建陶壓力噴霧干燥塔技術(shù)基本原理與生產(chǎn)控制.doc



陶瓷材料噴霧干燥塔技術(shù)基本原理與生產(chǎn)控制 墻地磚生產(chǎn)過程包括三個(gè)重要的工序:制粉、成形與燒成制粉是最重要也是非常關(guān)鍵的工序,制粉分兩部分:原料的球磨和噴霧干燥在球磨工序控制好泥漿的細(xì)度和水分后,噴霧干燥工序則決定了坯體粉料的質(zhì)量,它直接影響后續(xù)工序的質(zhì)量:粉料的成形性能、坯體均勻性、生坯強(qiáng)度等,進(jìn)而影響瓷磚產(chǎn)品的性能噴霧造粒制備的粉料,一般要求滿足以下性能:(1)具有一定的水分(2)合理的顆粒度及顆粒級(jí)配(3)良好的流動(dòng)性(4)一定的松裝密度滿足上述要求的前提下,充分發(fā)揮噴霧干燥塔的效率,達(dá)到節(jié)能減排的目的本文根據(jù)文后所列文獻(xiàn),結(jié)合作者的生產(chǎn)實(shí)際經(jīng)驗(yàn),從噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)開始,介紹噴霧干燥的工作原理,以及生產(chǎn)過程中的控制要點(diǎn)與缺陷克服措施等2噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)噴霧干燥塔的結(jié)構(gòu)有很多種,陶瓷廠常用的噴霧干燥塔,它通常包括如下幾部分:(1)料漿供應(yīng)系統(tǒng)包括:漿池?cái)嚢铏C(jī)、泥漿泵、料漿篩、輸漿管道、流量計(jì)等作用:向霧化器供應(yīng)料漿2)霧化器霧化器是噴霧干燥塔最重要的部件它的作用是將輸入的料漿霧化成微細(xì)的液滴,以便干燥霧化器種類有很多種:旋轉(zhuǎn)式霧化器、噴嘴式霧化器、組合式霧化器不同的霧化器可以適合不同的料漿類型,提供大小均勻的霧滴。
3)干燥塔它是整個(gè)工藝過程的主體設(shè)備,它的主要作用是容納霧化后的料漿液滴與熱風(fēng)交匯,完成干燥過程4)熱風(fēng)系統(tǒng)包括:空氣加熱器(熱風(fēng)爐)、調(diào)溫冷風(fēng)機(jī)、分風(fēng)器、熱風(fēng)管道等它的作用是為噴霧干燥塔提供熱風(fēng),作為干燥介質(zhì)分風(fēng)器的作用是均勻分配熱風(fēng),使熱風(fēng)以一定的角度下旋,使料漿均勻受熱如果分風(fēng)器傾斜,將導(dǎo)致粉料干濕嚴(yán)重不均5)廢氣排放和除塵系統(tǒng)包括:除塵機(jī)、排風(fēng)機(jī)、廢氣煙囪、脫硫機(jī)等作用:回收廢氣中的粉料,并且對(duì)廢氣進(jìn)行處理,使之達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn),保護(hù)環(huán)境6)卸料及粉料輸送系統(tǒng)3噴霧干燥的工藝過程噴霧干燥一般可以分為四個(gè)階段:(1)泥漿霧化成霧滴(2)霧滴與空氣接觸(混合和流動(dòng))(3)霧滴干燥(水分蒸發(fā))(4)干燥產(chǎn)品與空氣分離其中最重要的是霧化與干燥,直接影響產(chǎn)品質(zhì)量3.1泥漿的霧化泥漿霧化即將泥漿分散為微細(xì)的霧滴霧滴的平均直徑約為150~350μm,按粉料的不同用途,確定霧滴大小霧滴大小和均勻度對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響很大,其中的霧化器是關(guān)鍵部件,將在后面專門討論霧化的霧滴很細(xì)小,它的比表面積大,與熱空氣接觸時(shí),極易發(fā)生傳質(zhì)和傳熱,使霧滴迅速汽化干燥3.2霧滴與空氣混合霧滴與熱空氣混合,取決于熱空氣入口和霧化器的相對(duì)位置,霧滴與熱空氣的接觸方式分為:(1)并流式,分為向下并流、向上并流和水平并流;(2)逆流式;(3)混流式。
其原理如圖2所示3.2.1并流運(yùn)動(dòng)熱空氣與霧滴在塔內(nèi)以相同方向運(yùn)動(dòng),最熱空氣先與含水最高的霧滴接觸,水分迅速蒸發(fā),空氣溫度迅速降低整個(gè)過程,物料溫度不高,因而對(duì)熱敏性物料干燥有利由于水份蒸發(fā)迅速,霧滴容易膨脹甚至破碎,所得粉料多為非球形的多孔顆粒,粉料容重低3.2.2逆流運(yùn)動(dòng)熱空氣與霧滴的運(yùn)動(dòng)方向相反,如圖2d所示由于熱空氣向上,霧滴向下,延緩了顆粒和霧滴的下降速度,在干燥室內(nèi)停留時(shí)間長,有利于干燥此方式只適用于非熱敏性材料3.2.3混流運(yùn)動(dòng)這種方式既有并流,又有逆流的運(yùn)動(dòng),適合生產(chǎn)流動(dòng)性好的粗粉,即陶瓷廠廣泛使用的噴霧干燥塔類型混流有兩種情況:(1)噴嘴安裝在干燥塔底部,熱風(fēng)從頂部進(jìn)入霧滴先作逆流運(yùn)動(dòng),到達(dá)最高點(diǎn)后下降,作并流運(yùn)動(dòng)2)噴嘴安裝在塔的中部,物料向上噴霧,與塔頂進(jìn)入的高溫空氣接觸,使水分迅速蒸發(fā)這種方式熱效率高霧滴先逆流運(yùn)動(dòng),干燥到一定程度后,又與已經(jīng)大幅降溫的熱空氣向下并流,干燥的物料和已經(jīng)降低到出口溫度的空氣接觸,避免了物料的過熱變質(zhì)適用于熱敏性原料,陶瓷企業(yè)就是使用這種干燥塔3.3霧滴的干燥霧滴的干燥,與坯體的干燥原理相似,分為兩個(gè)過程:恒速(第一階段)和降速(第二階段)。
霧滴一遇到熱空氣,霧滴中的水即汽化進(jìn)入到空氣中1)恒速階段:霧滴中有足夠的水分,可以保持表面的濕潤狀態(tài),蒸發(fā)恒速進(jìn)行2)降速階段:當(dāng)霧滴水分不能保持表面的濕潤狀態(tài),即到達(dá)臨界點(diǎn)后,霧滴表面形成干殼干殼的厚度隨著時(shí)間而增加,蒸發(fā)速率也逐漸降低3)干燥時(shí)間霧滴干燥所需的時(shí)間,決定了噴霧干燥塔的高度對(duì)于固定的噴霧干燥塔,干燥時(shí)間還與產(chǎn)品的組成有關(guān)要對(duì)不同的產(chǎn)品,進(jìn)行不同的操作例如,微粉磚坯體的底料、面料成分不同,制粉操作時(shí)應(yīng)有所區(qū)別4)噴霧干燥過程4霧化器的種類和特點(diǎn)霧化器是噴霧干燥塔的核心,有以下三種類型:氣流式霧化器、旋轉(zhuǎn)式霧化器和壓力式霧化器目前陶瓷行業(yè)廣泛使用的是壓力式霧化器4.1氣流式霧化器用壓縮空氣以很高的速度(300m/s或更高)從噴嘴噴出,利用氣液二相的速度差產(chǎn)生的摩擦力,使液滴分裂為霧滴霧滴大小取決于相對(duì)速度和料液的粘度料霧的分散度取決于氣體的噴射速度、料液的物理性質(zhì)、霧化器的幾何尺寸、氣液量之比陶瓷廠輥道窯的燒油噴嘴即是一種氣流式霧化器4.2旋轉(zhuǎn)式霧化器料液從中心輸入到高速旋轉(zhuǎn)(圓周速度達(dá)90~140m/s)的轉(zhuǎn)輪或轉(zhuǎn)盤,然后在輪或盤的表面加速流向邊緣,在離開邊緣時(shí)分散成由微細(xì)的霧滴組成的料霧。
甩釉機(jī)就是一種旋轉(zhuǎn)式霧化器特點(diǎn):可以通過控制輪的轉(zhuǎn)速調(diào)節(jié)顆粒的大小平均粒度與進(jìn)料速度、料液粘度成正比,與轉(zhuǎn)輪速度和轉(zhuǎn)輪半徑成反比4.3壓力式霧化器料漿用泵以較高壓力沿切線槽進(jìn)入旋流室,在旋流室內(nèi),料漿高速旋轉(zhuǎn),形成近似的自由渦流在壓力作用下,料液從小孔噴出,形成錐形料霧由于壓力式霧化器中,料漿的壓力達(dá)到2MPa以上,很容量磨損噴嘴材料,尤其是噴嘴孔板,因此,噴嘴孔板一般采用硬質(zhì)合金4.3.1霧錐形狀壓力式噴嘴產(chǎn)生的料霧,有兩種形狀:實(shí)心霧錐和空心霧錐(如圖4所示)在生產(chǎn)中,應(yīng)盡量形成實(shí)心霧錐實(shí)心霧錐:干燥空氣與霧錐全面接觸,干燥均勻并且,實(shí)心霧錐可以使霧滴在干燥塔中心位置到達(dá)行程的最高點(diǎn)實(shí)心錐噴霧適合先逆流后并流的噴霧干燥系統(tǒng),可以有效減少粘壁現(xiàn)象,其含有較大比例的大液滴空心霧錐:顆粒偏小,產(chǎn)量低,容易形成粘壁料,嚴(yán)重影響噴霧干燥粉料的質(zhì)量空心錐噴霧特別適合并流噴霧干燥系統(tǒng)空心霧錐與實(shí)心霧錐可以相互轉(zhuǎn)換旋流室中,當(dāng)軸向液體速度分量增大,足以抵消旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),空氣芯消失,空心錐噴霧變?yōu)閷?shí)心錐噴霧所以旋流室和旋流片的尺寸很重要,對(duì)此后面將專門討論4.3.2噴霧角噴霧角也稱霧化角,是壓力式噴嘴的重要參數(shù)。
下面的一些因素會(huì)對(duì)霧化角產(chǎn)生影響1)壓力對(duì)霧化角的影響壓力增大,霧化角變小2)粘度對(duì)霧化角的影響粘度增大,霧化角縮小粘度很大的液體,將變成一條射束,難以霧化3)霧化角與噴嘴流量的關(guān)系霧化角與噴嘴流量呈反比例關(guān)系,霧化角越大,噴嘴流量越?。矗╈F化角對(duì)粉料質(zhì)量的影響霧化角過大,整個(gè)霧化面偏低,易粘塔壁,且不能有效利用塔頂部熱空氣均勻分布的優(yōu)勢(shì)霧化角過小,霧化面增高,料漿可能射向塔頂,也會(huì)造成粘塔兩種情況都會(huì)產(chǎn)生較多的塔壁料,嚴(yán)重影響粉料質(zhì)量5霧滴粒徑的影響因素霧滴粒徑的大小,直接影響噴霧干燥粉料顆粒的大小和分布霧滴粒度的大小,與霧化器的運(yùn)行參數(shù)密切相關(guān),此外還與泥漿的性能相關(guān),如粘度等生產(chǎn)中要根據(jù)產(chǎn)品種類的不同需要,確定噴霧干燥的各項(xiàng)參數(shù)5.1運(yùn)行參數(shù)對(duì)霧滴尺寸的影響(1)壓力對(duì)霧滴粒度的影響壓力增大,霧滴減小霧滴粒度與壓力的-0.3次方成比例在很高壓力下,壓力的變化對(duì)霧滴粒度無明顯影響2)粘度對(duì)粒度的影響粉料的粒度與泥漿粘度的0.17~0.2次方成比例,提高料漿粘度,將產(chǎn)生粗顆粒的霧滴當(dāng)粘度很大時(shí),不能用壓力噴嘴霧化生產(chǎn)過程中,適當(dāng)控制和穩(wěn)定泥漿的流動(dòng)性,可以控制噴霧料的顆粒大小例如,生產(chǎn)色斑耐磨磚,為增加著色效果,色粒要大,這就要調(diào)大色料漿的粘度,有需要時(shí)加CMC。
為了改善坯體成形時(shí)的排氣效果,可以適當(dāng)提高噴霧干燥粉料的粒徑,也可通過提高泥漿的粘度來實(shí)現(xiàn)3)噴嘴孔徑對(duì)霧滴粒徑的影響在其他參數(shù)不變時(shí),霧滴尺寸隨噴嘴直徑的平方而增加這一因素影響非常大,生產(chǎn)中常用此法調(diào)節(jié)粒徑,按照粉料的不同用途,配置不同的噴嘴口徑5.2霧滴的粒徑分布?jí)毫娮飓@得的粒徑范圍較寬,粒徑分布決定于噴嘴尺寸、操作壓力和料液條件粒徑的分布范圍,要根據(jù)壓機(jī)的成形要求來進(jìn)行調(diào)節(jié)[16]6熱風(fēng)爐[1,14]陶瓷廠使用的熱風(fēng)爐,根據(jù)燃料不同,主要有四種加熱設(shè)備:(1)重油爐(2)水煤氣爐(3)水煤漿爐(4)鏈排爐每種爐各有特點(diǎn),張潤祿[14]的文章中詳細(xì)介紹了各種燃煤熱風(fēng)爐6.1重油爐生產(chǎn)過程中,對(duì)重油熱風(fēng)爐,主要控制以下幾方面:(1)重油過篩,把渣子去除;(2)油溫溫度控制,溫度過低,影響燃燒;(3)控制燒嘴結(jié)焦拋光磚中的黑點(diǎn),有很多就是由于重油結(jié)焦引起的6.2水煤氣爐(1)冷煤氣正常使用,效果很好2)熱煤氣熱煤氣中的煤粉含量高,會(huì)影響拋光磚的質(zhì)量,因而不主張使用,但對(duì)有釉產(chǎn)品的影響稍小一些6.3水煤漿爐(1)水煤漿的要求水煤漿由70%的煤、29%的水和1%的添加劑組成其煤質(zhì)要求如下:熱值大于6500大卡;雜質(zhì)含量小于10%;揮發(fā)分大于30%。
水煤漿要求靜止24h后只能有少量沉淀使用水煤漿的優(yōu)點(diǎn)是可以充分利用把酚水及煤焦油等污染物,減少環(huán)境污染水煤漿旋風(fēng)熱風(fēng)爐示意圖見圖52)特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn):操作簡單、燃燒效率高缺點(diǎn):1)建造成本高;2)點(diǎn)火要燒油,備有燃油系統(tǒng),結(jié)構(gòu)復(fù)雜;3)水煤漿噴嘴易堵塞和磨損;4)爐膛易結(jié)焦,混入粉料中,影響產(chǎn)品質(zhì)量;5)自身含有30%水分,影響熱效率6.4鏈排爐鏈排爐全稱為鏈條爐排熱風(fēng)爐,(1)優(yōu)點(diǎn)1)直接燃燒原煤,結(jié)構(gòu)簡單、供熱穩(wěn)定、自動(dòng)化程度高;2)可以把制水煤氣的酚水、煤焦油一起加入燒掉,解決環(huán)保問題2)缺點(diǎn)1)燃燒效率較低,約75%左右;2)如果灰分熔點(diǎn)低,則易結(jié)焦;3)煤粉易混入粉料中,影響產(chǎn)品的質(zhì)量經(jīng)改進(jìn)后的鏈排爐效果很好,能把拋光磚中的雜質(zhì)控制在0.5%以下廣東某拋光磚廠使用改進(jìn)后的鏈排爐,生產(chǎn)成本比水煤漿爐低很多,而雜質(zhì)率在0.5%以下7影響粉料質(zhì)量的工藝參數(shù)7.1選擇合適的霧化角,保證料漿充分霧化由前面的討論可知,霧化角過大或過小都會(huì)產(chǎn)生粘壁料,影響粉料的流動(dòng)性和成形性能若霧化不均,有較大液滴存在,此液滴干燥相對(duì)較慢,在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)形成許多孿生顆粒;若顆粒較大,來不及干燥而導(dǎo)致粘壁的可能性顯著增大。
另外,粉料顆粒粗細(xì)不均勻,分布不合理等,均會(huì)影響粉料的流動(dòng)性生產(chǎn)中,霧化角還要與旋流室的高度合理配合下面以蒸發(fā)量為200kg/h的噴霧干燥塔為例,探討霧化角的合理調(diào)配7.1.1霧化器噴嘴孔徑與旋流室合理組合噴嘴片孔徑與旋流室高度對(duì)霧化角的影響如圖7所示(泵壓為2MPa)圖中,斜直線代表噴嘴片孔徑,曲線代表霧化角等值線結(jié)論:旋流室高度減少、噴嘴片孔徑增大,使霧化角增大反之,霧化角減少7.1.2霧化器與泵壓的合理組合旋流室高度與泵壓的關(guān)系如圖8所示圖中的參數(shù)是在孔徑1.0mm的條件下測(cè)定的固定泵壓1.8MPa,調(diào)節(jié)旋流室高度由8mm、5mm到3mm,同時(shí),調(diào)節(jié)泵壓由1.8MPa到2.0、2.2、2.4MPa,分別測(cè)量霧化角的變化結(jié)果如圖8(a)、(b)、(c)所示圖中壓力一定時(shí),霧化角隨旋流室高度的減小而增大,反之亦然;旋流室高度一定時(shí),霧化角隨壓力的增大而增大,反之亦然因此,為保證充分穩(wěn)定霧化,必須:(1)泵壓不能太低;(2)泵壓要穩(wěn)定;(3)防止泥漿攪拌過程中產(chǎn)生湍流或大量旋渦,否則會(huì)降低泥漿流動(dòng)性,使泥漿不易霧化7.2粒度分布的影響因素[5,8]王曉蘭等人[5]系統(tǒng)研究了影響噴霧干燥各項(xiàng)參數(shù)對(duì)粒度分布的影響,他們的試驗(yàn)條件是:2500型噴霧干燥塔、1700t自動(dòng)壓機(jī)。
所用泥漿的基本參數(shù)如下:比重:1.45~1.55g/mL含水率:36.2%粘度:18.5s細(xì)度:萬孔篩小于1%7.2.1泥漿含水率對(duì)粉料粒度分布的影響泥漿粘度為18s,噴霧壓力1MPa,噴片孔徑1.5~1.8mm,改變泥漿含水率,測(cè)得粉料的粒徑分布如表1所示從表1可見,在其他條件不變的情況下,隨著泥漿水分的增加,粉料中的細(xì)粉比例增加,成形排氣困難水分越低,大顆粒越多,越利于成形所以試驗(yàn)配方時(shí),要讓料漿水分盡量低7.2.2泥漿粘度對(duì)粉料粒度分布的影響泥漿水分36%,噴霧壓力1MPa,噴片孔徑1.5~1.8mm,改變泥漿粘度,測(cè)得粉料的粒徑分布如表2所示從表2可見,泥漿粘度大,粉料中粗顆粒就相應(yīng)多一些;泥漿粘度小,粉料中細(xì)顆粒就相應(yīng)多一些生產(chǎn)中,泥漿粘度過大,容易造成塞槍;粘度過小,容易導(dǎo)致粘塔和塌壁料產(chǎn)生,所以,要適當(dāng)控制泥漿粘度7.2.3泥漿壓力對(duì)粉料粒度分布的影響泥漿水分36%,噴霧壓力1MPa,噴片孔徑1.5~1.8mm,改變泥漿壓力,測(cè)得粉料的粒徑分布如表3所示泥漿壓力越大,粉料中細(xì)顆粒所占比例越大;泥漿壓力越小,粉料中粗顆粒所占比例逐漸增多壓力過低,噴霧干燥塔制粉能力下降,制粉成本大幅度上升。
泥漿壓力過大,則會(huì)導(dǎo)致泥漿霧化不好,部分泥漿可能碰到塔壁因此,要根據(jù)工廠的噴霧干燥塔的大小,確定泥漿的壓力,同時(shí)要考慮壓機(jī)所需的粉料顆粒級(jí)配7.2.4噴片孔徑對(duì)粉料粒度分布的影響泥漿水分36%,噴霧壓力1MPa,改變噴片孔徑,測(cè)得粉料的粒徑分布如表4所示從表4可見,噴片孔徑的增大顯著改變粉料的粒徑分布,隨孔徑增大,粉料中粗顆粒所占比例明顯增大,適合成形的粉料比例由80%~90%提高到92%以上因此,要增加大顆粒的含量和噴霧干燥塔的產(chǎn)量,增大孔徑為最有效快捷的方法7.2.5幾種因素的比較比較上面幾種影響因素,對(duì)粉料粒度分布影響的大小關(guān)系為:噴片孔徑>噴霧壓力>泥漿粘度>泥漿含水率7.3粉料的流動(dòng)性7.3.1粉料流動(dòng)性的作用粉料的流動(dòng)性反映了壓機(jī)成形時(shí)粉料均勻填滿模具的能力粉料流動(dòng)性好,能使壓制成形布料時(shí)顆粒間的內(nèi)摩擦力減小,粉料能在較短的時(shí)間內(nèi)均勻地填滿模具的各個(gè)角落,以保證坯體的致密度和加壓速度因此,粉料的流動(dòng)性直接影響壓機(jī)的成形情況及產(chǎn)品的表面質(zhì)量7.3.2測(cè)試方法粉料流動(dòng)性的測(cè)定方法如下:用直徑30㎜、高50㎜的圓筒放在玻璃板或瓷板上,將坯料裝滿刮平然后提起圓筒,讓粉料自然流散開來,再測(cè)量料堆的高度H(㎜)。
粉料的流動(dòng)性f=50-H(㎜)H的值越小,粉料的流動(dòng)性越大,粉料越容易填滿模具各種制粉方式獲得的粉料流動(dòng)性如下:離心霧化的粉料流動(dòng)性為:31~33s;壓力霧化的粉料流動(dòng)性為:32.5~35s;輪碾打粉的粉料流動(dòng)性為:25~26s簡易測(cè)試方法,直接用涂4杯裝一杯粉料,看能否自動(dòng)流完,能流完則流動(dòng)性好,反之流動(dòng)性差7.3.3粉料流動(dòng)性的影響因素(1)粉料的顆粒級(jí)配粉料中細(xì)粉過多時(shí),嚴(yán)重影響流動(dòng)性2)顆粒的球形度球形和橢球形的粉料流動(dòng)性相對(duì)較好選擇合適的添加劑,對(duì)噴霧干燥的粉料形狀影響很大3)粉料的強(qiáng)度粉料在輸送過程中擠壓受力,如果顆粒的強(qiáng)度不夠,會(huì)導(dǎo)致顆粒破碎,細(xì)粉增加,粉料的流動(dòng)性就差在坯體配方中添加CMC或坯體增強(qiáng)劑,可以提高顆粒的強(qiáng)度4)避免形成空心顆粒,因空心顆粒容易破碎成小顆粒7.4粘壁料產(chǎn)生的原因和解決措施[6、15]7.4.1粘壁問題粘壁是指被干燥的物料粘附在噴霧干燥塔的內(nèi)壁上,這是噴霧干燥塔操作中的一個(gè)大難點(diǎn),有時(shí)粘壁料的厚度達(dá)到10~15cm有的噴霧干燥塔因設(shè)計(jì)或操作不當(dāng),產(chǎn)生嚴(yán)重粘壁,甚至使噴霧干燥塔不能正常投入使用粘壁會(huì)產(chǎn)生如下問題:(1)粘壁后的粉料由于長時(shí)間停留在內(nèi)壁上,有可能被燒焦或變質(zhì),在拋光磚中產(chǎn)生色點(diǎn)。
2)粘壁后的粉料進(jìn)入產(chǎn)品中,使粉料水分不合格;結(jié)塊的粉料使產(chǎn)品產(chǎn)生雞爪裂3)影響能耗很多的粘壁料(塌壁料)要回池重噴4)有的噴霧干燥塔要中途停止運(yùn)行,才能清除粘壁料,影響噴霧干燥塔的產(chǎn)量粘壁可分為三種類型:半濕物料粘壁、干粉表面吸附、低熔點(diǎn)物料的熱熔性粘壁陶瓷企業(yè)最常見的是半濕物料粘壁,低熔物很少產(chǎn)生下面簡要分析半濕物料粘壁現(xiàn)象的產(chǎn)生原因與對(duì)應(yīng)的解決辦法7.4.2粘壁料的產(chǎn)生原因概括起來有以下一些原因:(1)泥漿振動(dòng)篩損壞,大顆粒泥漿通過柱塞泵進(jìn)入噴槍,堵塞噴片造成不能霧化或霧化效果差,泥漿在塔中不能很快干燥,造成粘壁2)噴槍中的噴片過度磨損,沒有及時(shí)更換,造成霧化效果差,導(dǎo)致粘壁噴嘴孔因磨損不圓時(shí),產(chǎn)生的霧錐就不對(duì)稱,這時(shí)易產(chǎn)生粘壁現(xiàn)象3)進(jìn)風(fēng)溫度過低,霧化的泥漿不能迅速干燥,造成粘壁4)塔門處和噴槍處沒有嚴(yán)格密封,冷風(fēng)進(jìn)入塔內(nèi),造成局部溫度下降過多,導(dǎo)致粘壁塔下錐翻板下料器漏風(fēng),導(dǎo)致塔下錐處粘壁5)噴槍安裝不正,噴頭斜向上噴泥漿,直接噴到塔壁處,導(dǎo)致粘壁噴槍長時(shí)間使用后造成變形,也會(huì)導(dǎo)致粘壁6)分風(fēng)器設(shè)計(jì)不合理,塔內(nèi)熱風(fēng)溫度不均,溫度低的地方會(huì)造成粘壁7)塔體保溫效果差,也會(huì)造成粘壁。
8)塔內(nèi)負(fù)壓過大,未來得及完全干燥的物料被風(fēng)機(jī)抽下,造成粘壁9)柱塞泵壓力波動(dòng)過大,也容易造成粘壁總結(jié)起來,溫度過低、噴槍堵塞和磨損是造成粘壁的主要原因生產(chǎn)過程中應(yīng)根據(jù)噴霧干燥塔的實(shí)際運(yùn)行情況,找到問題的根源,有針對(duì)性地予以解決7.5粉料水分粉料的水分對(duì)壓機(jī)的成形有很大影響要根據(jù)成形工序的要求來確定粉料的水分注意水分的測(cè)試方法和標(biāo)準(zhǔn)必須統(tǒng)一,成形工序和制粉工序的測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)要一致粉料水分的調(diào)節(jié)主要依靠調(diào)整進(jìn)風(fēng)溫度和泥漿泵壓力注意廢氣溫度變化時(shí),可能表明粉料的水分有所波動(dòng)7.6粉料中的雜質(zhì)使用水煤漿、煤粉、重油等作燃料,都有可能結(jié)焦,在粉料中產(chǎn)生黑點(diǎn),要定期抽查例如:每4h取噴霧干燥粉料5kg,用120目篩淘洗,觀察篩余,根據(jù)篩余中的黑粒,及時(shí)檢查熱風(fēng)爐情況根據(jù)篩余,還可以知道振動(dòng)篩是否有損壞,是否有高溫塌壁料還有一種檢測(cè)方法,對(duì)測(cè)試粉料中的煤灰類雜質(zhì)很有幫助分別抽取泥漿池漿料和噴霧干燥后的粉料,檢測(cè)其高溫灼燒量如果噴霧干燥后的燒失量增加,則意味著噴霧干燥過程中有可燃性雜質(zhì)混入,要檢查熱風(fēng)爐的燃燒情況拋光磚的變形有些正是由于粉料中混入過多的煤粉或煤灰引起的8噴霧干燥的節(jié)能措施為提高噴霧干燥塔的能效,蔡祖光[11]研究了噴霧干燥塔的各項(xiàng)數(shù)據(jù),通過實(shí)驗(yàn)得出節(jié)能降耗的七條措施。
1)提高熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度在離塔溫度不變的情況下,熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度越高,傳遞給泥漿霧滴的熱量越多,單位熱風(fēng)蒸發(fā)的水分越多在生產(chǎn)能力恒定的情況下,所需熱風(fēng)量減少(即減少了熱風(fēng)離塔時(shí)帶走的熱量),降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗2)降低熱風(fēng)的離塔溫度在熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度恒定不變的情況下,降低熱風(fēng)的離塔溫度,可以減少熱風(fēng)離塔時(shí)所帶走的熱量,能最大限度地利用熱風(fēng)的熱量來干燥泥漿霧滴3)增大進(jìn)塔熱風(fēng)與離塔熱風(fēng)之間的溫度差通過提高熱風(fēng)的進(jìn)塔溫度或降低熱風(fēng)的離塔溫度,增大進(jìn)塔熱風(fēng)與離塔熱風(fēng)之間的溫度差,充分利用熱風(fēng)的熱量蒸發(fā)泥漿霧滴的水分,以達(dá)到提高噴霧干燥塔的熱效率、降低能耗的目的4)降低陶瓷泥漿的含水率陶瓷泥漿流動(dòng)性好、易于霧化,可有效縮短噴霧干燥時(shí)間、提高生產(chǎn)效率在陶瓷泥漿中添加適宜的減水劑,可降低泥漿的含水率5)提高陶瓷泥漿的溫度通過提高泥漿的溫度,能有效降低泥漿的粘度,改善泥漿的霧化性能及預(yù)防泥漿堵塞霧化器等泥漿的溫度提高后,泥漿在噴霧干燥塔內(nèi)不需預(yù)熱就能直接蒸發(fā)水分,降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗6)循環(huán)利用部分離塔熱風(fēng)(廢氣)陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥制粉后,離塔熱風(fēng)(廢氣)通常經(jīng)除塵后直接排入大氣中,這樣大約損失噴霧干燥制粉生產(chǎn)工序總熱量消耗的10%~20%;當(dāng)離塔熱風(fēng)(廢氣)的溫度較高時(shí),其熱量損失就更大。
實(shí)際測(cè)試表明,若熱風(fēng)離塔溫度高于100℃時(shí),采用部分廢氣循環(huán)利用技術(shù)(如循環(huán)利用50%的廢氣),噴霧干燥器可以節(jié)約15%左右的燃料消耗7)利用熱交換器回收廢氣余熱利用余熱交換器,可以顯著節(jié)省能源板式換熱器的散熱面積大、換熱效率高,目前國內(nèi)外噴霧干燥塔通常利用空氣-液體-空氣型板式換熱器回收廢氣余熱9廢氣治理噴霧干燥的廢氣治理,主要是粉塵和二氧化硫的去除粉塵主要采用旋風(fēng)分離除塵、布袋除塵脫硫主要采用脫硫劑,如石灰(CaO)和純堿(Na2CO3)石灰漿與廢氣中的SO2反應(yīng):Ca(0H)2+SO2=CaSO3+H2O(1)在氧化氣氛中,部分CaSO3轉(zhuǎn)變?yōu)椋茫幔樱希矗a(chǎn)生的CaSO4和CaSO3沉淀物經(jīng)壓濾后,作為廢物填埋還有一種方法,在泥漿中添加純堿,噴霧干燥時(shí),堿液與熱風(fēng)中的SO2發(fā)生中和反應(yīng)而將SO2從廢氣中脫除,脫硫產(chǎn)物與大部分粉料一起由排料器排出采用純堿脫硫的反應(yīng)[13]如下Na2CO3+SO2=Na2SO3↓+CO2↑(2)在高溫、堿性條件下,上述反應(yīng)瞬間完成,產(chǎn)物Na2SO3在高溫有氧條件下迅速氧化為Na2SO4,同時(shí)被還原成Na2S4Na2SO3(有氧環(huán)境下加熱)=3Na2SO4+Na2S(3)Na2SO4和Na2S比較穩(wěn)定,熔點(diǎn)分別為884℃和1180℃,一般條件下不發(fā)生分解。
純堿本身就是良好的減水劑,使用純堿作為脫硫劑,一舉兩得,經(jīng)濟(jì)效果顯著產(chǎn)生的反應(yīng)產(chǎn)物Na2SO4和Na2S可以留在坯體中,不必專門處理上海歐蒙實(shí)業(yè)有限公司的OM-5型噴霧干燥塔,使用該技術(shù)后脫硫效果良好使用該方法時(shí)要注意以下問題(1)嚴(yán)格控制泥漿的pH值泥漿的pH值必須控制在10以上,方可獲得最佳的脫硫效果2)根據(jù)燃料的含硫量,計(jì)算出泥漿中純堿的加入量3)注意純堿若轉(zhuǎn)化為NaHCO3,將嚴(yán)重影響各種效果,因此應(yīng)注意包裝袋的密封性4)Na2SO4和Na2S對(duì)產(chǎn)品有多大影響還未有定論。
