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   多品种氧化铝有别于冶炼级氧化铝,它在晶形结构、化学成分、外观形状、粒度分布等方面具有特色,因而有特殊物理化学性能,在多品种氧化铝如催化剂用氢氧化铝,阻燃剂用氢氧化铝,活性氧化铝等产品的干燥工艺过程满足工艺要求,提高产品质量,减少作业环节,节能降耗的重要过程,适应这些特点的干燥设备的应用是人们所关心的重要课题。

  东北大学辽宁东大粉体工程技术有限公司,一九九○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,对多品种氧化铝的干燥已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,以期有助于对多品种氧化铝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,水分立即蒸发,并向外界扩散。表面水分的蒸发,引起颗粒表面和内部的水分差,水分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,水分蒸发的速度增长很快,颗粒吸收的热量和蒸发水分耗去的热量相等,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,颗粒表面蒸发的水分,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。该阶段水分的蒸发,理论上可按外扩散(蒸发)公式及传热公式计算干燥速度:

  I外=M /(t?F)=a〔η(t湿球-t表)〕,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*颗粒表面气流的速度,使空气膜减薄,可显着提高干燥速度。

  1.3降速干燥阶段

  此阶段蒸发速度和热量的消耗大为降低,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

  此时颗粒表面水分吸湿和蒸发达到平衡,干燥速度为零。

  颗粒中的水分亦即干燥最终水分,通常不应低于储存时的平衡水分。旋转闪蒸干燥机由于干燥后物料粒度颗粒粒度很小,物料在干燥筒内停留时间极短,通常在1~3s。因此,颗粒的干燥处于等速干燥阶段,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

  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,旋转叶片将物料粉碎,热气流将物料加热,吹散。细颗粒物料的水份分被蒸发并随热气流螺旋上升,从排风口排出,经分离装置分离后形成干品。粗颗粒物料螺旋上升一段高度后,由于其悬浮速度小于干燥机的操作速度,因此将停止上升并滑落,经粉碎变成细颗粒,被热风吹散后再重复上述过程。干燥机内旋转叶片的独特设计及布置,有利于物料的快速碎散和干燥,分级环结构的合理设计,可保证产品的最终含水量和颗粒粒度。

  干燥机中的热交换,主要表现为气流和颗粒、筒壁与颗粒的两种热交换。

  如前所述,干燥过程的实质是水分的扩散过程,是靠外扩散和内扩散进行的。

  水分子移动依其动力的不同,可分为湿传导和湿热传导。

  2.1湿传导

  干燥过程中,由于表面水分的蒸发,颗粒表面水分与内部水分形成浓度差,因而在颗粒半径方向有一个水分梯度,引起水分由内部向表面移动。这种扩散、传导是由水分差引起的。

  2.2湿热传导

  由于颗粒表面水分蒸发时需要吸收热量,造成颗粒内部与表面的温度差,即在半径方向存在一

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