双桨叶加盘式组合干燥在沉淀硫酸钡生产中的应用

  介绍了双桨叶和盘式干燥机系统的组合干燥的流程、设备结构和工作原理，对其能源的消耗利用及环境良好性进行了分析和比较，肯定了这种组合干燥系统相对于传统的闪蒸对流干燥组合在工业钡盐生产中的合理性及明显的节能效果。

  BaSO4为无色斜方晶系结晶，或无定型白色粉末，无毒，在1450℃分解。化学性质稳定，在水中的溶解度极低（60℃时在水中的溶解度^大，为0.46g/100g水），主要用于油漆填充。在硫酸钡的工艺过程中，干燥是^后一道工序，目前中国常用的干燥方式有多种，有旋转闪蒸干燥、两级双浆叶干燥、回转干燥窑干燥、双桨叶加盘式组合干燥，其干燥的生产方式直接关系到产品^终质量，影响产品^终水分含量、白度等技术指标。我们为某企业设计并制造安装的年产4万t沉淀硫酸钡（副产2.2万吨硫化钠）系统，采用双桨叶加盘式组合干燥系统，硫酸钡浆的含水率在25%左右，物料呈白色膏糊状；^终干燥后物料含湿量应达到0.2%，表观密度为3.5～3.8Kg/L。

1、工艺流程及设备
1.1 工艺流程选择
  硫酸钡浆湿物料由含水25%干燥到水10%的过程中，物性有一个逐渐变粘变硬之后又变疏松的过程；选择双桨叶干燥机正适合此物性变化。含水10%以下物料疏松且流动性好，选用盘式干燥器。因此在该项目中采用先双浆叶再盘式干燥的组合，双浆叶和盘式干燥机都属传导型干燥机。工艺流程为由前工序卧式螺旋离心机离心分离后含水25%左右的湿物料首先进入双桨叶干燥机，预干燥到10%含湿量左右，消除物料部分粘性后呈松散粉粒状后，再进入到盘式干燥器内进行干燥作业，^终达到产品含湿要求。

1.2 双桨叶干燥机

  双桨叶干燥机为传导型干燥机。机体由夹套外壳、双螺旋干燥输送轴、驱动机构、顶盖、排湿系统等组成。内加热双螺旋输送干燥器卧式工作，外壳夹套和干燥输送轴内通入0.6MPa蒸汽，湿物料从干燥器设在顶盖上的加料口加入干燥机内，在转动的干燥输送轴的推动下不断翻滚前进，物料在运动过程中完成传热的干燥作业；干燥完成后由干燥器另一端的底部出料口排出且同时完成输送过程。

1.3双桨叶干燥机特点

  ⑴双桨叶干燥机处理物料范围广，可使用不同热介质，可处理膏状、颗粒状、粉状物料，既可处理热敏性物料，又可处理需高温处理的物料；⑵整个干燥过程密闭操作，在搅拌、混合过程中使物料剧烈翻动，物料颗粒充分与传热面接触，在轴向区间内，物料的温度、湿度、混合度梯度很小，从而保证了工艺的稳定性；同时也获得了较高的换热系数，换热系数一般可以达到80-350W/(㎡•K)；⑶双桨叶干燥机间接加热物料，没有大量空气携带走热量，能耗相对较低；⑷干燥机内从物料中释放出的水蒸汽由干燥器顶部的排气管直接排出，该尾气主要成份是水蒸汽，气速较低，粉尘少，不存在干燥产品的夹带问题；环境污染小，同时减少了粉尘回收设备投资；⑸双桨叶干燥机既可连续操作也可间歇操作，低速搅拌及合理的结构。磨损量小，维修费用很低。

1.4  盘式干燥机

  盘式连续干燥机是一种新型传导式干燥设备，盘式连续干燥机立式工作，由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、主轴、传动装置、外壳等组成；湿物料由顶部的加料口加入，中空的干燥盘内通入250℃的导热油。干燥盘分为大盘和小盘两种，在干燥器内水平层式布置，干燥盘静止不动，物料在大盘上在耙叶推动下由外向里运动，由大盘的里缘落入小盘的里缘，物料在小盘上由里向外运动，由小盘的外缘落入大盘，物料在干燥盘面上由耙叶输送、翻动，呈阿基米德螺旋线轨迹运动，在运动过程中被干燥盘加热，进行传热传质完成干燥作业，通过每层干燥盘后由干燥器的底部排出，整个干燥过程密闭操作，从物料中释放出的水蒸汽经过脉冲袋式除尘器除尘后，由引风机排放至大气。

1.5盘式干燥机特点

  ⑴在加热圆盘中，物料被耙叶慢速推动，物料之间相互磨损很小，干燥前后物料的形状、大小变化很小，破损率极低，对晶体物料的表面质量几乎不会产生影响；⑵物料温度控制准确、容易，物料的停留时间可以^调整；⑶物料的流向单一，无返混现象，干燥均匀、质量稳定，不需要再混合；⑷盘式连续干燥机其配置简单，不需配备气流干燥所必须配置的旋风除尘器，不使用热风作为加热介质，因此，不会发生因热风和粉尘分离不好随尾气夹带造成的产品损失；可连续运行、密闭操作、蒸发强度大、湿度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小；

1.6  设备选材

  由于BaSO4产品对铁离子有严格要求，因此双桨叶干燥机及盘式干燥机接触物料部分采用0Cr18Ni9不锈钢；其配套设施如除尘设备等，为了不影响回收部分产品的品质，同样也使用0Cr18Ni9不锈钢材质。

2  设备性能及操作参数

2.1 设备性能参数（表1）

项目参数	一级双桨叶干燥机	二级盘式干燥机
干燥机规格	60m2	GDPG2500/14C
传热介质	蒸汽	导热油
消耗（蒸汽/烟煤）	2.5t/h	130公斤/小时
干燥面积(㎡)	60㎡	60㎡
主轴转速(rad/min)	15	1~9
电机功率(kw)	55	7.5

2.2 设备生产操作参数（表2）

项目参数	一级双桨叶干燥机	二级盘式干燥机
硫酸钡初始含湿率(%)	25%	9%
处理量(t/h)	3.74	3.08
年处理量 (万t/年)	2.68	2.22
物料初始温度℃	20	80
干燥机内物料温度℃	80	100
传热介质温度（℃）	160℃	250℃
干燥后产品含湿率%	9%	0.2%
干燥后半成品与成品(t/h)	3.08	2.8
半成品与成品(万t/年)	4.43	2.02

表2 硫酸钡生产操作参数 

  将双桨叶干燥机和盘式干燥机组合对硫酸钡进行干燥，充分有效的利用了其各自的优点，双桨叶干燥机有效的解决了湿钡粘性大，不易处理的问题；盘式干燥机有效的解决了水份在10%以下的深度干燥的效果问题，其组合系统在工业化实际生产过程的使用效果良好。
双浆叶加盘干组合干燥系统与闪蒸干燥系统相比，在相同产量及生产条件下，组合干燥系统可节能30%－40%左右，但是双浆叶加盘干组合干燥系统的造价偏高；双浆叶加盘干组合干燥系统与两级双浆叶干燥系统相比，后者的造价及电耗更高；双浆叶加盘干组合干燥系统与回转干燥窑相比，后者系统的占地面积较大，投资偏高，且产品的的白度不能保证。