黃崇順

(江蘇一夫科技股份有限公司 ，江蘇 南京 210003)

工業(yè)副產(chǎn)石膏[1]是指工業(yè)生產(chǎn)排出的以硫酸鈣為主要成分的副產(chǎn)品的總稱，又稱化學(xué)石膏、合成石膏。

工業(yè)副產(chǎn)石膏由于上游生產(chǎn)工藝的不同，絕大部分工業(yè)副產(chǎn)石膏均含有一定比例的游離水，游離水含量的高低與產(chǎn)品運輸以及后續(xù)干燥成本息息相關(guān)。利用工業(yè)副產(chǎn)石膏生產(chǎn)建筑石膏的工藝，一般采用兩步法[2]：一、預(yù)干燥過程，脫除石膏中附著的游離水；二、煅燒過程，脫除二水石膏中的1.5個結(jié)晶水，制備半水石膏。預(yù)干燥過程的能耗占比大，直接影響了最終產(chǎn)品的成本。選擇低成本及可靠運行的預(yù)干燥設(shè)備，對于裝置的連續(xù)可靠運行以及成本經(jīng)濟性至關(guān)重要，本文針對市場上應(yīng)用于工業(yè)副產(chǎn)石膏預(yù)干燥過程的主要干燥設(shè)備進行介紹，并對其相關(guān)技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)進行對比分析，并對選型設(shè)計和操作提出合理建議。

1 設(shè)備介紹

1.1 氣流干燥設(shè)備

空氣經(jīng)過濾加熱升溫后，溫度達到200～300℃。物料加至進料斗內(nèi)，由螺旋給料機均勻加入干燥管中與熱空氣并流接觸，形成以對流為主的復(fù)雜熱交換過程，最終達到產(chǎn)品的干燥要求。通過干燥管后的氣固混合物，經(jīng)收塵處理后，廢氣通過引風(fēng)機排空。

氣流干燥以干燥粉狀或顆粒狀物料為主，操作氣速高、干燥時間短，一般適用于物料表面游離水蒸發(fā)的快速干燥過程。

1.2 立式盤式干燥機

濕物料自加料器連續(xù)加到干燥機上部第一層干燥盤上，帶有耙葉的耙臂作旋轉(zhuǎn)運動并帶動耙葉連續(xù)翻抄物料。物料沿指數(shù)螺旋線流過干燥盤表面，在小干燥盤上的物料被移送到外緣，并在外緣落到下方的大干燥盤外緣，在大干盤上物料向里移動并從中間落料口落入下一層小干燥盤中。大小干燥盤上下交替排列，物料得以連續(xù)地流過整個干燥機。

中空的干燥盤內(nèi)通入連續(xù)流動的加熱介質(zhì)。干燥物料從最后一層干燥盤落到殼體的底層，被耙葉移送到出料口排出，濕份從物料中溢出，由設(shè)在頂蓋上的排濕口排出。

1.3 空心槳葉干燥機

空心槳葉式干燥機是以熱傳導(dǎo)為主的臥式攪拌型干燥設(shè)備。主體結(jié)構(gòu)為帶有夾套的W型殼體內(nèi)裝有成對的空心低速回轉(zhuǎn)中空軸，軸上焊有若干攪拌葉片。夾套和空心攪拌葉片內(nèi)部均通以熱載體，對物料進行加熱。

空心軸上密集排列著楔形中空槳葉，熱介質(zhì)經(jīng)空心軸流經(jīng)槳葉。楔形槳葉傳熱面具有自清潔功能，能夠洗刷掉楔形面上的附著物料，在運動中一直保持著清潔的傳熱面，提高了傳熱系數(shù)。

1.4 管束干燥機

管束干燥機利用熱傳導(dǎo)和熱輻射原理，蒸汽在旋轉(zhuǎn)的管束內(nèi)與物料呈逆流或順流方式流動，物料通過裝在管束外周的料鏟提升并均勻散落在加熱管外表面，與加熱管表面接觸得到干燥，料鏟一面把物料抄起同時側(cè)面推動物料前進，由進料端向出料端移動，抄板角度可自由調(diào)整，物料在機內(nèi)的停留時間可調(diào)整，因此該設(shè)備適用于不同物料。

2 設(shè)備對比分析

對盤式干燥機、空心槳葉干燥機、管束干燥機的相關(guān)技術(shù)指標(biāo)進行對比分析，相關(guān)數(shù)據(jù)如下。

2.1 盤式干燥機

盤式干燥機技術(shù)指標(biāo)見表1。

表1 盤式干燥機技術(shù)指標(biāo)

單位有效容積能提供的傳熱面積約為16m2/m3；對于60m2以下的小型盤式干燥機，單位傳熱面積消耗的傳動功率約0.5kW，對于70m2以上的盤式干燥機，單位傳熱面積消耗的傳動功率約0.25 kW。

2.2 空心槳葉干燥機

空心槳葉干燥機技術(shù)指標(biāo)見表2。

表2 空心槳葉干燥機技術(shù)指標(biāo)

單位有效容積能提供的傳熱面積約為14m2/m3，單位傳熱面積消耗的傳動功率約0.7kW。

2.3 管束干燥機

管束干燥機技術(shù)指標(biāo)見表3。

表3 管束干燥機技術(shù)指標(biāo)

表3(續(xù))

單位有效容積能提供的傳熱面積約為5m2/m3，單位傳熱面積消耗的傳動功率約0.09kW，從長期運行來看，運營費用遠低于盤式干燥機及空心槳葉干燥機。

3 設(shè)備選型建議及結(jié)論

(1)目前國內(nèi)工業(yè)副產(chǎn)石膏預(yù)干燥設(shè)備設(shè)計選型中，上述設(shè)備均得到應(yīng)用，且運行可靠。設(shè)備投資費用對比，氣流干燥機最低，立式盤式干燥機及空心槳葉干燥機居中，管束干燥機最高；干燥效率以及長期的運營費用來看，管束干燥機更具有優(yōu)勢。

(2)氣流干燥設(shè)備，氣流輸送風(fēng)量大，動力消耗大，同時進出口溫差大，熱能的利用效率較低，經(jīng)濟性較差。

(3)工業(yè)副產(chǎn)石膏含有一定的游離水，在輸送過程中容易結(jié)塊，對不同的干燥設(shè)備，進料要求不同。氣流干燥機，需要在落料口下部設(shè)置物料打散裝置，結(jié)塊打散后便于氣流輸送干燥。空心槳葉干燥機以及管束干燥機，進料含水率較高時，建議增設(shè)返料裝置，干料與濕料混合后控制物料的含水量在12%以下再進入干燥機，否則容易造成進料口堵料，影響設(shè)備運行。

(4)工業(yè)副產(chǎn)石膏游離水含量較高，預(yù)干燥過程，排出的氣體中水汽含量高，為避免設(shè)備露點腐蝕，需要對排氣管道伴熱保溫，同時需要通入高溫?zé)峥諝庀♂尭邼窈康臍怏w，起到破露點的作用。后續(xù)的收塵設(shè)備在設(shè)計及操作過程中同樣需要考慮避免露點腐蝕。