沉淀硫酸钡的干燥

在沉淀硫酸钡的工业生产中,干燥是最后一道工序,直接关系到产品最终质量,影响产品最终水份含量、白度等技术指标。沉淀硫酸钡滤饼是属粘性膏糊状物料,滤饼含水率在26%~45%,滤饼含水率的高低取决于压滤机的压滤效果,同时也影响后序干燥系统的负荷。年产3000t/a以下的小规模化工厂采用炕房烘干,烟气加热,要求炕面温度不低于250e;年产3000t/a~5000t/a,乃至10000t/a规模的采用烟道气间接加热回转干燥窑干燥器,这是一种工业生产上普遍采用的干燥形式。目前我们利用空心浆干燥器对硫酸钡滤饼进行干燥试验,结果表明,单级干燥机直接干燥,干燥后物料水份含量在8%~12%之间,远未达到产品含水率要求;后来将单级干燥出来的物料进行二次干燥实行两级干燥,二级干燥器干燥出来的物料水份含量为011%以下,可以达到产品含水率指标。随后将这种两级空心浆叶干燥形式用于工业化生产,效果良好,开辟了BaSO4行业干燥的新途径,同时解决了空心浆叶干燥机干燥粘性膏糊状物料问题。 1 回转干燥窑干燥 回转干燥窑系统是利用烟道气间接加热 [1] 、蒸 发物料水份的连续型干燥形式,如图1所示。 

该干燥系统由干燥窑本体、燃烧炉1、排烟除尘装置和抽湿风机等组成。其原理如下:燃烧炉子(燃煤、燃油或燃气)产生的烟道气经由中心火筒7、径向烟道5流向窑体夹套内,再经夹套出烟口由排烟风 机抽出,经除尘后排空。BaSO4滤饼由加料机3加入,经加料管2,进入干燥窑体的料腔内(料腔由中心火筒与筒体夹套的空间形成)。通过中心火筒、夹套、径向烟管之间的传热面传导加热(传热系数在62515kJ/m2#e~1668kJ/m2#e [1] ,使钡饼中的 水份蒸发。在整个传热、传质过程中,要求烟气温度 不低于250e。物料在窑体内通过窑体转动,传热面不断更新变化,并向前移动被干燥,干燥后的物料由窑体出料端出料口排出,由皮带机送去粉碎。干燥过程的湿气体的窑体头部排气罩经抽湿风机排出。这是一个连续、稳定的开式干燥系统,被国内钡盐行业大部分规模化工厂采用。以5000t/a为例,其操作参数见表1。

此干燥器的缺点是:¹设备体积庞大,占地面积大;º燃料采用煤、油或气产生的烟尘影响干燥系统操作环境,烟尘落入物料中增加了物料中的黑点数,不适于高纯度的BaSO4产品生产;»这种干燥机由于自身结构的原因,烟气烟道抄板受热膨胀后不可避免的开裂而导致漏烟,影响产品的白度,同时由于停机检修,增加了维修成本;¼干燥窑体与物料接触部分采用普通碳钢材料制作,表面氧化、剥落,产生的氧化铁增加产品的铁含量,对于高品质的BaSO4产品明显不适应,因此这种干燥机也急待改进。 2 两级空心浆叶干燥 空心浆叶干燥机为间接加热型干燥机[2],传热介质与物料不直接接触,是由壳体夹套及许多特殊中空扇形叶片传热的低速搅拌干燥机。物料从进料口进入机体内,由空心浆叶搅拌、输送,传热介质通入壳体夹套、空心轴和空心浆叶内提供热量,在物料被搅拌、输送过程中,被传热面加热,且传热面不断更新,在整个传热、传质过程中,其中水份被蒸发(其蒸发强度经验值为100kgH2O/m2 #e#h~130kgH2O/m2#e#h[3]),两级不锈钢空心浆叶干燥机串联干燥系统如图2所示。

BaSO4滤饼由一级干燥机加料器加入,经一级 干燥机干燥后物料基本呈松散状态。再由一级干燥机下料阀出料,加入二级浆叶干燥机干燥,二级干燥出来的物料由出料阀排出,经提升机送入粉碎机料仓进行粉碎。干燥过程中一、二级干燥器传热介质为4kg/cm2~6kg/cm2饱和水蒸气。由于干燥过程机体内是封闭的,水份蒸发产生的湿气体大于饱和状态,温度低极易冷凝成水滴,因此必须向机体补充一定量的热空气,热空气经与湿气体混合气体由风机抽出经除尘后排空。干燥出来的产品经检测达GB/2899-1996一级品以上,纯度99%、水溶物012%、铁含量012%、水份011%、细度0112%(孔径43Lm筛余物)、吸油量1515%、白度94%。其操作参数见表2。

两级空心浆叶干燥系统的优点表现在:¹干燥系统低燥音、低污染、运行平稳、维护成本低;º蒸汽为传热介质(p=490kPa),运行成本低于其它干燥机;»系统从加料到出料封闭作业,操作环境好,避免了空气中烟尘落入物料中而影响产品质量;¼由于干燥机是不锈钢材料,消除了传热面氧化、剥落所造成的物料中铁含量增加的因素。这种干燥系统为生产高纯度沉淀硫酸钡产品提供了保障,已在5000t/a~10000t/aBaSO4工厂投入使用,并取得良好的经济效益。 3 结论 在沉淀BaSO4工业化生产中,对一般国家标准指标内产品干燥可以仍旧采用间接加热式回转干燥窑,但须解决其结构上的不合理因素,防止烟道抄板 焊缝因受热膨胀开裂,对此我们已有新的改进。改进后的干燥机已投入使用,效果良好。对于高纯度的BaSO4产品,应采用两级空心浆叶干燥系统,封闭化生产。该机在结构上不同于普通的空心浆叶干燥机,经过反复试验改进,其内部结构有其独到之处。这种干燥系统不仅适用于高纯度BaSO4工业生产,同时也适应于BaCO3、MgSO4、CsCO3和超细CaCO3等工业无机盐产品的干燥。在无机盐工业节能降耗、提高产品质量方面大有潜力可挖。