雙槳葉加盤式組合干燥在沉淀硫酸鋇生產中的應用

介紹了雙槳葉和盤式干燥機系統的組合干燥的流程、設備結構和工作原理，對其能源的消耗利用及環境良好性進行了分析和比較，肯定了這種組合干燥系統相對于傳統的閃蒸對流干燥組合在工業鋇鹽生產中的合理性及明顯的節能效果。

BaSO4為無色斜方晶系結晶，或無定型白色粉末，無毒，在1450℃分解。化學性質穩定，在水中的溶解度極低（60℃時在水中的溶解度******，為0.46g/100g水），主要用于油漆填充。在硫酸鋇的工藝過程中，干燥是最后一道工序，目前中國常用的干燥方式有多種，有旋轉閃蒸干燥、兩級雙漿葉干燥、回轉干燥窯干燥、雙槳葉加盤式組合干燥，其干燥的生產方式直接關系到產品最終質量，影響產品最終水分含量、白度等技術指標。我們為某企業設計并制造安裝的年產4萬t沉淀硫酸鋇（副產2.2萬噸硫化鈉）系統，采用雙槳葉加盤式組合干燥系統，硫酸鋇漿的含水率在25%左右，物料呈白色膏糊狀；最終干燥后物料含濕量應達到0.2%，表觀密度為3.5～3.8Kg/L。

1、工藝流程及設備

1.1 工藝流程選擇

硫酸鋇漿濕物料由含水25%干燥到水10%的過程中，物性有一個逐漸變粘變硬之后又變疏松的過程；選擇雙槳葉干燥機正適合此物性變化。含水10%以下物料疏松且流動性好，選用盤式干燥器。因此在該項目中采用先雙漿葉再盤式干燥的組合，雙漿葉和盤式干燥機都屬傳導型干燥機。工藝流程為由前工序臥式螺旋離心機離心分離后含水25%左右的濕物料首先進入雙槳葉干燥機，預干燥到10%含濕量左右，消除物料部分粘性后呈松散粉粒狀后，再進入到盤式干燥器內進行干燥作業（流程如圖1所示），最終達到產品含濕要求。

圖1  雙槳葉加盤式組合干燥工藝流程圖

1.2 雙槳葉干燥機

雙槳葉干燥機為傳導型干燥機。機體由夾套外殼、雙螺旋干燥輸送軸、驅動機構、頂蓋、排濕系統等組成。內加熱雙螺旋輸送干燥器臥式工作，外殼夾套和干燥輸送軸內通入0.6MPa蒸汽，濕物料從干燥器設在頂蓋上的加料口加入干燥機內，在轉動的干燥輸送軸的推動下不斷翻滾前進，物料在運動過程中完成傳熱的干燥作業；干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同時完成輸送過程。

1.3雙槳葉干燥機特點

⑴雙槳葉干燥機處理物料范圍廣，可使用不同熱介質，可處理膏狀、顆粒狀、粉狀物料，既可處理熱敏性物料，又可處理需高溫處理的物料；⑵整個干燥過程密閉操作，在攪拌、混合過程中使物料劇烈翻動，物料顆粒充分與傳熱面接觸，在軸向區間內，物料的溫度、濕度、混合度梯度很小，從而保證了工藝的穩定性；同時也獲得了較高的換熱系數，換熱系數一般可以達到80-350W/(㎡?K)；⑶雙槳葉干燥機間接加熱物料，沒有大量空氣攜帶走熱量，能耗相對較低；⑷干燥機內從物料中釋放出的水蒸汽由干燥器頂部的排氣管直接排出，該尾氣主要成份是水蒸汽，氣速較低，粉塵少，不存在干燥產品的夾帶問題；環境污染小，同時減少了粉塵回收設備投資；⑸雙槳葉干燥機既可連續操作也可間歇操作，低速攪拌及合理的結構。磨損量小，維修費用很低。

1.4  盤式干燥機

盤式連續干燥機是一種新型傳導式干燥設備，盤式連續干燥機立式工作，由干燥盤、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、傳動裝置、外殼等組成；濕物料由頂部的加料口加入，中空的干燥盤內通入250℃的導熱油。干燥盤分為大盤和小盤兩種，在干燥器內水平層式布置，干燥盤靜止不動，物料在大盤上在耙葉推動下由外向里運動，由大盤的里緣落入小盤的里緣，物料在小盤上由里向外運動，由小盤的外緣落入大盤，物料在干燥盤面上由耙葉輸送、翻動，呈阿基米德螺旋線軌跡運動，在運動過程中被干燥盤加熱，進行傳熱傳質完成干燥作業，通過每層干燥盤后由干燥器的底部排出，整個干燥過程密閉操作，從物料中釋放出的水蒸汽經過脈沖袋式除塵器除塵后，由引風機排放至大氣。

1.5盤式干燥機特點

⑴在加熱圓盤中，物料被耙葉慢速推動，物料之間相互磨損很小，干燥前后物料的形狀、大小變化很小，破損率極低，對晶體物料的表面質量幾乎不會產生影響；⑵物料溫度控制準確、容易，物料的停留時間可以精確調整；⑶物料的流向單一，無返混現象，干燥均勻、質量穩定，不需要再混合；⑷盤式連續干燥機其配置簡單，不需配備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；可連續運行、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；

1.6  設備選材

由于BaSO4產品對鐵離子有嚴格要求，因此雙槳葉干燥機及盤式干燥機接觸物料部分采用0Cr18Ni9不銹鋼；其配套設施如除塵設備等，為了不影響回收部分產品的品質，同樣也使用0Cr18Ni9不銹鋼材質。

2  設備性能及操作參數

2.1 設備性能參數（表1）

表1 年產20000t硫酸鋇兩級干燥機性能參數

項目

參數 一級雙槳葉

干燥機 二級盤式

干燥機

干燥機規格 60m2 GDPG2500/14C

傳熱介質 蒸汽 導熱油

消耗（蒸汽/煙煤） 2.5t/h 130公斤/小時

干燥面積(㎡) 60㎡ 60㎡

主軸轉速(rad/min) 15 1~9

電機功率(kw) 55 7.5

2.2 設備生產操作參數（表2）

表2 硫酸鋇生產操作參數

項目

參數 一級雙槳葉

干燥機 二級盤式

干燥機

硫酸鋇初始含濕率(%) 25% 9%

處理量(t/h) 3.74 3.08

年處理量 (萬t/年) 2.68 2.22

物料初始溫度℃ 20 80

干燥機內物料溫度℃ 80 100

傳熱介質溫度（℃） 160℃ 250℃

干燥后產品含濕率% 9% 0.2%

干燥后半成品與成品(t/h) 3.08 2.8

半成品與成品(萬t/年) 4.43 2.02

將雙槳葉干燥機和盤式干燥機組合對硫酸鋇進行干燥，充分有效的利用了其各自的優點，雙槳葉干燥機有效的解決了濕鋇粘性大，不易處理的問題；盤式干燥機有效的解決了水份在10%以下的深度干燥的效果問題，其組合系統在工業化實際生產過程的使用效果良好。

雙漿葉加盤干組合干燥系統與閃蒸干燥系統相比，在相同產量及生產條件下，組合干燥系統可節能30%－40%左右，但是雙漿葉加盤干組合干燥系統的造價偏高；雙漿葉加盤干組合干燥系統與兩級雙漿葉干燥系統相比，后者的造價及電耗更高；雙漿葉加盤干組合干燥系統與回轉干燥窯相比，后者系統的占地面積較大，投資偏高，且產品的的白度不能保證。