerCaCO3是一種重要的無機(jī)化工產(chǎn)品，廣泛應(yīng)用于塑料、造紙、涂料、橡膠、化學(xué)建材、日用化工、油墨、牙膏、粘合劑、密封材料等行業(yè)。碳酸鈣產(chǎn)品可分為兩大類：一種是以方解石、大理石、白堊、貝殼、石灰石等為原料經(jīng)機(jī)械粉碎及超細(xì)研磨等制取的產(chǎn)品稱為重質(zhì)碳酸鈣或研磨碳酸鈣，通常以GCC表示；另一種是以石灰石為原料經(jīng)煅

6、燒、消化、碳酸化、分離、干燥分級制取的產(chǎn)品稱為輕質(zhì)碳酸鈣，通常以PCC表示。其中輕質(zhì)碳酸鈣按表面是否改性可分為活性PCC和普通PCC；按產(chǎn)品用途可分為橡膠專用PCC、造紙專用PCC、塑料專用PCC、涂料專用PCC、油墨專用PCC、牙膏專用PCC和食品專用PCC等；按顆粒的大小可分為微粒碳酸鈣、微粉碳酸鈣、微細(xì)碳酸鈣、超細(xì)碳酸鈣（膠體碳酸鈣）、 超微細(xì)碳酸鈣（納米級碳酸鈣）等。由于在輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)中干燥的效果直接影響到最后產(chǎn)品的質(zhì)量和成本，因此干燥設(shè)備應(yīng)具有以下特點：1） 保證產(chǎn)品工藝質(zhì)量的要求，干燥后的產(chǎn)品質(zhì)量均勻；2） 適應(yīng)物料的狀態(tài)，如塊狀，膏狀，粒狀等；3） 干燥速率高，達(dá)到所需的生產(chǎn)能

7、力；4） 熱效率高，能耗低，而且穩(wěn)定；5） 物料無損失，環(huán)境保護(hù)好；6） 投資低，操作安全可靠；7） 設(shè)備調(diào)控性能好；8） 設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)，可生產(chǎn)多品種輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣，作到一機(jī)多用。1 應(yīng)用于輕質(zhì)碳酸鈣的傳統(tǒng)干燥設(shè)備淺析目前應(yīng)用于碳酸鈣的干燥裝置主要有轉(zhuǎn)筒干燥器、閃蒸干燥器、列管式干燥器、廂式干燥器、噴霧干燥器和多層鏈帶式干燥器等。1.1 轉(zhuǎn)筒干燥器轉(zhuǎn)筒干燥器的主體是略帶傾斜并能回轉(zhuǎn)的圓筒體。目前應(yīng)用較廣的是采用燃煤的煙道氣作為熱源的間接加熱型轉(zhuǎn)筒干燥器。該設(shè)備用于輕質(zhì)碳酸鈣干燥，生產(chǎn)能力大，可連續(xù)生產(chǎn)，結(jié)構(gòu)簡單，操作方便。但該設(shè)備的缺點也十分明顯：a.設(shè)備龐大，一次性投資多；b.安裝

8、、拆卸困難；c.熱容量系數(shù)小，總傳熱系數(shù)低（約70150W/m2.），熱效率低（3060%）；d.產(chǎn)品干燥不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不均勻；e.煙道氣流通過火管時很容易因溫度過高以及腐蝕而破損，導(dǎo)致煙道氣泄露到被干燥物料的空間中，影響產(chǎn)品的純凈度；f. 產(chǎn)品易在傳熱表面結(jié)疤，脫落后形成黃色疤塊，嚴(yán)重影響產(chǎn)品質(zhì)量；g. 從轉(zhuǎn)筒至破碎、分篩、各環(huán)節(jié)的連接也不夠理想，粉塵飛揚(yáng)，造成環(huán)境污染。所以，轉(zhuǎn)筒干燥器不是輕質(zhì)碳酸鈣干燥的理想設(shè)備。1.2 閃蒸干燥器閃蒸干燥器是由丹麥Anhydro公司于1970年首先研制并投入生產(chǎn)的，全稱為旋轉(zhuǎn)氣流快速干燥器（Spin-flash dryer）, 閃蒸干燥器是其商品名。閃

9、蒸干燥是流化床干燥和氣流干燥的組合，且在一個干燥裝置內(nèi)實現(xiàn)。此設(shè)備應(yīng)用于輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)，產(chǎn)品的分散性、細(xì)度、白度較好，但動力消耗高、微塵后處理設(shè)備龐大、生產(chǎn)成本及投資較大，且對粒度極細(xì)的納米級碳酸鈣等直接處理易在內(nèi)壁結(jié)疤，強(qiáng)化器易堵塞和損壞，產(chǎn)品中常摻有黃色疤塊，在輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)的推廣應(yīng)用也不很理想。1.3列管式干燥器列管式干燥器實際上是轉(zhuǎn)筒干燥器的變型，由于采用了管束導(dǎo)熱，大大增加了熱傳導(dǎo)的面積，大大減小了整體設(shè)備的體積，增加了熱容系數(shù)，降低煤耗約2030%，在保留了轉(zhuǎn)筒干燥器優(yōu)點的同時也克服了轉(zhuǎn)筒干燥器的部分缺點。但該設(shè)備也具有較明顯的缺點：a.水份控制較難，波動幅度較大；b.結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜

10、，維修困難；c.隨著運(yùn)轉(zhuǎn)時間的增加，導(dǎo)熱油開始逐漸積碳，熱阻增長，導(dǎo)熱系數(shù)下降，干燥效率不斷下降；d.高溫導(dǎo)熱油極易在動密封處沖漏，存在較大的安全隱患；e.單臺設(shè)備產(chǎn)量低，無法滿足輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)的要求?？傊?，目前輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)應(yīng)用列管式干燥器的較少。1.4廂式干燥器廂式干燥器（工廠有時還稱呼為烘房、烘箱）是最古老的干燥器之一，目前仍然被廣泛應(yīng)用。但在輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)應(yīng)用上存在著較大的缺點：a.熱效率低；b.勞動強(qiáng)度大，勞動條件極差；c.間歇操作，單批產(chǎn)量低。在輕質(zhì)碳酸鈣干燥中廂式干燥器正逐漸被其它新型干燥設(shè)備所代替。1.5噴霧干燥器噴霧干燥是采用霧化器將原料液分散為霧滴，并用熱氣體（空氣或過熱水

11、蒸氣）干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的一種干燥方法。由于霧滴群的表面積很大，物料所需的干燥時間很短，操作較靈活。但也存在如下缺點：a.料漿霧化前一般需加水調(diào)稀，這實際上大大增加了后續(xù)干燥的除水量，極大的浪費(fèi)了熱量，增加了動力消耗；b.但空氣溫度低于150時，容積傳熱系數(shù)較低（23116W/(m3.K)），所用設(shè)備容積大；c.對氣固混合物的分離要求較高，一般需要兩級除塵；d.熱效率不高，一般順流塔型為30%50%，逆流塔型為50%75%。目前，輕質(zhì)碳酸鈣行業(yè)應(yīng)用噴霧干燥器進(jìn)行干燥的廠家極少。1.6 多層鏈帶式干燥器多層鏈帶式干燥器是先將物料用特殊擠條式造粒設(shè)備成型，然后再在多層網(wǎng)帶上一邊被輸送移動，一邊被穿

12、流而過的熱風(fēng)干燥。較之箱式干燥器，多層鏈帶式干燥器由于采用網(wǎng)帶自動進(jìn)行翻動和移出物料，大大降低了勞動強(qiáng)度，同時熱風(fēng)穿流多次流過物料，提高了熱效率，但由于仍屬于對流型干燥，排出的尾氣中夾帶物料較多，較傳導(dǎo)型干燥設(shè)備而言熱效率仍較低；同時，由于干燥前經(jīng)過成型處理，必然增加粉碎工段，增加了設(shè)備投資及運(yùn)行成本，另外擠壓成型過程對產(chǎn)品的分散性也有一定的影響。2 應(yīng)用于輕質(zhì)碳酸鈣干燥中的新型干燥設(shè)備簡介由于傳統(tǒng)干燥設(shè)備在輕質(zhì)碳酸鈣工業(yè)的應(yīng)用上存在著這樣或那樣的弊端，因此輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)廠家希望能有一種新的設(shè)備代替原有的干燥設(shè)備來解決這些問題。根據(jù)生產(chǎn)廠家的要求及物料的特殊要求，我公司組織技術(shù)人員研究開發(fā)了應(yīng)

13、用于輕質(zhì)碳酸鈣干燥的新型干燥器盤式連續(xù)干燥器及其與槳葉干燥器的組合型，代替?zhèn)鹘y(tǒng)的干燥器，經(jīng)在數(shù)十家生產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣、活性碳酸鈣、納米級碳酸鈣、造紙專用鈣及含鎂碳酸鈣的廠家使用，均取得了滿意的結(jié)果，證明了在輕質(zhì)碳酸鈣干燥中盤式連續(xù)干燥器是優(yōu)于其它干燥設(shè)備的。2.1 盤式連續(xù)干燥器盤式連續(xù)干燥器是一種高效的傳導(dǎo)型干燥設(shè)備。其主要由干燥盤、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、轉(zhuǎn)動裝置、外殼等組成。干燥盤分為大盤和小盤兩種，其內(nèi)通入加熱介質(zhì)。 濕物料自加料器連續(xù)地加到干燥器上部第一層干燥盤上，帶有耙葉的耙臂作回轉(zhuǎn)運(yùn)動使耙葉連續(xù)地翻抄物料。物料沿指數(shù)螺旋線流過干燥盤表面，在小干燥盤上物料被移送到外緣，并在外

14、緣落到下方的大干燥盤外緣，在大干燥盤上物料向里移動并從大干燥盤的里緣落到下一層小干燥盤的里緣。由于大小干燥盤交替排列，物料得以連續(xù)地流過整個干燥器，而加熱介質(zhì)如飽和水蒸氣、導(dǎo)熱油等自每層干燥盤內(nèi)通過與盤面上的物料進(jìn)行熱交換，使物料被自上而下移送過程中得到干燥，已干物料從最后一層干燥盤落到殼體的底層，最后被耙葉移送到出料口排出。濕份從物料中逸出，由設(shè)在頂蓋上的排濕口排出。從底層排出的干物料可直接包裝。整個干燥過程密閉操作。其特點是：連續(xù)運(yùn)行，熱效率高，蒸發(fā)強(qiáng)度大，濕度梯度分布合理，動力消耗低，占地面積小，配置及操作控制簡單，不需要復(fù)雜的尾氣后處理設(shè)備，環(huán)境好，適用于碳酸鈣等行業(yè)的干燥作業(yè)。但對含

15、水量較高、粘度較大的納米級碳酸鈣、油墨鈣及造紙鈣等需要同雙槳葉干燥器組合使用。2.2 雙槳葉干燥器雙槳葉干燥器由夾套外殼、兩個槳葉軸、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、頂蓋、排濕系統(tǒng)等組成。外殼夾套和干燥輸送軸內(nèi)通入加熱介質(zhì)。濕物料從干燥器設(shè)在頂蓋上的加料口加入干燥器內(nèi)，在轉(zhuǎn)動的干燥輸送軸的推動下不斷翻滾前進(jìn)，物料在運(yùn)動過程中被加熱，進(jìn)行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè)。根據(jù)被干燥物料的產(chǎn)量、性質(zhì)、初始及最終含水量，確定干燥面積。雙槳葉干燥器臥式工作，干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同時完成輸送過程。整個干燥過程密閉操作，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，不存在被干燥

16、產(chǎn)品的夾帶。其特點是：能處理高含水量及粘度較大的物料；氣體用量小，粉塵低，不使用收塵類的輔助設(shè)備；槳葉具有自潔能力；結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積小。但由于動力消耗偏大，干燥要求高時需兩次干燥，故在納米級碳酸鈣、油墨鈣及造紙鈣等發(fā)粘且含水較高的物料干燥中是一種理想的預(yù)干燥設(shè)備，其與盤式連續(xù)干燥器組合使用，干燥效果較理想。3 盤式連續(xù)干燥器在碳酸鈣工業(yè)中的應(yīng)用盤式連續(xù)干燥器自投入碳酸鈣行業(yè)以來，已在多家生產(chǎn)碳酸鈣的廠家得到成功應(yīng)用。下面舉例說明其在碳酸鈣生產(chǎn)中的實際應(yīng)用。3.1 盤式連續(xù)干燥器在輕質(zhì)碳酸鈣/活性碳酸鈣上的應(yīng)用3.1.1 項目：年產(chǎn)20000噸輕質(zhì)碳酸鈣干燥/活性碳酸鈣干燥系統(tǒng)3.1.2 物料

17、特性： 物 料 名 稱： 輕質(zhì)碳酸鈣/活性碳酸鈣 物料初始含水率： 35% 產(chǎn) 品 含 水 率： 0.3%3.1.3 設(shè)備選型設(shè)備材質(zhì)選擇A型，即干燥器為全碳鋼型。序號名稱規(guī)格數(shù)量(臺)功率（KW）1盤式連續(xù)干燥器GDPG2500/20A1112雙螺旋破碎定量加料器SPD200A15.53導(dǎo)熱油散熱器TYZ5×5D104引風(fēng)機(jī)Y5475C15.55旋風(fēng)除塵器CLT6.5A10合 計223.1.4 單臺GDPG2500/20A型工大牌盤式連續(xù)干燥器的性能干燥面積：87.5m2干燥盤層數(shù)：20層電機(jī)功率：11 KW主軸轉(zhuǎn)速：19轉(zhuǎn)/分外形尺寸：2900×6259（H）占地面積：

18、11 m23.1.5 導(dǎo)熱油爐選型（或用飽和水蒸汽作為熱源）年產(chǎn)20000噸輕質(zhì)碳酸鈣所需熱量為1.4MW(1200000kcal/h),導(dǎo)熱油進(jìn)/出口溫度為250/230?？紤]到熱油管道的散熱以及導(dǎo)熱油爐不能長期滿負(fù)荷運(yùn)行，熱源選用出力為1.86MW(1600000kcal/h)的導(dǎo)熱油爐一臺。干燥每噸輕質(zhì)碳酸鈣能源消耗0.08噸煤。3.1.6 盤式連續(xù)干燥器干燥輕質(zhì)碳酸鈣的工藝流程簡介由固液分離崗位來的含濕量35 %的濕物料，由輸送器輸送到位于盤式干燥器頂部的定量加料器中，再被定量加入干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥作業(yè)。干燥盤內(nèi)通入250的導(dǎo)熱油進(jìn)行干燥作業(yè)，物料在流動過程中完成傳熱傳質(zhì)過程，達(dá)到干燥的

19、目的。已干物料在干燥器底部的排料口排出，從物料中逸出的濕汽被經(jīng)過翅片散熱器加熱的熱空氣攜帶，通過設(shè)在盤式連續(xù)干燥器頂部的排濕口排出。見圖1。 圖1 盤式連續(xù)干燥器干燥輕質(zhì)碳酸鈣的工藝流程圖3.1.7 干燥后的輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量指標(biāo)為:指 標(biāo) 名指 標(biāo)主含量 （以CaCO3計）， % 99.0PH值：（10%懸浮液），% 9.0105下?lián)]發(fā)物含量 ，% 0.3鹽酸不容物含量 ，% 0.1沉降體積 ml/g ， % 2.8鐵（Fe）含量 ，% 0.07錳（Mn）含量，% 0.006篩分物125試驗篩 % 0.00545試驗篩 % 0.3白度·度 92水溶物 0.2上表為某廠家使用盤式連續(xù)干

20、燥器干燥后的輕質(zhì)碳酸鈣的質(zhì)量指標(biāo)，從數(shù)據(jù)可看出，產(chǎn)品達(dá)到了優(yōu)等品級。采用此干燥流程及設(shè)備的生產(chǎn)廠家有：河北路德精細(xì)化工有限公司、浙江湖州微石華化工有限公司、保定紅泉碳酸鈣廠、井陘天順鈣業(yè)有限公司、井陘新秀林化工有限公司、建德雙超建材有限公司、井陘九龍口碳酸鈣廠和福建省永安市躍發(fā)輕鈣有限公司等，并得到了使用廠家的一致好評。盤式連續(xù)干燥器在輕質(zhì)碳酸鈣/活性碳酸鈣干燥中的應(yīng)用特點1）干燥能力大，單臺設(shè)備可年產(chǎn)輕質(zhì)碳酸鈣20000多噸，滿足了輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)線的要求。2） 產(chǎn)品質(zhì)量好，碳酸鈣進(jìn)干燥器前含濕量33左右，物料流向單一，無返混現(xiàn)象。物料加熱時間基本相同，受熱很均勻，一次干燥后成品含濕量0.3,

21、較好的保證了產(chǎn)品質(zhì)量。3）熱效率高，能耗低。盤式連續(xù)干燥器是一種熱傳導(dǎo)式干燥設(shè)備，不存在氣流干燥中由熱風(fēng)帶走大量熱量的弊端，干燥同種物料能耗費(fèi)用是使用其它氣流干燥或轉(zhuǎn)筒干燥能耗費(fèi)用的1/21/5（同等生產(chǎn)能力），大大降低了加工成本，增加了企業(yè)利潤。4）設(shè)備調(diào)控性能好。 每層干燥盤皆可單獨地通入加熱介質(zhì)對物料進(jìn)行加熱，通過調(diào)整料層厚度、主軸轉(zhuǎn)速、耙臂數(shù)量、耙葉型式和尺寸，可使干燥過程達(dá)到最佳，物料接觸加熱盤面時間基本相同，受熱很均勻。被干燥的物料不會發(fā)生過熱現(xiàn)象。5）連續(xù)進(jìn)出料，提高了設(shè)備的使用效率，使生產(chǎn)能力大大提高。6）設(shè)備適應(yīng)能力強(qiáng)，可生產(chǎn)多品種輕質(zhì)碳酸鈣和活性碳酸鈣，作到一機(jī)多用。7）物

22、料無損失，環(huán)境保護(hù)好。設(shè)備為密閉操作，減少了粉塵向空氣中的擴(kuò)散，達(dá)到了環(huán)保的要求。3.2盤式連續(xù)干燥器在納米級碳酸鈣/含鎂碳酸鈣/造紙專用鈣及油墨專用鈣上的應(yīng)用項目：年產(chǎn)5000噸納米級碳酸鈣干燥系統(tǒng) 3.2.2 物料特性： 物 料 名 稱： 納米級碳酸鈣 物料初始含水率： 55% 產(chǎn) 品 含 水 率： 0.3%3.2.3 設(shè)備選型由于納米級碳酸鈣干燥前含水量較大，粒度較細(xì)，粘度較大，如單獨采用盤式連續(xù)干燥器進(jìn)行干燥，則會造成盤式連續(xù)干燥器上幾層干燥盤物料粘盤、粘耙葉而無法正產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)，因此采用兩級干燥，即雙槳葉干燥器+盤式連續(xù)干燥器兩級干燥。設(shè)備材質(zhì)選擇B型，即干燥器接觸物料部分為304不銹鋼，

23、其余為碳鋼。序號名稱規(guī)格數(shù)量(臺)功率（KW）1盤式連續(xù)干燥器GDPG2200/20B15.52內(nèi)加熱雙螺旋干燥器GDSG30B1223導(dǎo)熱油散熱器TYZ5×5D204引風(fēng)機(jī)4724A15.5合 計333.2.4 熱源采用供熱能力為60萬大卡的導(dǎo)熱油爐一套（或采用2噸蒸汽鍋爐一臺），該系統(tǒng)裝機(jī)容量為23.8KW, 干燥每噸納米級碳酸鈣能源消耗0.12噸煤。3.2.5 盤式連續(xù)干燥器干燥納米級碳酸鈣的工藝流程簡介由固液分離崗位來的濕物料，被連續(xù)加入位于內(nèi)加熱雙螺旋干燥器頂部的加料口內(nèi)，在干燥輸送軸的轉(zhuǎn)動下被加入內(nèi)加熱雙螺旋干燥器內(nèi)進(jìn)行干燥作業(yè)，物料在流動過程中完成傳熱傳質(zhì)過程，物料干燥后在干燥器底部的排料口排出，經(jīng)破碎機(jī)破碎后，進(jìn)入盤式干燥器內(nèi)進(jìn)行下一步干燥。兩種干燥器內(nèi)均通入導(dǎo)熱油（或飽和水蒸氣）作為傳熱介質(zhì)進(jìn)行干燥作業(yè)。從物料中逸出的濕汽被經(jīng)過翅片散熱器加熱的熱空氣攜帶，通過設(shè)在干燥器頂部的排濕口排出。見圖2。3.2.6盤式連續(xù)干燥器在納米級碳酸鈣/含鎂碳酸鈣/造紙專用鈣及油墨專用鈣干燥上的應(yīng)用特點