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高岭土项目中的干燥技术创新
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详细介绍了高岭土项目中的干燥技术创新,LPG 离心干燥机的革新, 突破了传统的生产工艺。通过干燥的原理、 特性及过程分析, 说明LPG 离心干燥机在高岭土干燥中的优异性能。

关键词 LPG 离心干燥机 高岭土 液滴 喷雾干燥 技术创新

高岭土造纸级产品需具有严格的粒度分布和较高的白度, 所以加工工序比较复杂。干燥在其生产过程中, 是最后的关键工序。改进干燥设备, 强化干燥过程和干燥设备的大型化、 系列化、 自动化已势在必行。常州市武进明星干燥设备有限公司总结了多年的经验, 摸索出一套行之有效的解决高岭土干燥过程中一些关键技术的办法, 从热风炉、 雾化器、

燥塔、 除尘器到电控等可全套供应。研发的 LPG 系列高速离心喷雾干燥机和 YPG 压力干燥机, 提高了热容量系数和蒸发强度, 还解决了生产废气中的微粒回收和烟气中SO2 回收等问题。

1 LPG离心喷雾干燥机

1.1 工作原理 LPG 喷雾干燥机将高岭土浆料在热风中喷成雾状液滴, 在液滴下落过程中, 水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品。在干燥塔顶部导入热风, 同时将料浆泵送至塔顶, 经过雾化器喷成雾状的液滴, 这些液滴群的比表面积很大, 与高温热风接触后水分迅速蒸发, 在极短的时间内便成为干燥产品, 从干燥塔底部排出。液滴与热风接触后, 热风温度显著降低, 湿度增大, 它作为废气由排风机抽出。废气中夹带的微粉, 用分

离装置回收。高岭土物料干燥过程, 分等速阶段和减速阶段两个部分进行。等速阶段, 水分蒸发在高岭土液滴表面发生, 蒸发速度由蒸汽通过周围气膜的扩散速度控制。 主要的推动力是周围热风和液滴的温度差,温度差越大蒸发速度越快, 水分通过颗粒的扩散速度大于蒸发速度。当扩散速度降低而不能再维持颗度大于蒸发速度。当扩散速度降低而不能再维持颗粒表面的饱和时, 蒸发速度开始减慢, 干燥进入减速阶段。此时, 颗粒温度开始上升, 干燥结束时, 高岭土物料的温度接近于周围空气的温度。

1.2 特点

本机在高岭土产品干燥中, 具有很多特点:

干燥速度迅速。高岭土料液经离心喷雾后, 表面积大幅增加, 在高温气流中, 瞬间就可蒸发95%~98% 水分, 完成干燥时间仅需几秒钟。达到了产品质量要求, 同时也节省了时间和费用。

采用并流型喷雾干燥形式, 能使液滴与热风同方向流动。虽然热风的温度较高, 但由于热风进入干燥室内与喷雾液滴接触, 室温急降, 不致使干燥物料受热过度。

由于干燥过程在瞬间完成, 颗粒基本上能保持液滴近似的球状, 产品具有良好的分散性、 流动性和溶解性。
生产过程简化, 操作控制方便。喷雾干燥通常用于湿含量 40%~60% 的浆料, 特殊物料即使含湿量高达 90% 同样能一次干燥成粉状产品。产品干燥后, 不再进行粉碎和筛选, 简化了生产工艺流程, 提高了产品的纯度。 对于产品的粒径、 松密度、水分, 在一定范围内, 可改变操作条件下进行有效控水分, 在一定范围内, 可改变操作条件下进行有效控制。
⑤为使物料不受污染和延长设备寿命, 凡与物料接触部分, 均采用1Cr18Ni9Ti的不锈钢材料制作;为使操作方便, 控制系统采用一体化操作, 即在控制柜安装各部件的指示装置和启闭装置。现我公司已创新生产了 6000kg/h 蒸发量的大型干燥机, 替代国

外进口设备, 其性能已达到国际先进水平。

1.3 技术参数 见表 1

1 LPG喷雾干燥机的技术参数

2 高岭土液滴的干燥特性及过程解析

高岭土产品生产过程中的干燥, 可归属于可溶性固体液滴的蒸发干燥类中。LPG 喷雾干燥机在干燥过程中, 液滴在气流中运动的大部分时间内, 其相对速度一般都很低, 即使初速度很高, 但由于液滴很小, 其雷诺数 Re 值一般都是很低的, 约在 10-1~102

范围以内。小于 50µm的液滴, 虽以 100~150m/s 的相对速度运动, 该值也不超过 200。当液滴速度很快地衰减到与气流速度相等时, 液滴便在Stokes 所描述的范围内运动, 该值小于 2。因此, 以边界层理论为基础的、 在静止空气中的液滴蒸发理论, 可用于喷雾干燥条件中。据资料介绍,液滴直径为500µm时,在 300℃的热风中完全干燥时间约需 4.6s;而直径 100µm、热风温度为150℃以上时,其完全干燥时间在1s 以内。高岭土液滴中含有溶质,在干燥过程中情况比较复杂。在等速阶段,液滴中的内部水分能迅速扩散到液滴表面蒸发汽化。当液滴表面转化为固体时,蒸发速度减慢,干燥进入减速阶段。在液滴表面形成一层硬化的表层外壳后,残留在内部的水分将产生一定的气压,当气压增大造成表层外壳爆裂形成穿孔时,产品呈多孔性疏松状态。因此,该过程要比纯液滴蒸发干燥时间长得多,约为10~15s。从上分析可知,含有可溶性溶质的高岭土液滴干燥的时间,等于等速和减速两个阶段干燥时间的总和,主要与初始液滴直径和临界湿含量有关。由于高岭土料浆中有溶解盐的存在而引起蒸气压的降低程度,将随每个液滴大小而不同,固相的生成也因液滴大小而有先后,因而水分传递的阻力也随之而有区别。在料浆喷雾干燥过程中,由于原浆浓度的差异,其特性也各不相同。LPG 喷雾干燥机利用高效先进的雾化器技术和布风技术,自动进行调整,以适应不同浓度的料浆。各种型号 LPG 喷雾干燥机的工况曲线图,见图 1

1 LPG喷雾干燥机工况曲线图

3  结语    

高岭土产品具有广泛的应用前景,因此,大型喷雾干燥机在高岭土产品加工中也必将获得广泛应用。

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据泰国《新报》2013年5月14日报道:泰国工业部工业经济办公室主任表示,2013年泰国纺织企业的产量与出口量的趋势有所下降,源自四项原因,即:一、纺织业的生产成本升高,该现象是泰国最低日薪300铢政策所带来的负面影响;二、缺乏劳动力;三、泰铢升值的现象;四、欧美市场的经济问题。工业经济办公室预计2013年泰国纺织产品的出口总额将达到24.48亿美元,与去年同期相比可下降3.41%。至于现成衣服的

 

 

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