基于分效排盐脱水干燥的香辛料亚硝酸盐生产工艺

基于分效排盐脱水干燥的香辛料亚硝酸盐生产工艺

1减少食盐中松弛剂的添加量盐的均匀性是评价盐质量的重要指标之一。盐晶整齐一致,不仅使感观良好,而且可以使食盐不易结块,减少食盐中松散剂的添加量。现实中,真空蒸发制盐企业生产出的干燥食盐,经过简易筛分后,粒径一般小于2mm,其中夹杂着一定量的粉末盐(本文指粒径在0.177mm以下的食盐晶粒)。粉末盐的存在使干燥食盐在输送、分装、使用过程中产生大量的粉尘,还有可能给某些使用食盐的下游企业带来一定的产品质量问题。2提高产品粒度的要求在真空蒸发制盐行业中,人们已采用提高蒸发室温度、分效排盐、育晶器、浮洗、离心、风力分级等方法,提高了食盐晶粒的个体几何尺寸,缩小了盐晶粒度分布范围,但仍然不能避免产品中粉末盐的存在。要想使食盐晶粒真正地“整齐一致”,目前可行的是采用筛分的方法。但是筛分机械分离粉末盐困难,或者说分离粉末盐的筛分机械产量低。要想满足大规模的生产需要,势必要有大面积的专用厂房,多台筛分机械。根据相关经验,班产800吨干燥食盐的企业,要想全部去除产品中粒径在0.177mm以下的食盐晶粒,需要同时使用20台3000mm×1500mm的高频振动筛。其投资和日常生产维护成本是非常高昂的。当然,这是一个极端的例子。事实上,企业可根据市场需求和产品价格情况,分别采用针对性的措施和方法,生产出不同粒度分布范围的食盐产品。那么,笔者所讨论的技术就在于用成本尽可能低的控选方法,最大限度地提高产品粒度水平,去除产品中的粉末盐。近两年来,我公司为了满足一些特定的食盐市场需求,从分效排盐脱水干燥、液力分级、风力分级和机械力分级四个方面进行了分阶段的有针对性的研究与尝试,使我公司的食盐晶粒控选技术水平不断提高,能够根据不同的市场苛求程度,生产出不同粒度等级的食盐。3分效盐处理3.1蒸发罐内添加食盐为了降低产品中粉末盐的含量,满足市场上肠衣盐的需求,我们首先从最简便的分效排盐脱水干燥方法入手。根据分效取样观察,我公司的五效蒸发罐当中,首效蒸发罐内产生的食盐晶粒几何尺寸最大,粒度分布最好,Ⅱ效其次,往后依次降低。我们从EV11、12盐脚单独排盐生产低粉末含量的食用盐。3.2这个过程就完成了3.3螺旋增稠器该控选方法的核心设备为专用旋流器(如图1)。该专用旋流器是在通用的螺旋增稠器的基础上作改进的。为了提高离心分级效果,采用方扁形加长进料管,旨在摊薄进料盐浆;阿基米德螺旋线进料,直筒下配短锥体,快速分离粗细料,并尽可能减少返混。3.4目数及粒度分布该方法取得了一些效果,80目(粒径177μm)至20目(粒径840μm;本文中所用的目数为美国ASTM标准筛的筛号)的晶粒分布平均值约从79%提高到88%。盐晶粒度总体提高,但细小晶粒仍没有得到良好的分级,仍不能满足一些对粒度要求高的市场。3.5旋流器分散剂对盐晶的影响从EV11、12盐脚内排出的盐浆中盐晶粒较大,粒径在1mm左右,晶粒整齐,80目以下的颗粒含量不足6%,而在成品中该含量却达到12%。在放大镜下观察,从EV11、12盐脚内排出盐浆中的晶粒呈基本规则的四方体,棱角分明,而成品盐中较大的盐晶棱角已被磨掉,有呈球状的趋势。盐晶在输送过程中,相互碰撞,同时还和器壁碰撞,盐晶棱角磨损,产生粉末盐。专用旋流器虽然提高了盐浆的浓度,分离出盐浆中绝大部分细小颗粒,但同时由于进料流速极高,对盐晶又有了一定的破坏作用。另外,处在旋流器下游的离心机、干燥床也有一定的对盐晶破坏作用。4液体力分类4.1临界颗粒沉降力学性能根据颗粒在重力沉降过程中受力原理,用颗粒的饱和溶液对含颗粒的料浆进行液力分级。在重力场中,一任意形状、体积的固体颗粒沉浸在密度比颗粒密度小的流体中,颗粒便有向下沉降的趋势。颗粒在沉降过程中受到三种力:重力、浮力、曳力。曳力是流体作用于颗粒且阻碍颗粒下行的力。曳力同浮力方向一样向上,重力向下。在同一种上行的流体中,颗粒几何尺寸越大,所受浮力与曳力之和与所受重力比值越小,且曳力与流体流速成正比。所受浮力与曳力之和与所受重力比值小于1的大颗粒下降,等于1的颗粒(本文称为临界颗粒)悬浮,大于1的细小颗粒随流体上行;用颗粒的饱和溶液对含颗粒的料浆进行液力分级,使颗粒在分级过程中不被溶化而使大颗粒的获得量减少。4.2这个过程就完成了4.3设备的中央该控选方法的核心设备为液力颗粒分级器(如图2)。液力颗粒分级器中含溢流区、浮选区、冲击分散区、精选区、增稠区。如图:4.3.1输入材料管道描述a-原料液进口;b-含细颗粒溢流液出口;c-分级液进口;e-粗颗粒料浆出口;f-事故排污口。4.3.2浮街区与冲击分散区H1区为溢流区;H2区为浮选区;h1区为冲击分散区;H3区为过渡区;H4区为精选区;H5区为增稠区。溢流区是细颗粒随分级液排出的区域;浮选区为细颗粒随分级液上行的区域;冲击分散区为让料浆中颗粒能够快速分级散开,让临界粒度以下的细颗粒尽快进入浮选区,同时避免细颗粒随进料流惯性力下沉的区域;过渡区为联结浮选区和精选区的区域;精选区是分级液进入,进行分级液流量调节的区域,同时也是防止浮选区外圆管边界极低速上升层流中临界颗粒的返回下行的区域;增稠区为大颗粒沉降堆积,便于下道工序应用高浓度料浆的区域。4.4等级制度效果成品盐中80目以下的粉尘量≤6.0%。4.5冲击分散板及分散剂安装量、水分含量含各种当量直径等级的颗粒料浆以0.5~3m/s的速度进入进料管后冲击下方挡板,在挡板处快速分散,同时临界颗粒随溢流上行,并最终从液流管排出;较临界颗粒大的颗粒在惯性力的作用下随溢流上行一段距离后,在浮选区下降。冲击分散板的设立旨在让各种粒级快速分散的同时,避免部分临界颗粒随进料冲击力下行,进入过渡区,从而给精选区带来额外负担。浮选区圆筒壁附近低速上升的边界层流中会有少部分临界颗粒返回,落入精选区。精选区下部分级液支管贴近筒壁,支管液流减薄精选区桶壁边界层流的厚度,使得临界颗粒沿器壁下行的量大幅减少。同时,分级液从多支管沿分度圆均匀进入,精选区筒高与筒径比值较大,精选区内质点流束分布均匀,进一步减少了“漏网之鱼”,从而大幅提高分级精度。经过精分级的粗颗粒直接进入重力沉降增稠区,增稠后的料浆从粗颗粒料浆出口排出进入下一道工序。5风速分类5.1风力分级装置风力分级基本与液力分级基本原理相同。风力分级所用的传动介质廉价易得,传动介质与被分级物易分离,总体效率较液力分级高。在同等产能情况下,风力分级装置外形尺寸要小于液力分级装置。风力分级所用的传动介质一般为空气。气体的流动性强于液体,空气对于被分级的食盐晶体的黏度远小于饱和卤水。风力分级装置中的流动空气易短路,流通场中气固分布严重不均。所以,用风力分级食盐晶粒时,要避免或最大限度地减少风流短路的问题。真空制盐企业的沸腾干燥床主要作用是对湿盐进行脱水干燥,同时还起到对干盐晶粒的分级作用。沸腾干燥床工作时,高速流动的空气带走水分的同时,也将大部分细小颗粒的食盐带到除尘系统。从某种程度上说,干燥床也是一个风力分级器,只不过这个分级器的分级精度不高。在现有沸腾干燥床出口增加风力分级器,既可以使设备结构紧凑,又可利用干燥床既有的风动力。这样可以节约大量投资,并可节约运行成本。5.2这个过程就完成了5.3简易出料筒的改造该控选方法的核心设备为干燥床出口风力分级器(如图3)。将原有的简易出料筒进行改造,使其不仅能够顺利流出干盐,而且能够对流出的干盐进行良好的风力分级。干燥床出口风力分级器分为进料区、分散区、出料区、吸尘区。5.3.1分散料的干燥、吹出去盐进料区位于沸腾干燥床堰流板后方。被干燥后的干盐散料被干燥床冷风室吹出的冷风送出,进入分级器的进料区。进料区的折向板将物料导向分散区的倾斜透风板。5.3.2透风板及碱土壤侵蚀分散区为风力分级器的最大区域,是细颗粒盐被风力分离的区域。该区内有四块透风板。透风板上用铣刀铣出约8mm宽的通槽,通槽错开排列(如图4)。透风板宽度不等,由上至下依次加宽。透风板倾斜安装,宽边与水平面夹角约为30°。透风板的铅垂排列间距不等,由上至下逐渐加大,相邻间距比值约为1.2。最上部的透风板紧挨吸风罩,其间隙控制在1㎝左右。如此设置透风板的目的在于尽可能地降低气流短路,让高速流动的空气质点与被分级的散料最大化的接触。分级器工作时,由折向板将干盐导向第一块透风板,少部分干盐被吸入风罩,小于临界粒径的盐粒上升,进入吸尘区。大部分干盐由第一块透风板的通槽漏下或斜面滑下,在下落到第二块透风板的途中,部分盐尘被流过的空气带入风罩。盐粒继续被分散,依次落入下方的透风板,沿斜面上的通槽洒落。在分散和下落的过程中,盐尘被最大化地分离并被吸入风罩,继而进入吸尘区。图3-a中虚线箭头表示盐粉尘随气流走向,实线箭头表示干盐走向。5.3.3没有排盐板的开度出料区在最底层透风板下方,呈锥斗状。出料斗靠近干燥床体侧为自动调节挡风排盐板(简称排盐板)。排盐板下端可绕上部装有轴承的转轴,在45°范围内自由转动;排盐板的开度由被分级后的食盐流量决定,由螺旋调节配重块调节它的承重能力,形成一个根据来料大小决定开度的自动启闭门。设立排盐板的目的在于防止分级器内外空气串流,影响分级效果,同时可平稳排料,防止干盐颗粒到处喷撒,便于下道工序集料处理。干燥床底部大块盐排放口定期排出的团块盐也可自由通过出料斗。5.3.4干法除尘器进过滤器吸尘区在分级器的最上方,依粉尘盐走向依次由吸风罩、吸风管、阀门、鸭嘴形接入口和干式除尘器进风管构成。吸尘区的阀门可以控制分级器内过流风速,从而可以调节被分离出的粉盐尘粒的大小和流量,调节被分级干盐的粒度分布范围。吸风管以鸭嘴形接入排风管,使吸尘区出口排风向与总管排风向尽可能趋向一致,以降低因错流造成的风压损失。5.4产品固体颗粒分布干燥床出口风力分级器投入运行后,成品盐中粉尘量大幅减少,干燥床周边及干盐皮带输送分配系统的厂房内粉尘弥漫的现象得到彻底改善。产品固体颗粒分布范围为:8~20目≤2.5%;20~80目=96.1%~98.2%;80目以下≤1.4%。5.5颗粒分级器作用干燥床出口风力分级器巧妙地利用干燥床出口便于出料的正压与干式除尘器进风管内空气负压的压差形成的气流进行分级的。气流与被多次均匀分散的干盐充分接触,而且,分级器内没有死角,气力集中,粉尘极易被带走。干燥床出口风力分级为生产常规肠衣盐而进行晶粒分级处理的最后工序,分级器作用于食盐生产流程的末端,去除了所有在生产过程中因晶粒相互剧烈摩擦、碰撞产生的粉盐,因而带来了理想的效果。另外,如果能够在分级器的吸风管上增设一台引风机,将能进一步增加该风力分级器的分级能力和操作弹性。6机械力分类6.1生产经营成本机械力分级一般采用筛分机械。筛机分离粉末盐较困难,或者说分离粉末盐的筛分机械产量很低。筛分机械及其进料分配装置投资费用巨大,占地面积较大,占用人力成本和日常运行维护成本较水力、风力分级装置高很多。但是,筛分机械分级是食盐晶粒控选的高等级方法。从粒度分布均匀和不含粉末盐的角度出发,经筛分机械分级得到的食盐晶粒为精品。目前,精品盐市场需求量相对较小。6.2这个过程就完成了6.3用于核心操作的设备起核心作用的设备为高精度筛分机械。该筛分装置改进了在制药业筛机上的部分技术细节,不仅提高了筛分精度,还大幅提高了筛分通过量。6.4粒径分布从试产情况看,精品盐的粒度分布范围为18~60目,该粒度范围的晶粒质量比例最高值达99.9%,可调控的平均值为99.09%;80目以下的粉末盐含量几乎为0。精品盐月产量达4000t。6.5临界晶粒的收集筛分网面在机械力的驱