盤式連續干燥機在硫精礦生產硫酸中的應用
摘 要 本文介紹了應用于硫精礦干燥的盤式連續干燥機，闡述了工作原理及工藝流程，分析了這種干燥形式的特點及應用領域，并重點與傳統干燥機─回轉窯干燥機進行了比較。結果表明，在硫精礦的干燥中盤式連續干燥機是優于回轉窯干燥機的。
關鍵詞 盤式連續干燥機 回轉窯干燥機 硫精礦 干燥
Application of continuous desicator in product of sulphuric acid in the sulphur concentrate
Zhang Zhijun1 Wu Xinchun1 Xu Yanguo2
（1 Jiangxi Copper Group Guixi Smeltor Co.Ltd,Dexing，Guixi 335424；2 Shijiazhuang GONGDA chemical industry equipment Co.Ltd, Shijiazhuang 050091 ）
Abstract This text introduction apply Sulphur concentrate dry records of type continuous desicator, have explain operation principle and technological process, has analysed the characteristics and applications of such dry form , and has compared with the traditional desiccator - the desiccator of rotary kiln especially. Result indicate, in dry mid-game type continuous desiccator , sulphur of concentrate superior to rotary kiln desiccator.
Key words A type continuous desicator Desiccator of rotary kiln Sulphur concentrate product sulphuric acid
硫精礦是生產硫酸的一種重要的原料，且大部分是提取其它金屬元素后的礦渣[1]。在硫精礦生產硫酸的工藝過程中硫精礦的干燥是一個很重要的步驟，根據硫精礦的物理化學性質（物料的原始含水率、粒度及形狀、熱敏性等）、干燥要求、干燥后被蒸發出來的氣體的性質等因素考慮的，通常可采用回轉窯干燥機系統或盤式連續干燥機系統。但由于采用回轉窯干燥機系統弊端較多，經過綜合評價，我公司40萬噸/年硫酸項目中，硫精礦的干燥采用了由石家莊工大化工設備有限公司設計制造的盤式連續干燥機系統。
1 干燥流程簡介
原干燥工藝流程，采用回轉窯干燥機系統。它是一種較傳統的干燥方式，被干燥的硫精礦由回轉窯一端進入窯內，在抄板作用下物料分散開使其與煙道氣有盡可能大的相接觸面，物料在窯內運動過程中被加熱干燥，最后由窯另一端下部出料口排出。干燥過程所用的熱載體為
回轉窯干燥機干燥系統的缺點是電能消耗較大, 設備投資及運行費用較高, 環境污染大，且增加了燃煤的運輸、貯存及消耗。
盤式連續干燥機干燥硫精礦的流程如下圖1。 含濕量為１４％左右的硫精礦由輸送器輸送到位于盤式干燥機頂部的圓盤定量加料器中，被定量加入干燥機內進行干燥作業。干燥盤內通入０.４ＭＰa的飽和水蒸汽作為加熱介質，物料在干燥盤上的運動過程中完成傳熱傳質過程，已干物料在干燥機底部的排料口排出，從物料中逸出的濕汽通過水膜除塵器后由引風機排入大氣，除塵用水經澄清處理后循環使用，沉淀下來的硫精礦粉末，撈出晾干后運入硫精砂倉庫。熱源由工藝廢熱鍋爐所產蒸汽提供。
此流程的特點是干燥機連續工作，占地面積小；由于采用蒸汽作為熱源，利用的是潛熱，因此干燥強度大、熱效率高，使能耗大量降低；由于熱源由工藝廢熱鍋爐所產蒸汽提供，從而節省了大量的燃煤；設備密閉工作，操作環境好，對環境無污染。
圖1 盤式連續干燥機干燥硫精礦流程圖
2 盤式連續干燥機簡介
盤式連續干燥機是一種新型傳導式干燥設備，具有連續運行、密閉操作、蒸發強度大、濕度梯度分布合理、動力消耗低、占地面積小等優點。同時，其配置簡單，不需氣流干燥所必須配置的旋風除塵器，不使用熱風作為加熱介質，因此，不會發生因熱風和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產品損失。
盤式連續干燥器由干燥盤、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、碾磙、主軸、傳動裝置、外殼等組成，中空的干燥盤內通入加熱介質。干燥盤在干燥器內水平層式布置，干燥盤靜止不動，物料在盤面上在耙葉推動下運動，在運動過程中被干燥盤加熱，進行傳熱傳質完成干燥作業，根據被干燥物料的產量、性質、初始及最終含水量，確定干燥盤層數（干燥面積）[2]。
3 盤式連續干燥機干燥系統的特點及經濟性
3.1連續運行，熱效率高。盤式連續干燥機以傳導傳熱方式進行干燥，干燥過程中干燥器內只通入極少量（或不通入）空氣，其尾氣攜帶量很少，故其熱效率可達65%以上。
3.2動力消耗低、噪音小。由于干燥過程中料層很薄，主軸轉速低，物料傳送系統所需的功率小，電耗很少，其全套干燥裝置動力消耗僅是對流方式傳熱裝置動力消耗的1/5~1/7，且噪音很小。
3.3物料受熱均勻，干燥時間短。由于干燥過程中物料在干燥盤中沿阿基米德螺線運動軌跡翻滾前進，物料所走路程為干燥盤半徑的5倍，且逐層下落，因此物料接觸加熱盤面時間基本相同，受熱很均勻。
3.4物料損失小、環境保護好。由于在干燥過程中，物料上進下出，物料分布也是上濕下干，且干燥尾氣流速極低（約
3.5干燥能力大，每臺盤式連續干燥機每小時處理硫精礦達30多噸，滿足了硫精礦生產硫酸生產線的要求。
3.6設備密閉連續操作，工人勞動強度低。
3.7干燥介質可利用廢熱鍋爐所產生蒸汽，從而節省了大量的燃煤。
3.7產品質量穩定。
4 技術經濟分析
盤式連續干燥器自開發成功后，已在礦業、醫藥、化工、染料、農藥、食品等領域得到大量工業應用，并被證明優于其他干燥設備。表1為在年干燥40萬噸硫精礦中使用盤式連續干燥機與回轉窯干燥機的經濟指標對比。
|
項目 干燥 形式 |
電耗 |
煤消耗 |
設備投資 | |||
|
裝機 容量 /kW |
年電耗 /度 |
年電費 /元 |
年煤耗 /t |
年煤費/元 |
元 | |
|
回轉窯 干 燥 |
390 |
2386800 |
1432080 |
10000 |
3500000 |
3200000 |
|
盤式連續 干燥 |
56 |
342720 |
205632 |
0 |
0 |
1700000 |
|
節 約 |
334 |
2044080 |
1226448 |
10000 |
3500000 |
1500000 |
|
合 計 |
6226448元 | |||||
表1
注：1、電價按0.6元/度計；煤價格按350元/t。
2、盤式連續干燥機干燥系統干燥介質利用廢熱鍋爐所產生蒸汽。
由表1可見，對于年干燥40萬噸硫精礦的干燥工序，使用盤式連續干燥機干燥系統比使用回轉窯干燥機干燥系統年節約能耗費用472.6448萬元，設備投資節約150萬元。
5 應用前景
目前，國內絕大多數使用硫精礦生產硫酸的廠家采用傳統的回轉窯干燥機干燥硫精礦，由于烘干方式的落后，導致生產效率較低，勞動強度較大，環境污染較嚴重，生產成本高。而采用盤式連續干燥機干燥硫精礦，則大大減低了生產成本，提高了產品質量，降低了工人的勞動強度，保護了環境。因此，盤式連續干燥器在硫精礦等非金屬礦的干燥上具有很好的應用前景。
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