欢迎您进入常州市武进明星干燥设备有限公司

常州市武进明星干燥设备有限公司

常州市武进明星干燥设备有限公司专业生产厂家1993年创立,专注高效节能环保的干燥设备、除尘设备、热风炉的研发、生产

全国咨询热线

0519-88812792
技术资讯
您的位置:首页 > 技术资讯

干燥设备在速溶硅酸钠生产中的应用

作者:查建军 人气:发表时间:2021/5/10 16:58:05

干燥设备在速溶硅酸钠生产中的应用(一)

    硅酸钠用途非常广泛,目前市场上的硅酸钠产品多为固体或液体。液体硅酸钠在包装、运输及贮存等各个环节都存在一些问题;固体硅酸钠的溶解是一个非常复杂及漫长的过程,需将固体碎粒放入滚筒化料机中,用蒸汽逐步溶解,整个过程包括水合、初步溶解、水解和胶溶等复杂的物理化学过程。而且溶解固粒硅酸钠需用4-5h,溶解的水溶液需经沉淀或过滤除去未熔化的石英砂等杂质制成产品。这些因素对硅酸钠产品的使用造成了许多不便,限制了工业化的应用,因此新型硅酸钠产品的研究迫在眉睫。
 
    1生产工艺流程
 
    粉状硅酸钠由于具有溶解速度快的特点又称为速溶硅酸钠,国内已有几家生产此类产品,它的工艺流程主要是由液体硅酸钠过滤后调整模数,通过喷雾干燥后得到产品,但由于各个厂家使用的喷雾干燥形式不一样,产品质量也有差别。青海三四一九干燥设备有限公司根据多年生产喷雾干燥设备的经验及生产工艺的试验,确定了生产粉状硅酸钠的工艺流程,见图1。
 
 
    喷雾干燥根据雾化器形式不同分为压力式、离心式、气流式等几种干燥形式。
 
    离心式雾化是以高速旋转产生的离心力把料液水平甩出,料液在气流和重力作用下近似抛物线形,下落时同时被干燥,产品为大小均匀有孔、呈球状的微粒。
 
    压力式雾化以供料泵产生的压力为主要雾化动力,由压力能转变成动能,干燥后的产品呈微粒状,一般平均粒度可以达到100目以下,产品有良好的流动性。
 
    气流式以高速气流产生的动能为主要雾化动力,依靠雾化器出口处气流与料液的速度差将料液分散,产品为细粉状。
 
    笔者分别应用此3种形式的喷雾干燥设备干燥液体硅酸钠,由于速溶硅酸钠的主要技术指标是溶解速度,所以对干燥后的粉状硅酸钠产品的溶解性进行了溶解试验,试验结果见表1。
 
 
    通过市场调查显示,许多行业都要求粉状硅酸钠的粒度小于200目,因此,笔者选择喷雾干燥形式为离心式喷雾干燥。但液体硅酸钠具有较高的粘度,干燥过程中极易粘壁,在很大程度上抑制了产品的质量与产量。
 
    2解决方案
 
    由于液态硅酸钠的特性,在使用喷雾干燥设备进行干燥时,出现了粘壁现象,导致部分物料水分超标,产品不合格,或产品中出现块状物料,还要进一步粉碎和筛分。
 
    针对生产过程中出现的问题,笔者对常规的干燥设备做了一些调整及改造。
 
    2.1喷雾干燥塔塔径
 
    在设计离心式喷雾干燥塔塔径时需要参考的数据是离心雾化器的喷距,可采用以下经验公式计算:
 
    (R99)0.9=3.46D0.3G0.25N-0.16
 
    式中:D为圆盘直径,m;G为供料速度,kg/h;N为圆盘转速,r/min。
 
    实际喷距与理论值不能吻合,主要原因在于雾滴在喷出后因水分迅速蒸发而使雾滴密度减小,因此飞行距离也会减小;干燥雾滴的直径收缩或因崩裂而减小;干燥器内受热风流动的影响,雾滴的飞行受到影响,一般认为实际喷距要比理论喷距计算值减小约15%,因此在决定干燥器直径时,近似为2R99是可以满足要求的。


干燥设备在速溶硅酸钠生产中的应用(二)


    2.2 离心雾化器
 
    离心雾化器的工作机理是当向一个高速旋转的分散盘上注入液体时,液体受离心力和重力作用,在这两种力的作用下得到加速分裂雾化,同时在液体和周围空气的接触面处,由于存在摩擦力也促使形成雾滴。
 
    雾化器是喷雾干燥的核心部件,它的性能好坏对喷雾干燥起决定性作用。试验初期选用了机械齿轮雾化器,连续运行了10天后,粘壁现象已十分严重,无法继续生产,后来改用高速电动雾化器,情况得到缓解,生产一段时间后又出现干燥塔内壁一侧粘壁,而另一侧未粘壁的现象,笔者分析研究后发现雾化器的料液喷洒盘结构不完善,料液从一侧进入雾化器,尚未均匀分配就已在高速离心力的驱动下被甩出雾化器,料液分布不均,从而造成干燥塔一侧粘壁,笔者将喷洒盘的结构略加更改后解决了这一问题,更改后的喷洒盘结构示意见图2。
 
 
    2.3热风分配器
 
    热风分配器的主要功能是将热空气等干燥介质引入干燥塔内,与被干燥雾滴充分均匀混合,达到较高的传热传质效率;最大限度地减少或避免物料的粘壁、粘顶或焦化现象的发生。因离心式喷雾干燥器只有一个雾化器,安装在干燥室顶部中心处,所以热风总是从上部中心处进入干燥室,这样可以更好地使气流分布均匀,减少粘壁。见图3。
 
 
    它的外形似同蜗壳,内缘为圆形,离心雾化器安装在中间,在锥体的内外侧各设有许多导风板,导风板的作用在于控制热风的方向,使雾滴与热风的混合达到设计并防止物料粘壁现象发生,保证干燥塔能达到良好的操作状态。
 
    3物料的终含水率
 
    速溶硅酸钠的溶解速度是用户非常关心的问题,在研制生产过程中发现,速溶硅酸钠的溶解速度不仅与物料的模数有关,还与干燥后产品的终水含率有密切关系,在生产过程中应严格控制干燥温度,以达到合格的终含水率。速溶硅酸钠的具体指标见表2。
 
 
    干燥是速溶硅酸钠生产中的最关键环节之一。硅酸钠产品的质量及特性与干燥环节有着密切的关系,对于这种产品的干燥方式易采用离心式干燥通过实际生产笔者总结出如下几点:
 
    ①干燥器直径应取为2R99
 
    ②合理设计离心雾化器,喷洒盘的喷孔应均匀避免料液分布不均;
 
    ③热风分配器应安装在干燥室顶部中心处,使热风气流分布均匀。