CN101088980B - 己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流-流化床”两级干燥方法及装置 - Google Patents
己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流-流化床”两级干燥方法及装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种己二酸的氮气循环、过热蒸汽“气流—流化床”两级干燥方法，属过热蒸汽、热风型干燥。其工艺步骤是己二酸湿物料通过旋转加料器、打散器、气固分离干燥器进入流化床干燥器。在流化床干燥器干燥段，在热氮气和蒸汽间接加热的共同作用下，形成流化床层，物料被干燥；在流化床干燥器冷却段，在冷氮气和冷却介质的共同作用下，物料被冷却；最终，物料温度降至≤25℃，湿度达到≤0.2％，成为合格产品。本发明克服了传统的干燥方法—热空气为干燥介质的开路气流干燥或流化床干燥的缺陷，从己二酸的特性出发，为己二酸生产设计了一条新型的工艺流程。
Description
技术领域
本发明涉及易燃、易爆、易产生静电物料的干燥技术领域，是己二酸的一种氮气循环、过热蒸汽“气流—流化床”两级干燥方法，属过热蒸汽、热风型干燥。
背景技术
己二酸(俗称肥酸)是一种粒度分布较宽的松散状晶体，具有腐蚀、易燃、易爆、易产生静电，温度过高易软化结块而变质的特性，熔点153℃，沸点337.5℃，爆炸极限7.9％(上限)/3.94％(下限)，是耐纶66合成纤维、聚酯、人造橡胶、润滑油、增塑剂的主要原料。
己二酸生产工艺中传统的干燥方法是以热空气为干燥介质的开路气流干燥或流化床干燥，二者都属于热风型干燥，存在问题有：①己二酸具有易燃、易爆、易产生静电的特性，在空气开路干燥工艺中，己二酸与热空气完全接触，燃烧和爆炸时有发生，尤其是流化床干燥，因其停留时间长，温度较难控制，温度稍高，不仅物料变性，而且与空气接触时间长，更容易发生燃烧和爆炸；②空气开路气流干燥或流化床干燥都属于热风型干燥，耗能高，废气和粉尘的排放量大；③空气开路气流干燥或流化床干燥容易带入空气中的杂质，对己二酸有污染，使产品品质受到影响。
发明内容
鉴于传统己二酸干燥工艺中存在的问题，本发明的目的旨在提出己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流—流化床”两级干燥方法。本方法结合己二酸物料特性、利用过热蒸汽干燥的工作原理，采用循环的加热氮气对己二酸物料直接进行干燥。
本发明的另一目的在于提供实施己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流—流化床”两级干燥方法的装置，利用装置具有的功能，实现己二酸氮气循环、过热蒸汽的“气流—流化床”两级干燥。
本发明的目的可以通过以下措施来实现：
己二酸自旋转加料器进入物料打散器内，成团的粘状物料在打散器的作用下被分散，并在侧向进口进入文丘里加料器的热氮气产生负压的作用下，把己二酸从物料打散器的底部吸入文丘里加料器，同时在文丘里加料器侧向出口热氮气与己二酸形成气固均相混合体，己二酸被热氮气加速后强制进入气固分离干燥器内，气固分离干燥器兼有分离和预干燥两重作用，己二酸在气固分离的同时，进行恒速段气流瞬间预干燥，气固分离和预干燥完成后，夹带少量己二酸的热氮气进入脉冲布袋除尘器中，己二酸则直接进入卧式多室流化床干燥器内，进行降速段流化床干燥和己二酸产品的冷却。
卧式多室流化床干燥器分为若干干燥室和若干冷却室。干燥室内安装加热盘管；冷却室内安装冷却盘管。当己二酸进入卧式多室流化床干燥器内，在底部强制进入的热氮气和通入蒸汽的加热盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，己二酸从第一干燥室逐渐向最后一个干燥室移动，在己二酸移动过程中逐步被热氮气和加热盘管加热、干燥，当己二酸离开干燥室时，水分含量达到干燥要求；己二酸干燥后，物料温度较高，移动至冷却室时，在冷却室底部强制进入的冷氮气和通入冷却水的冷却盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，当己二酸离开冷却室时，温度降至工艺要求；己二酸产品通过流化床旋转出料器卸出进入到下段工序。
自卧式多室流化床干燥器出来夹带少量己二酸的氮气以及自气固分离干燥器出来夹带少量己二酸的氮气汇合后，一起进入脉冲布袋除尘器进行气固分离，收集下来的己二酸经布袋旋转出料器返回至卧式多室流化床干燥器中，并随床中物料一起干燥、冷却后，经流化床旋转出料器卸出进入到下段工序。而自脉冲布袋除尘器除尘后出来的氮气分为二路，一路实现气固分离干燥器的干燥循环，即分支出来的氮气经过气气换热器采用过热蒸汽干燥后，直接经气流干燥风机增压、气流干燥加热器加热后，进入文丘里加料器侧向进口，实现氮气循环；另一路实现卧式多室流化床干燥器的干燥、冷却循环，即分支出来的氮气与前期冷凝、除雾后的氮气经气气换热器换热后，进入气体冷凝器对氮气冷凝收缩，并经气体除雾器除雾后，再分为二路，一路经气气换热器换热加热，经流化床干燥风机增压、流化床加热器加热后，进入卧式多室流化床干燥器的干燥室，对己二酸流化、干燥；另一路经流化床冷却风机增压后，进入卧式多室流化床干燥器的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环。
实施己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流—流化床”两级干燥方法的装置包括：
旋转加料器，其作用是进料、气封；
打散器，其作用是将成团的粘状物料在打散器的作用下被分散；
文丘里加料器，其作用使物料与热氮气形成气固均相混合体，并强制送入气固分离干燥器；
气固分离干燥器，一方面进行物料恒速阶段气流干燥，另一方面进行固体物料和氮气的分离；气固分离干燥器可以根据物料处理量的大小，可分为单筒，或多筒；
卧式多室流化床干燥器内加热管热源可采用饱和蒸汽、循环热水；流化床干燥器内冷源可采用常温工艺水、低温工艺水、冷却盐水；通过底部强制进入的热氮气和通入饱和蒸汽的加热盘管及冷氮气和通入冷却水的冷却盘管的共同作用，己二酸从第一干燥室逐渐向冷却室移动，迅速流化形成流化床层。卧式多室流化床干燥器可以根据物料处理量的大小，合理设计干燥和冷却的分室数量；
流化床旋转出料器，将干燥、冷却的卸出；
脉冲布袋除尘器，将卧式多室流化床干燥器出来夹带少量己二酸的氮气和自气固分离干燥器出来夹带少量己二酸的氮气汇合后，一起进入脉冲布袋除尘器进行气固分离；脉冲布袋除尘器可以用旋风分离器代替或与旋风分离器结合使用；
布袋旋转出料器，将脉冲布袋除尘器收集的己二酸卸出返回至卧式多室流化床干燥器中；
气气换热器，起氮气换热冷却，或氮气换热加热作用；
气体冷凝器的作用是对氮气冷凝收缩；气体冷凝器的冷源采用常温工艺水、低温工艺水、冷却盐水；气流干燥加热器和流化床干燥器热源采用饱和蒸汽、循环热水；
气体除雾器，进行气液分离，实现净洁氮气循环；
流化床冷却风机，其作用是将气体除雾器除雾后的氮气增压后，送入卧式多室流化床干燥器的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环；
流化床干燥风机和气流干燥风机，其作用是对循环气体增压输送；
流化床加热器和气流干燥加热器，其作用是对循环气体加热。
本发明的优点和产生的有益效果是：
(1)热量循环利用与回收
①气固分离干燥器用气和卧式多室流化床干燥器的部分用气是由干燥后高温过热挥发份蒸汽循环利用，高温过热挥发份蒸汽循环利用率达到70～99％，高温过热挥发份蒸汽的循环利用，减少了冷却回收干燥挥发份的热损失、大幅度的提高了系统的热效率；
②5～30％干燥后高温过热挥发份蒸汽冷却降温、回收干燥挥发份、除雾后产生的洗涤气与这些经高温过热挥发份蒸汽在进行气-气换热后，再加热后利用或直接利用。由于这些过热蒸汽带有大量的冷凝潜热，因此，洗涤气可以被加热到与过热蒸汽接近的温度，气-气换热既降低了高温过热挥发份蒸汽进入氮气冷凝器前的温度，使得部分干燥挥发份在气-气换热器内冷凝，大幅度降低了回收干燥挥发份所需要的冷却挥发份量，同时用于流化床干燥的循环气被加热，降低了流化床干燥所需的热量，以上能量的回收利用，使得干燥系统效率几乎达到过热蒸汽干燥的理想效率(接近100％)。
(2)闭路氮气循环“气流—流化床”干燥方法
①本发明提出己二酸闭路氮气循环“气流—流化床”干燥方法，有效地解决了传统的己二酸空气开路气流干燥方法或流化床干燥方法存在易燃、易爆的事故隐患；
②本发明提出己二酸闭路氮气循环“气流—流化床”两级干燥方法，气流干燥为恒速干燥，停留时间短，大量湿份蒸发，已二酸易分散，流化床干燥为降速干燥，停留时间长，由于己二酸为分散状，在流化床中不易粘壁、堵塞。两级干燥方法的结合有效地克服了传统的己二酸空气开路气流干燥方法停留时间短，不易干燥或流化床干燥方法易粘壁、堵塞等缺点；
③本发明中气流干燥采用过热蒸汽干燥原理，降低了能耗；
④本发明提出的己二酸氮气循环闭路干燥与传统的热空气开路干燥相比，保证了产品的纯度，提高了产品质量；
⑤在氮气闭路循环系统采用“换热—冷却—分离”工艺，实现了循环氮气的低温度，低湿度，降低了氮气用量，提高了干燥效率。
附图说明
图1是本发明的工艺流程图
图2是本发明的工艺流程图方框图
具体实施方式
结合图1、图2对本发明再做进一步详述：
实施例1
湿含量为10～15％的己二酸湿物料自旋转加料器1进入物料打散器2内，成团的粘状物料在打散器的作用下被分散，并在侧向进口进入文丘里加料器3的热氮气产生负压的作用下，把己二酸从物料打散器2的底部吸入文丘里加料器3，同时在文丘里加料器3侧向出口热氮气与己二酸形成气固均相混合体，己二酸被热氮气加速后强制进入气固分离干燥器4内，气固分离干燥器4为单筒结构，兼有分离和预干燥两重作用，己二酸在气固分离的同时，进行恒速段气流瞬间预干燥，气固分离和预干燥完成后，夹带少量己二酸的热氮气进入脉冲布袋除尘器7中，己二酸则直接进入卧式多室流化床干燥器5内，进行降速段流化床干燥和己二酸产品的冷却。
卧式多室流化床干燥器5设计为三个干燥室和一个冷却室。干燥室内安装加热盘管；冷却室内安装冷却盘管。当己二酸进入卧式多室流化床干燥器5内，在底部强制进入的热氮气和通入蒸汽的加热盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，己二酸从第一干燥室逐渐向第三干燥室移动，在己二酸移动过程中逐步被热氮气和加热盘管加热、干燥，当己二酸离开第三干燥室时，物料温度较高，移动至冷却室时，在冷却室底部强制进入的冷氮气和通入冷却水的冷却盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，当己二酸离开冷却室时，温度降至≤25℃，湿度≤0.2％，成为合格产品；己二酸产品通过流化床旋转出料器6卸出进入到下段工序。
自卧式多室流化床干燥器5出来夹带少量己二酸的氮气和自气固分离干燥器4出来夹带少量己二酸的氮气汇合后，一起进入脉冲布袋除尘器7进行气固分离，收集下来的己二酸经布袋旋转出料器8返回至卧式多室流化床干燥器5中，并随床中物料一起干燥、冷却后，经流化床旋转出料器6进入到下段工序。而自脉冲布袋除尘器7除尘后出来的氮气分为二路，一路氮气直接经气流干燥风机15增压、气流干燥加热器16加热后，进入文丘里加料器3侧向进口，实现气固分离干燥器4的干燥循环，；另一路实现卧式多室流化床干燥器5的干燥、冷却循环，即分支出来的氮气经气气换热器9换热冷却后，进入气体冷凝器10对氮气冷凝收缩，并经气体除雾器11除雾后，再分为二路，一路经气气换热器9换热加热，经流化床干燥风机13增压、流化床加热器14加热后，进入卧式多室流化床干燥器5的干燥室，对己二酸流化、干燥；另一路经流化床冷却风机12增压后，进入卧式多室流化床干燥器5的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环。
实施例2
湿含量为10～15％的己二酸湿物料自旋转加料器1进入物料打散器2内，成团的粘状物料在打散器的作用下被分散，并在侧向进口进入文丘里加料器3的热氮气产生负压的作用下，把己二酸从物料打散器2的底部吸入文丘里加料器3，同时在文丘里加料器3侧向出口热氮气与己二酸形成气固均相混合体，己二酸被热氮气加速后强制进入气固分离干燥器4内，气固分离干燥器4为双筒结构，兼有分离和预干燥两重作用，己二酸在气固分离的同时，进行恒速段气流瞬间预干燥，气固分离和预干燥完成后，夹带少量己二酸的热氮气进入旋风除尘器7中，己二酸则直接进入卧式多室流化床干燥器5内，进行降速段流化床干燥和己二酸产品的冷却。
卧式多室流化床干燥器5分设计为四个干燥室和两个冷却室。干燥室内安装加热盘管；冷却室内安装冷却盘管。当己二酸进入卧式多室流化床干燥器5内，在底部强制进入的热氮气和通入蒸汽的加热盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，己二酸从第一干燥室逐渐向第四干燥室移动，在己二酸移动过程中逐步被热氮气和加热盘管加热、干燥，当己二酸离开第四干燥室时，物料温度较高，移动至冷却室时，在冷却室底部强制进入的冷氮气和通入常温工艺水冷却的冷却盘管的共同作用下，迅速流化形成流化床层，当己二酸由第一冷却室移动至第二冷却室后离开冷却室时，温度降至≤25℃，湿度达到≤0.2％，成为合格产品；己二酸产品通过流化床旋转出料器6进入到下段工序。
自卧式多室流化床干燥器5出来夹带少量己二酸的氮气和自气固分离干燥器4出来夹带少量己二酸的氮气汇合后，一起进入脉冲布袋除尘器7进行气固分离，收集下来的己二酸经布袋旋转出料器8返回至卧式多室流化床干燥器5中，并随床中物料一起干燥、冷却后，经流化床旋转出料器6进入到下段工序。而自脉冲布袋除尘器7除尘后出来的氮气分为二路，一路实现气固分离干燥器4的干燥循环，即分支出来的氮气经过气气换热器9采用过热蒸汽干燥后，直接经气流干燥风机15增压、气流干燥加热器16加热后，进入文丘里加料器3侧向进口，实现氮气循环；另一路实现卧式多室流化床干燥器5的干燥、冷却循环，即分支出来的氮气与前期冷凝、除雾后的氮气经气气换热器9)换热后，进入气体冷凝器10对氮气冷凝收缩，并经气体除雾器11除雾后，再分为二路，一路经气气换热器9换热加热，经流化床干燥风机13增压、流化床加热器14加热后，进入卧式多室流化床干燥器5的干燥室，对己二酸流化、干燥；另一路经流化床冷却风机12增压后，进入卧式多室流化床干燥器5的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环。
Claims (2)
1.一种己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流-流化床”两级干燥方法，其特征是，己二酸湿物料自旋转加料器(1)进入物料打散器(2)内，成团的粘状物料在打散器(2)的作用下被分散，并在侧向进口进入文丘里加料器(3)的热氮气产生负压的作用下，把己二酸从物料打散器(2)的底部吸入文丘里加料器(3)，在文丘里加料器(3)侧向出口热氮气与己二酸形成气固均相混合体，己二酸被热氮气加速后强制进入气固分离干燥器(4)内，己二酸在完成气固分离和预干燥后，夹带少量己二酸的热氮气进入脉冲布袋除尘器(7)中，己二酸则直接进入卧式多室流化床干燥器(5)内，进行降速段干燥和己二酸产品的冷却；当己二酸进入卧式多室流化床干燥器(5)内，在底部强制进入的热氮气和通入饱和蒸汽的加热盘管及冷氮气和通入冷却水的冷却盘管的共同作用下，迅速形成流化床层，己二酸从第一干燥室逐渐向冷却室移动，己二酸产品通过流化床旋转出料器(6)卸出进入到下段工序；自卧式多室流化床干燥器(5)排出的夹带少量己二酸的氮气和自气固分离干燥器(4)排出的夹带少量己二酸的氮气汇合后，进入脉冲布袋除尘器(7)进行气固分离，收集下来的己二酸经布袋旋转出料器(8)返回至卧式多室流化床干燥器(5)中，并随床中物料一起干燥、冷却后，经流化床旋转出料器(6)卸出进入到下段工序；从脉冲布袋除尘器(7)除尘后出来的氮气分为二路，一路即分支出来的氮气直接经气流干燥风机(15)增压、气流干燥加热器(16)加热后，进入文丘里加料器(3)侧向进口，实现气固分离干燥器(4)的干燥循环；另一路实现卧式多室流化床干燥器(5)的干燥、冷却循环，即分支出来的氮气经气气换热器(9)换热冷却后，进入气体冷凝器(10)对氮气冷凝收缩，并经气体除雾器(11)除雾后，再分为二路，一路经气气换热器(9)换热加热，经流化床干燥风机(13)增压、流化床加热器(14)加热后，进入卧式多室流化床干燥器(5)的干燥室，对己二酸流化、干燥；另一路经流化床冷却风机(12)增压后，进入卧式多室流化床干燥器(5)的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环。
2.一种实施权利要求1所述的己二酸氮气循环、过热蒸汽“气流-流化床”两级干燥方法的装置，其特征是该装置包括：
旋转加料器(1)，其作用是进料、气封；
打散器(2)，其作用是将成团的粘状物料在打散器的作用下被分散；
文丘里加料器(3)，其作用使物料与热氮气形成气固均相混合体，并强制送入气固分离干燥器(4)；
气固分离干燥器(4，)一方面进行物料恒速阶段气流干燥，另一方面进行固体物料和氮气的分离，气固分离干燥器(4)可以根据物料处理量的大小，可分为单筒，或多筒；
卧式多室流化床干燥器(5)内加热管热源可采用饱和蒸汽、循环热水；流化床干燥器(5)内冷源为常温工艺水、或为低温工艺水、或为冷却盐水；通过底部强制进入的热氮气和通入饱和蒸汽的加热盘管及冷氮气和通入冷却水的冷却盘管的共同作用，己二酸从第一干燥室逐渐向冷却室移动，迅速流化形成流化床层；卧式多室流化床干燥器(5)可以根据物料处理量的大小，合理设计干燥和冷却的分室数量；
流化床旋转出料器(6)，将干燥、冷却的物料卸出；
脉冲布袋除尘器(7)，将卧式多室流化床干燥器(5)出来夹带少量己二酸的氮气和自气固分离干燥器(4)出来夹带少量己二酸的氮气汇合后，一起进入脉冲布袋除尘器(7)进行气固分离；脉冲布袋除尘器(7)可以用旋风分离器代替或与旋风分离器结合使用；
布袋旋转出料器(8)，将脉冲布袋除尘器(7)收集的己二酸卸出返回至卧式多室流化床干燥器(5)中；
气气换热器(9)，起氮气换热冷却，或氮气换热加热作用；
气体冷凝器(10)的作用是对氮气冷凝收缩；气体冷凝器(10)的冷源采用常温工艺水、低温工艺水、冷却盐水；气流干燥加热器(16)和流化床干燥器(5)盘管热源采用饱和蒸汽、循环热水；
气体除雾器(11)，进行气液分离，实现净洁氮气循环；
流化床冷却风机(12)，其作用是将气体除雾器(11)除雾后的氮气增压后，送入卧式多室流化床干燥器(5)的冷却室，对己二酸流化、冷却，实现氮气循环；
流化床干燥风机(13)和气流干燥风机(15)，其作用是对循环气体增压输送；
流化床加热器(14)和气流干燥加热器(16)，其作用是对循环气体加热。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: TIANHUA INSTITUTE OF CHEMICAL MACHINERY AND AUTOMA Free format text: FORMER OWNER: RUIDE DRYING TECHNOLOGY CO., LTD., LANZHOU Effective date: 20121030 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20121030 Address after: 730060 Gansu city of Lanzhou province Xigu District Heshui Road No. 3 Patentee after: Tianhua Chemical Machinery & Automation Research Inst. Address before: 730060 Gansu city of Lanzhou province Xigu District Heshui Road No. 3 Patentee before: Ruide Drying Technology Co., Ltd., Lanzhou |
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Owner name: TIANHUA INSTITUTE OF CHEMICAL MACHINERY + AUTOMATI Free format text: FORMER NAME: TIANHUA INSTITUTE OF CHEMICAL MACHINERY + AUTOMATION |
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| CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
Address after: 730060 Gansu city of Lanzhou province Xigu District Heshui Road No. 3 Patentee after: Tianhua Institute of Chemical Machinery & Automation Co., Ltd. Address before: 730060 Gansu city of Lanzhou province Xigu District Heshui Road No. 3 Patentee before: Tianhua Chemical Machinery & Automation Research Inst. |