氯化钾干燥工艺的研究与开发
40 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY 无机 盐工业 2002—07,34(4)
氯化钾干燥工艺的研究与开发
牛 虎 。邢召良。陆万鹏 。彭丽华。苗 帅 。徐法鸿
(山东天力干燥设备有限公司 ,济南 25(~14)
摘要 :在分析原来氯化钾干燥 系统中存在问题的基础上 ,开发一种应用于粉状氯化钾的新 的干燥工艺,并用于
生产实践中,得到了氯化钾干燥工艺参数。此方法为回转 圆筒干燥机与流化床干燥机串联 ,氯化钾含水量 <2%。
关键词 :干燥工艺 ;流化床干燥机 ;回转圆筒干燥机
...
40 INORGANIC CHEMICALS INDUSTRY 无机 盐工业 2002—07,34(4)
氯化钾干燥工艺的研究与开发
牛 虎 。邢召良。陆万鹏 。彭丽华。苗 帅 。徐法鸿
(山东天力干燥设备有限公司 ,济南 25(~14)
摘要 :在分析原来氯化钾干燥 系统中存在问题的基础上 ,开发一种应用于粉状氯化钾的新 的干燥工艺,并用于
生产实践中,得到了氯化钾干燥工艺参数。此方法为回转 圆筒干燥机与流化床干燥机串联 ,氯化钾含水量 <2%。
关键词 :干燥工艺 ;流化床干燥机 ;回转圆筒干燥机
中图分类号:TQ131.1 3 文献标识码 :B 文章编号:1006—4990(2002}04一OO4O一02
2000年山东天力干燥设备有限公司对格尔木
钾镁厂 l0万 t/a钾盐干燥 系统进行改造 ,使其产 品
氯化钾含水量稳定在 2%以下。
1 干燥工艺的选择
经过对钾镁厂原有干燥机和钾肥厂干燥机的实
际测算 ,转筒干燥机干燥强度在l2 kg H2O/(m3·h),
而 改 造 后 要 求 转 筒 干 燥 强 度 在 25 ~
30 kg H2O/(m3·h),转筒两端加长没空间,新上一 台
转筒干燥机占地面积和投资都不可能。所以决定在
原来转筒干燥机后面串联一台流化床干燥机作为二
级干燥 ,利用流化床干燥机集干燥和冷却于一体 的
特点 ,发挥组合干燥的优势。
1.1 二级 干燥脱水量 分配
对氯化钾来说 ,当流化床进料水分在 6%以下
时 ,流化床能够正常工作。通过实验发现 ,氯化钾的
含水量在 6% ~10%时流化床内腾涌沟流严重,容
易形成局部死床和结疤现象。因此将一级干燥 出料
水分定在 4%。
1.2 流化床操作参数选择
1.2.1 流化速度的选择
格尔木钾镁厂氯化钾筛分结果见表 1。从筛分
结果看 ,150~250 tan的物料占 91.3%,平均粒径比
较适 合 流 化 床 干燥 。实 验 给 出 当 流 化 速 度 为
0.48 m/s时(20 oC,101 kPa),流化床能够正常流化,
而格尔木是在高原地带,海拔高度约 2 800 m,大气
压约 76 kPa。
表 1 氯化钾物料的筛分结果
根据公式 :
Re=ArE4 25I[18+0.6(ArE4 25)。 ]
换算出当地工况下流化床的流化速度为 0.6 m/s。
1.2.2 流化干燥段排风温度选择
由于原料并 不是纯 氯化钾 ,其 中含有 Ca2 、
M 等,容易形成含有结 晶水的化合物 ,且 干产 品
会产生吸潮现象。因此我们对原料进行了差热分析
实验,设定加热温度为 100 oC和 115 oC,结果见图 1。
从差热失重曲线来看 ,氯化钾 的脱水过程明显分为
3个阶段 :第一阶段从 6% ~2%,脱水速度较快;第
二阶段从 2% ~0.7%,有结晶水脱 除过程 ,脱水速
度较慢;第三阶段从 0.7% ~0,脱水速度缓慢。从
图中还可看出,结晶水的脱除温度在 100~120 oC之
间,用流化床进行的实验也说明了这一点 ,实验曲线
见图 2(进风温度在 4OO oC)。从实验结果看 ,要使
产品水分降到 1%以下,干燥终 了段排风温度必须
达到 110~120 oC。
100.
98.
褡 96.
现
90.
oo.
98.
96.
94.
92.
90.
加热时间 /min 加热时间 /min
加热温度 100 oC 加热温度 115 oC
图 l 氯化钾差热分析失重曲线
loo.
98.
哥 96.
要 94.
90.
加热时间 /min
加热温度 100 oC
图 2 流化床实验 曲线
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2002—07,34(4) 牛 虎 氯化钾干燥工艺的研究与开发 41
1.2.3 停留时间的选择
从流化床实验发现,进风温度在 250 oC时,要达
到终产品水分 1%以下 ,干燥时间为 31 min。根据物
料衡算计算床层面积,只能保证停留时间 6 min。进
风温度是影响干燥过程的主要因素,因此又作实验 ,
提高进风温度 ,实验结果见表 2。从结果看,进风温
度在 4OO oC时 ,物料在 6 min内就完成 了从 6%到
1%的干燥过程。提高流化床干燥 的进风温度就能
解决停留时间与床层面积的矛盾。
表 2 提高进风温度实验结果
回转圆筒干燥机和流化床干燥(冷却)机串联的
干燥工艺具有以下特点。
1)充分利用原来设备 (回转 圆筒干燥机和输送
设备),节约用户的初始投资。
2)一级回转圆筒干燥机脱除了物料中大部分游
离水后,进人流化床干燥机的物料更容易在流化床
干燥机内稳定的形成流态化干燥过程,有效防止了
固态物料水分太湿造成的死床现象。
3)换热效率高。一级回转圆筒干燥机的进风温
度约为 750 oC,排风温度 为 65℃,其热 效率约 为
9o%。二级流化床进风温度为 4OO oC,排风温度 为
65℃,其热效率约为 84%。
4)废气经过旋风除尘器和布袋除尘器两级除尘
净化后 ,符合国家环保要求。
2 使 用
该系统 以 GZ'124180型 自清理式转筒干燥机和
GLW16型流化床干燥 (冷却 )机 串联 ,稳定运行一
年 ,有关参数如下。
2.1 产品参数
外型为粉状颗粒 ;水分≤1%;粒度分布见表 3。
表 3 改造后产 品粒度分布
2.2 运行参数 一
回转 圆筒干燥 机进风温度 750 oC,排 风温度
65 oC;流化床干燥 机 进 风温度 4OO oC,排 风温 度
65 oC;产量 30 t/h;进料水分 8%;流化床静料层高度
500 mm;流化床压损 4 000 Pa。
3 经济效益
改造后系统的经济效益与原系统比较 :改造后,
产品水分 ≤2%,产量 为 30 t/h。系统 总装机 功率
423 kW,按 70% 负 荷 记 ,则 每 小 时 耗 电
296.1(kW·h)。800 kg/h需要操作工 7人。
经 济 效 益 计 算 :电 耗 296.1(kW ·h)/h×
0.4元/(kW·h)=118.4元/h;煤耗 0.8 t/h×140元/t
= 112元/h;工 人 工 资 7人 ×30元/(人 ·8h)=
26.25元/h;设备折 旧费 118万元/(10 a·240 d·24 h)
=20.48元/h。因此推算产品消耗 [(118.4+112+
26.25+20.48)元/hi/(30 t/h)=9.24元/t。
改 造 前 系统 经 济 效 益:电 耗 200×0.7×
0.4元/(kW·h)=56元/h;煤耗 0.78 t/h×140 元/t=
109.2元/h;工 人 工 资 7人 ×30元/(人 ·8h)=
26.25元/h;设备折 旧费 70万元/(10 a-240 d·24 h)
=12.15元/h。因此推算 产品消耗 [(56+109.2+
26.25+12.5)元/h]/(20 t/h)=10.2元/t。
综上可知 ,改造后每吨产品比原来节省 10.2—
9.24=0.96元。每年节省费用(按 30 t/h计)0.96×
30×24×240 16.6万元 。
4 结论
1)本系统建在青海省格尔木察尔汗盐湖上 ,设
备地基下降严重 ,设备和设备的连接部位 由于地基
下降而出现错位现象 ,所 以设备与设备 、设备与管道
之间,如果可能,尽量采用同一基础;不能采用 同一
基础的应考虑柔性联结。比如风机与管道,转筒干
燥机主机与两端密封罩等。
2)由于 KC1原料中含有 ca2 、M 等杂质 ,滤
袋吸潮粘结现象严重,所以二级收尘采用布袋是应
该谨慎考虑的。
3)流化床进风温度太高 ,布风板高温变形问题
较严重 ,建议在选材、结构形式上多加考虑。
4)盐湖地区缺水,切忌用淡水 ,因为淡水渗漏会
使盐壳溶化,导致地面穿孔,大面积塌陷,尤其是热
风炉出渣及湿式除尘设备的
。
5)该系统前期浮选工艺负荷波动很大,对连续
运行的干燥工艺影响很大,除加强生产管理外 ,设备
的选型应有足够的的裕量 。
6)高温地 区,大气压较低 ,大约 76 kPa,空气密
度较小,很多设备的选型都要放大。
(收稿 151期:2OO2—03—04)
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