闪蒸干燥装置的研究与在纳米级碳酸钙工业化生产中的应用.pdfVIP

闪蒸干燥装置的研究及在纳米级 碳酸钙工业化生产中的应用 东北大学、沈阳科技机械工业技术研究所 张继宇 、 ． 纳米级碳酸钙经干燥工艺过程后对其粒度、白度、晶形、流变性 等方面都有严格要求，因而适于这一工艺的干燥作业，特别是设备， 如何适应高效经济地满足这些要求，是人们所关注的重要课题。 东北大学沈阳科技机械工业技术研究所，九。年在吸收借鉴国 外设备及工艺基础上，设计生产出适合国情，具有技术特点的闪蒸干 燥设备，已形成专业化系列化产品，在化工、建材、冶金等领域形成 工业化规模应用，对纳米级碳酸钙的干燥己取得成功的经验和较完善 的工艺配套系统。本文对旋转闪蒸干燥机干燥过程作一介绍，以期有 助于在纳米级碳酸钙干燥上的选择与应用。 1、 颗粒物料干燥过程的机理 颗粒物料进入干燥机后，热气流首先将热量传给颗粒表面，1水份 立即蒸发，并向外界扩散。表面水份的蒸发，引起颗粒表面和内部的 水份差，水份将从颗粒内部不断地扩散到表面，再由表面向外界蒸发， 此过程循环往复，最后达到整个颗粒的干燥。 1．1升速干燥阶段 颗粒置于温度较高而相对湿度小于100％的传热介质中，在 较短时间内，表面被加热到干燥介质湿球温度，水份蒸发的速度 增长很快，颗粒吸收的热量和蒸发水份耗去的热量相等，达到平 衡。此阶段时间很短，排出水量不大，之后进入等速阶段。 1．2等速干燥阶段 在此阶段，颗粒表面蒸发的水份，由其内部向表面源源不断 地补充，因而颗粒表面总是保持润湿状态。此时干燥速度保持不 变，颗粒表面温度亦保持不变。该阶段水份的蒸发，理论上可按 外扩散(蒸发)公式及传热公式计算干燥速度： I升=M／(t·F)．--a[切(t湿球——t寰)，kg／m2h 由上式可看出，蒸发速度(干燥速度)与颗粒表面和周围介 质水蒸气浓度及温度差有关。其差愈大，干燥速度也愈大：另外， 干燥速度还与颗粒表面的空气速度有关。颗粒表面总有一层不易 流动的空气膜，它的厚度减小有利于水份蒸发和热交换。因而增 大颗粒表面气流的速度，使空气膜减薄，可显著提高干燥速度。 1．3降速干燥阶段 ’此阶段蒸发速度和热量消耗大为降低，颗粒表面温度高于介 质的湿球温度并逐渐升高，与载热体之间温差减小，直至接近或 相同。 1．4平衡阶段 此时颗粒表面水份吸湿和蒸发达到平衡，干燥速度为零。 颗粒中的水份亦即干燥最终水份，通常不应低于贮存时的平 衡水份。旋转闪蒸干燥机由于干燥后物料颗粒粒度很小，物料在 sec。因此，颗粒的干燥处 干燥筒内停留时问极短，通常在1～3 于等速干燥阶段，其表面的温度就是干燥介质的湿球温度。采用 2 旋转闪蒸干燥设备，物料的粒度均匀，表面无开裂、变形和过热， 有利于保证产品质量。 2、旋转闪蒸干燥机内颗粒的运动状态及干燥过程 旋转闪蒸干燥机的工作原理，主机——干燥筒的示意图，见图l。 ，I I哥1 tI —I 三l 11II-¨是 一． I佟 蓝 最 趣匿 蝼 ¨一 热气流从筒下部沿筒壁切线方向进入筒内，在筒内高速旋转上 升，与湿物料相遇后，旋转叶