湿盐干燥传热方式的选择

湿盐干燥传热方式的选择

1提高盐的质量在盐生产过程中，盐的干燥是一个重要的环节，也是一个能耗大的过程。盐酸的干燥质量对存储和销售有显著影响。为了确保合格的盐干燥质量，必须考虑使用寿命的质量。因此，选择合适的干燥器非常重要。2干燥器的分类和性能从传热方法上分,可分为对流干燥器和传导干燥器。2.1流式干燥器对流传热由于流体质点的位移和混合,将热能由一处传至另一处的传递热量方式。通过对流传热方式传热的干燥器有如下几种。2.1.1高温气体燃烧湿盐如图1干燥器,是一稍作倾斜而转动的干燥筒及加料和卸料装置。湿盐由加料器进入干燥筒的进料端,在转动的筒体内利用自身重力作用的流出料端,经燃烧中燃烧后的高温气体由低端流向高端,与盐逆流换热,使湿盐中水分所汽化随高温气体带走。其特点是,操作方便,产品质量均匀,产量大;缺点是设备笨重,热效率低,能耗大,在真空制盐厂中2.1.2不热空气干燥器如图2,湿盐经料斗由螺旋输送器送入干燥器,盐在干燥直管中被从底部吸入的高速热空气分散并悬浮于其中,湿盐与热空气进行传热交换,并随热空气进入旋风分离器,成品盐由旋风分离器底部排出,顶部尾气除尘后排空。气流干燥器的特点,由于物料处于悬浮沸腾状态,强化了传热传质过程,干燥速度加快,所需干燥器体积较小,设备结构简单,造价低,易操控。但盐粒在干燥过程中相互磨擦与碰撞而发生破碎现象,除尘设备要求严,系统的流体阻力大,需很大的动力,能源消耗大。此干燥器不适合大型生产。2.1.3固定沸腾床2.1.3.湿盐的干燥和干燥进入70年代后,技术人员对前几种干燥器进行改进,成为固定沸腾床,如图3。湿盐由皮带传输机送入沸腾床的干燥室,与经鼓风和空气预热器加热到130℃以上的热空气在沸腾状态下传热和传质,使之得以干燥,干燥后的盐经卸料口排出,温度为65～75℃的干燥尾气经旋风分离器除去所带粉盐,由引风机抽出排空。2.1.3.干燥器的特点固定沸腾床具有较高的传热和传质速度,体积传热系数可高达2300～7000W/(m3.℃);此种干燥器结构简单,造价低,活动部件少,操作维修方便;与前两种干燥器相比,此种干燥器的流体阻力小,物料磨损轻,气固分离较易及热效率高,蒸发1kg水需蒸汽2.5kg～3kg;物料在干燥器中停留时间可在出料口控制,随料量的大小控制成品含水量。此干燥器的缺点是进料不均匀,易形成盐结块,成品中水分不均匀,易产生“死床”(湿盐或块盐堵塞热空气进入干燥器的风孔,生产能力降低到无法正常生产)等问题。70年代至今,国内精制盐行业都采用过或正在使用这种干燥器,发挥了相当的作用,是制盐干燥行业里的里程碑。2.1.4振动流到了90年代振动流化床进入了制盐行业,并较好地解决了固定流化床的能耗高、成品盐水分不均匀、易产生死床等问题。2.1.4.沸腾床的制作工艺流程如图4,该干燥器由进料口、出料口、进风口、出风口、振动电机机体等部分组成。其中机体由上盖、流化床板及下腔体组成,振动流化床通过安装于机体上的两台振动电机产生的谐振力使机体振动,被干燥的物料由进料口进入机体,并沿水平流化床跳跃前进,与此同时进入下腔体的热风通过流化床板的气孔与物料接触后进行交换,交换后含水份大的空气通过引风机由机体上部的出风口排出,排出后与固定沸腾床的除尾气中盐尘的方法相同,干燥的物料由出料口排出。此流化床干燥器是固定流化床的改进型产品。2.1.4.c、振动流化与固定沸腾床相比,振动流化床具有以下优点:a、由于物料是在谐振力的驱动下跳跃前进,因而无结块及死床现象b、物料在谐振力及具有一定压力的热风的双重作用下呈现出理想的流化状态,使得物料与热风进行充分接触,从而得到含水均匀的成品;c、振动流化中物料的输送是由谐振力来完成的,同时被物料抛离流化床,而固定沸腾床中物料的输送完全靠用来干燥的热风完成,因而振动流化床干燥器所选用的给风机无论在风量或是风压选择上都远远低于固定沸腾床,体现了其节能的一面;d、振动流化床每蒸发1kg水耗蒸汽量为1.8～2.5kg,小于固定沸腾床的2.5～3.0kg;e、在振动流化床的出料口前,有一降温风机吹入不加热空气冷却将要出床的热盐,使70℃～80℃的热盐降至50℃左右,利于皮带输送和包装称量。2.1.4.3.振动床不足尾气中含盐量大,物料夹带比较严重,一般为成品盐量的5%左右,回收困难且回收后成色差且价值低。2.1.4.成品盐性能测定结果我公司所用振动流化床由四川自贡轻工院设计,1994年9月投入使用,应用至今。正常情况下,干燥吨盐平均耗电3.1～3.2kW,蒸发1kg水耗蒸汽现被控制在1.8～1.9kg,成品盐从出料口出来时一般含水量0.11%,各项指标都达到了理论设计水平,显示出其良好的性能。不可讳言,只有一项指标令我们不满意,那就是尾气中的粉尘盐夹带也达到了设计水平。2.2内加热式流化床传导换热,是热量从一物体传至与其相接触的另一物体。减少了能量损失。在干燥领域,利用传导换热的形式进行干燥比利用空气对流换热的形式进行干燥(如在流化床中)能量的利用率高得多,因为传导换热直接通过加热管把蒸汽的热量传给了湿盐,而对流干燥是间接把蒸汽的热量传给湿盐,热量先传给空气,再传给湿盐,热空气传给湿盐一部分热量后仍带走一部分余热,这部分余热起到加热空气的作用却没有起到蒸发水份的作用,所以人们设计了更节能的内加热式流化床。2.2.1热式流化床的改造人们在研究流化床的换热机理时发现,在流化床中埋入内加热管,其热传导能力比单纯的传导换热和无物料时的对流换热都要大得多,于是在许多用于化工反应的流化床中引入了内热管,同样这一原理也被用于盐干燥器中。在我国江西盐矿的引进设备中,内热式流化床是一个重要内容,表现了良好的使用和节能效果,如图5。该机是在振动流化床基础上的改进,由进出料口、进出风口、内冷却管、内加热管等组成。被干燥湿盐由进料口进入机体,与热风室吹出的热风及内热管接触并进行热交换,湿空气由出风口排出,干燥后的热盐通过溢流堰进入冷却区,被冷风及内冷却管冷却后翻过第二道溢流堰从出料口排出。许多人在看完内热式流化床的原理后,会提出这个问题,湿盐会不会糊在内加热管上影响传热,其实不但不会,而且主要靠直接接触它才能传递热量,首先内加热管表面湿度非常高,一般是1.2MPa压力下蒸汽的温度为187℃,湿盐接触到内加热管的一刹那,热能马上传给了湿盐,使其表面的水份迅速气化,由于气化速度快,使盐粒从加热管表面瞬间弹射出去,所以湿盐不会糊住加热管。2.2.2热压蒸发流化床的推广a、因湿盐是在具有一定压力的热风和内热管的双重加热作用下,正常进料情况时不会结块和死床,且成品盐的含水量比振动流化床低,内热式干燥器所出成品盐水分一般0.08%左右,振动流化床0.12%左右;b、由于采用了传导的传热方式每生产1吨盐比振动流化床可减少消耗蒸汽即每蒸发1kg水耗蒸汽量为1.3～2.0kg;c、由于内加热管成了主要的传热方式,内热式流化床在选用风机的型号上小于振动式流化床,且少用了两台振动电机,所以平均生产1吨盐节电40%。因内热式流化床技术含量高,维修复杂,制造成本高,