高嶺土項目中（zhōng）的幹燥技術創新

（查建軍  常州市武進（jìn）明星幹燥（zào）設備有限公（gōng）司， 常州（zhōu） 213004）

摘 要  詳細介紹（shào）了高嶺土項目中的（de）幹燥技術創新，LPG 離心幹燥機的革新， 突破了（le）傳統的生產工藝。通過幹燥的原理、 特性及過程分（fèn）析， 說明LPG 離（lí）心幹燥機在高嶺土幹燥中的優異性能。

關鍵（jiàn）詞 LPG 離心（xīn）幹（gàn）燥機  高嶺土  液滴  噴霧幹燥  技術創新

高嶺土造紙級產（chǎn）品需具有嚴（yán）格的粒度分布和較高的（de）白度， 所以加工（gōng）工序比較複雜。幹燥在其生產過程中， 是最後的關鍵工序。改進幹燥設備（bèi）， 強化幹燥過程和幹燥設備的大型（xíng）化、 係列化、 自動化已勢在必行。常州市武進明（míng）星幹燥設備有限公司總結了多年的經驗， 摸索出一套（tào）行之有效（xiào）的解決高嶺土幹燥過程中一些（xiē）關（guān）鍵技術的辦法， 從熱風爐（lú）、 霧化（huà）器、 幹

燥塔、 除塵器到電控等可（kě）全套供應。研發的（de） LPG 係（xì）列高速離心噴霧（wù）幹燥機和 YPG 壓力（lì）幹燥（zào）機， 提（tí）高了熱容量（liàng）係（xì）數和蒸發強度， 還解決了生產（chǎn）廢氣中的微（wēi）粒回收和煙氣中SO2 回收等問題。

1 LPG離心噴（pēn）霧（wù）幹燥機

1.1  工作原理（lǐ）  LPG 噴霧幹燥機將高嶺土（tǔ）漿料（liào）在熱風中噴成霧狀液滴， 在液滴下落過程中， 水分被蒸發而成為粉末狀或顆（kē）粒狀的產品。在幹燥塔頂部導入（rù）熱風， 同時將料漿泵送至塔頂， 經過霧化器噴（pēn）成（chéng）霧狀的液滴， 這些液滴群（qún）的比表麵積很（hěn）大， 與高溫熱風（fēng）接觸（chù）後水分迅速蒸發， 在極短的時間內便成為幹燥產品， 從（cóng）幹燥塔底部排出。液滴與熱風接觸後， 熱風溫度顯著降低， 濕度增大， 它作為廢氣由排風（fēng）機抽出。廢氣中夾帶的微粉， 用分

離裝置回收。高（gāo）嶺土物料幹燥過程， 分等速階段（duàn）和（hé）減速階段兩個部分進行。等速階（jiē）段， 水（shuǐ）分（fèn）蒸發在高嶺土液滴表麵發生， 蒸發速度由蒸汽通過周圍氣膜的擴散（sàn）速（sù）度（dù）控製。 主要的推（tuī）動力是（shì）周（zhōu）圍熱風和液滴（dī）的溫度差，溫度差越大蒸發速度越快， 水分通（tōng）過顆粒的擴散速度大於蒸發（fā）速度（dù）。當擴散速度降低而不能再（zài）維持顆度大於蒸發速度。當擴散（sàn）速度降低而不能再維持顆粒表麵的飽和時（shí）， 蒸發（fā）速度開始減慢（màn）， 幹燥進入減（jiǎn）速階段。此時， 顆粒溫度開始上升， 幹燥結束時， 高嶺土物料的溫度接近於周（zhōu）圍空氣的溫度。

1.2  特（tè）點（diǎn） 

本機在高嶺土產（chǎn）品幹燥中， 具有很多特點：

①     幹燥速度迅速。高嶺土料液經離（lí）心噴霧後， 表（biǎo）麵積大幅增加， 在高溫氣（qì）流中， 瞬間就可蒸發95%~98% 水分， 完成（chéng）幹燥時間（jiān）僅需幾秒鍾。達到了產品質（zhì）量要求， 同（tóng）時也節省了（le）時間（jiān）和費用。

②     采用並流型噴（pēn）霧幹燥形式， 能使液滴與熱風同方（fāng）向流動。雖然熱風的溫度（dù）較高， 但由於熱風進入幹（gàn）燥室內與噴霧液（yè）滴接觸， 室溫急降， 不致使幹燥（zào）物料受熱（rè）過度。

③ 由於幹燥過程在瞬間完成， 顆粒基本上能保持液滴近似的球狀， 產（chǎn）品具（jù）有良好的分散性、 流動性和溶解性。
④ 生產過程簡化， 操作控製方便。噴霧幹燥通常用於濕含量 40%~60% 的漿料， 特殊物料（liào）即使含濕量高達 90%， 同樣能一次幹燥成粉狀產品。產品幹燥（zào）後（hòu）， 不再進行（háng）粉（fěn）碎和篩選， 簡化了生產工藝流程， 提高了產品的純度（dù）。 對於產品的粒徑（jìng）、 鬆密度、水（shuǐ）分， 在一定範圍內， 可改（gǎi）變操作條件下進行有效控水分， 在一定範圍內， 可（kě）改變操作條件下（xià）進行有效（xiào）控製。
⑤為（wéi）使物（wù）料不受汙染和延長設備壽命， 凡與物料接觸部（bù）分， 均（jun1）采（cǎi）用1Cr18Ni9Ti的不鏽鋼材料製作；為使操作方便， 控製係統采用（yòng）一體化操作， 即在控（kòng）製櫃安裝各部件（jiàn）的指示裝（zhuāng）置和啟閉裝置。現我公司已創新生產（chǎn）了（le） 6000kg/h 蒸（zhēng）發量的大型幹燥機（jī）， 替代國

外進（jìn）口設備（bèi）， 其性能已達到國際先進水平。

1.3　技術參數　見表 1。

表1　LPG噴霧幹燥機（jī）的技術參數

2 高嶺土液滴的幹燥特性及過程解析

高嶺土產品（pǐn）生（shēng）產（chǎn）過（guò）程中的幹燥， 可歸屬於可（kě）溶性固體（tǐ）液滴的蒸發幹燥類中。LPG 噴霧幹燥機在幹燥過（guò）程中， 液滴在氣流中運動的大部分時間內， 其相對速度一般都很（hěn）低（dī）， 即（jí）使初速度很高（gāo）， 但由於液滴很小， 其雷諾數 Re 值一般都是很低的， 約在 10-1~102

範圍以內。小於 50µm的液滴， 雖以 100~150m/s 的相對速度運動（dòng）， 該值也不超（chāo）過 200。當液滴速度很快地衰減到與氣流速度（dù）相等時（shí）， 液（yè）滴便在Stokes 所描述的範圍內運動， 該值小於（yú） 2。因此， 以邊界層理論為基（jī）礎的、 在靜止（zhǐ）空氣中的液（yè）滴蒸發理論， 可用於噴霧幹燥條件中。據資料（liào）介紹，液滴直徑為500µm時，在（zài） 300℃的熱風中完全幹燥時（shí）間約需 4.6s；而直徑 100µm、熱風溫度為（wéi）150℃以上時，其完全幹燥時間（jiān）在1s 以內。高嶺土液滴中（zhōng）含（hán）有溶質，在幹燥過程中情況比較複雜。在等速階段，液滴中（zhōng）的內部水分能（néng）迅速擴散到液滴表麵蒸發汽化。當液（yè）滴表麵轉化為固體時，蒸發速度減慢，幹燥進入減速階段。在液滴表麵形成一層硬（yìng）化的表層外殼（ké）後，殘（cán）留在內部的水分將產生（shēng）一定的氣壓，當（dāng）氣壓增大造成表層（céng）外殼爆裂形成穿孔時，產品（pǐn）呈多孔性疏鬆狀態。因此，該過（guò）程要比（bǐ）純液（yè）滴蒸發幹（gàn）燥時間長得多，約為10~15s。從上分析可知，含有可溶性溶質的（de）高嶺土液滴幹燥的時間，等於等速和減速兩個階段幹燥（zào）時間（jiān）的總和，主要（yào）與初始液滴直徑和臨界濕含（hán）量有關。由於高嶺（lǐng）土料漿中有溶解鹽的存在而引起蒸氣壓的降低程度，將隨每個液滴大小而不同，固相的生成也因液（yè）滴大小而有先後，因而水分傳（chuán）遞的阻力（lì）也隨之而（ér）有區別。在料漿噴霧幹燥（zào）過程中，由於原漿濃度的差異，其特性也各（gè）不相同。LPG 噴霧幹（gàn）燥機利用高效先進的霧化器技術和布風（fēng）技術，自動進行調整，以適應不同濃度的料（liào）漿。各種型號 LPG 噴霧幹燥機的工況曲線（xiàn）圖，見圖 1。

圖1 LPG噴霧幹燥機工況曲線圖

3  結語    

高嶺土產品具有廣泛的應用前（qián）景，因此（cǐ），大型噴霧幹燥機在高嶺土產品加工中（zhōng）也必將獲得廣（guǎng）泛應用。

典型用戶：

1、兗礦集團廣西北海高嶺土有限公司  年產10萬（wàn）噸（dūn）高嶺土噴霧幹燥設備 3台套（tào）（蒸發量（liàng）4500kg，3000kg，2000kg）配套本廠自產（chǎn）熱風爐 3台（tái）套，供熱（rè）量：400萬大卡,300萬大卡，200萬大卡（kǎ）

2、淮北礦（kuàng）務局下屬企業  淮（huái）北金岩高嶺土有限公司  年產1萬噸高嶺土噴霧幹燥設備 LPG2000型（xíng）

3、茂名新麗高嶺土有限公司  年產1萬噸高嶺土噴霧幹燥（zào）機

4、雲南雲天化集團下屬企業（yè）去南臨滄博尚高（gāo）嶺土有限公司 年產3萬噸高嶺土（tǔ）噴霧幹燥設備，配直接式燃煤熱風爐