CN105651031A - 一种旋转闪蒸干燥设备及旋转闪蒸干燥方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种旋转闪蒸干燥设备，包括带式过滤机、旋转闪蒸干燥装置、旋风分离器、除尘洗涤塔、中间罐；带式过滤机的滤饼出口与旋转闪蒸干燥装置连接，旋转闪蒸干燥装置与旋风分离器的进气管连接，旋风分离器连接除尘洗涤塔，除尘洗涤塔塔底有含尘水排出口与中间罐连接；中间罐还通过管路与所述带式过滤机的洗涤水管路连接。本发明提出的设备结构简单，干燥强度大，操作、维护方便；不使用袋式除尘器从根本上消除滤袋黏结现象，可生产含水量较高的粉体，易于实现规模化生产；没有含粉尘尾气排放，不污染环境，产品收率近100％；同时可以实现尾气中的水蒸气冷凝和热能回用，综合能耗低，实现了闪蒸干燥装置尾气的资源化利用。

Description

一种旋转闪蒸干燥设备及旋转闪蒸干燥方法

技术领域

本发明涉及物料干燥领域，具体地，涉及一种旋转闪蒸干燥的设备及干燥方法。

背景技术

旋转闪蒸干燥是一种集干燥、流态化、搅拌分散为一体的干燥技术。旋转闪蒸干燥设备同常规的干燥设备相比(如气流干燥、流化床干燥和带式干燥等)，具有结构紧凑、干燥时间短、能源利用率高等优点。干燥塔内置搅拌分散桨，能快速分散团状、块状物料，增大物料与热空气的接触面积，提高传热效率；是一种高效、节能、快速、理想的干燥设备，特别适合于膏状、糊状、滤饼状物料的干燥，在食品、化工、建材、矿业、涂料、燃料等行业广泛应用。

对于传统的旋转闪蒸干燥装置，粉体产品为保证干燥效果，含水量一般要求的较低，但有些工艺为满足后续加工的要求，需要粉体的含水量必须达到较高的值。例如在以氧化铝(拟薄水铝石)和分子筛粉体为原料制备炼油催化剂过程中，干燥后粉体还需再进行加湿处理来满足成型工艺的要求。传统的旋转闪蒸干燥装置工作过程是空气经鼓风机送入加热器，被加热后从干燥机底侧面切向进入干燥机，物料经螺旋加料器进入干燥机，在这里物料得到干燥。来自干燥机上部的气流携带粉体，经旋风分离器、袋式分离器分别进行两次气固分离，之后空气和水蒸气由引风机排入大气。粉体产品分别经旋风分离器、袋式分离器底部经星型卸料器排到产品贮槽。经旋风分离器分离出的产品占产品总量的90％左右，还有10％左右的微细粉体由袋式分离器捕集。

中国专利CN201310756440.5公开一种SAPO分子筛的洗涤、干燥与焙烧后处理方法，采用多段带式过滤机的形式对晶化后的分子筛母液进行洗涤、过滤，最后形成滤饼。使用旋转闪蒸干燥装置粉碎干燥过滤后的分子筛，用袋式除尘器捕集，之后用回转窑对分子筛进行焙烧，将回转窑焙烧产生的高温尾气作为热源返回到旋转闪蒸装置。中国专利CN00132218.4公开一种氢氧化铝的生产方法,湿氢氧化铝的烘干采用的是以煤气做热源利用旋转闪蒸干燥机最后用袋式除尘器捕集产品。中国专利CN201110055153.2也是利用高温尾气作为热源由换热器预热进口空气，达到节能的目的，最后用袋式除尘器捕集产品。中国专利CN102583459A提供一种干燥温度容易控制，热效率高，节能效果好，工艺流程简短，适应性强，干燥过程连续、稳定、可靠，干燥效果好的含水七水硫酸镁制取一水硫酸镁的工艺。其被干燥的物料被气流送入出料装置，先经一级旋风除尘系统收集干燥的一水硫酸镁，尾气再经过二级水膜除尘，尾气中的粉尘含量小于规定值时排放。用袋式除尘器捕集产品，使含尘气体所携热量一并损失。针对含水较多的粉体产品，布袋除尘器使用一段时间后则失效。

发明内容

为了克服上述技术问题，本发明的目的之一在于，提供一种旋转闪蒸干燥设备。

本发明的另一目的在于，提供一种旋转闪蒸干燥方法。

实现本发明上述目的的技术方案为：

一种旋转闪蒸干燥设备，包括带式过滤机、旋转闪蒸干燥装置、旋风分离器、除尘洗涤塔、中间罐；

所述带式过滤机的滤饼出口与旋转闪蒸干燥装置的进料口连接，所述旋转闪蒸干燥装置上部的出口与旋风分离器的进气管连接，所述旋风分离器的气体出口连接除尘洗涤塔，所述除尘洗涤塔塔底设置有含尘水排出口，所述含尘水排出口与中间罐连接；所述中间罐还通过管路与所述带式过滤机的洗涤水管路连接。

其中，所述除尘洗涤塔为空心塔或填料塔，塔顶设置液体分布器，所述液体分布器与进水管路连接。

所述除尘洗涤塔是一个里面设置液体分布器的圆形或方形截面空心塔体，依靠液体分布器产生的分布在整个截面上的大量液滴，来清洗和冷凝通过塔体的含粉尘和蒸汽的高温气流。所述液体分布器可以为喷嘴、盘式分布器或本领域常规的液体分布器。

优选地，所述除尘洗涤塔塔底的含尘水排出口还通过管路和泵与除尘洗涤塔塔顶进水管路连接。

其中，所述中间罐设置有加热装置，中间罐内有搅拌器。

从水洗塔下部排出的含尘水一部分进入中间罐，可加热的中间罐安有搅拌器使罐中颗粒物保持悬浮。

优选地，所述带式过滤机为三段带式过滤机，所述中间罐通过管路与所述带式过滤机第三段的洗涤水管路连接。

一种使用本发明提出的旋转闪蒸干燥设备进行旋转闪蒸干燥的方法，包括步骤：

1)采用多段带式过滤机对反应后的浆液进行洗涤、过滤，洗涤、过滤后的滤饼在带式过滤机的末端进行收集；

2)将步骤1)收集的滤饼在旋转闪蒸干燥装置中干燥、粉碎；

3)使用旋风分离器对旋转闪蒸干燥装置出来的含粉体高温气体进行气固分离，得到粉体产品；

4)旋风分离器气体出口携带粉尘的高温气体进入除尘洗涤塔，用去离子水将高温气流中的粉尘物料洗掉，同时去离子水的温度升高至40-80℃，洗涤后的含粉尘水从除尘洗涤塔底部排出；

5)从湿法除尘器下部排出的60％-100％的含尘水进入中间罐，余下的含尘水返回湿法除尘器；在中间罐中的含粉尘水作为多段带式过滤机的洗涤水。

其中，所述反应后的浆液，是指反应制备的颗粒产品分散于液相中形成的混合物。包括但不限于分子筛浆液、氧化铝浆液、二氧化硅浆液中的一种或多种。

其中，所述步骤1)采用三段带式过滤机对反应后的浆液进行洗涤、过滤，具体步骤为：

带式过滤机的第一段对浆液进行固体与母液分离，带式过滤机第一段的下端放置容器收集母液；

带式过滤机的第二段用带式过滤机第三段的下端收集二次洗涤液对固体进行洗涤、过滤，同时在带式过滤机第二段的下端收集一次洗涤液；

带式过滤机的第三段使用含尘水对固体进行洗涤、过滤，同时在带式过滤机第三段的下端收集二次洗涤液，并将收集的二次洗涤液导回到带式过滤机的第二段用于洗涤带式过滤机第二段上的固体。

其中，所述步骤2)中，旋转闪蒸干燥装置出来的含粉体高温气体温度为100-200℃。

旋转闪蒸干燥装置采用热空气为热源，将空气用热风炉加热至140-280℃，并用风机加压，将风速控制在2-12m/s，进入旋转闪蒸干燥装置。

其中，所述步骤3)得到含水量10-60％的粉体产品。

步骤4)中除尘洗涤塔液气比优选为0.28-1.08升/立方米；除尘洗涤塔上部的不凝气由引风机引出放空。

其中，所述步骤5)中，中间罐的温度控制为40-90℃。

本发明的有益效果在于：

(1)旋风分离器出口的含粉尘的高温气流进入除尘洗涤塔，洗去粒度较小的粉体；去离子水在除尘洗涤塔中洗去高温气流中的粉尘，并冷凝其中水蒸气，同时吸收高温气流的热量，使得热量得以回收。

(2)一部分含粉尘的去离子水由泵送回水洗塔，与去离子水混合作为水洗塔的洗涤水，含粉尘的去离子水中悬浮颗粒物被多段带式过滤机截获回用。

(3)本发明采用湿法除尘，使得干燥温度调整余地大，可灵活调整粉体的含水量，为后续催化剂生产提供了便利的条件，同时，由于热能的回用，也能降低生产能耗。

本发明设备结构简单，干燥强度大，操作、维护方便；不使用袋式除尘器从根本上消除滤袋黏结现象，可生产含水量较高的粉体，易于实现规模化生产；没有含粉尘尾气排放，不污染环境，产品收率近100％；同时可以实现尾气中的水蒸气冷凝和热能回用，综合能耗低，实现了闪蒸干燥装置尾气的资源化利用，为环境友好技术。

附图说明

图1为实施例1旋转闪蒸干燥设备的系统图。

图中，1.旋转闪蒸干燥机；2.反应器；3.洗涤塔；4.引风机；5.中间罐；6.多段带式过滤机；7.含尘水泵；8.空气进口；9.进水管路。

A.浆液；B.母液；C.二次洗涤液；D.一次洗涤液；E.含尘水；F.滤饼；G.粉体产品；M.电机。

具体实施方式

以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

除非特别说明，本发明所采用的技术手段，为本领域常规的技术手段。

实施例1

如图1，一种旋转闪蒸干燥设备，包括带式过滤机6、旋转闪蒸干燥机1、旋风分离器2、洗涤塔3、中间罐5；

所述带式过滤机6的滤饼F的出口与旋转闪蒸干燥机1的进料口连接，旋转闪蒸干燥机1上部的出口与旋风分离器2的进气管连接，所述旋风分离器2的气体出口连接洗涤塔3，所述洗涤塔塔底设置有含尘水排出口，所述含尘水排出口与中间罐5连接；所述中间罐5还通过管路与带式过滤机6的洗涤水管路连接。

该洗涤塔3为空心塔，塔顶设置喷嘴，喷嘴与新鲜去离子水的进水管路9连接。洗涤塔塔底的含尘水排出口还通过管路和含尘水泵7与除尘洗涤塔塔顶进水管路连接。

中间罐5设置有加热装置，中间罐内有电机M驱动的搅拌器。

本实施例中，带式过滤机6为三段带式过滤机，所述中间罐通过管路与所述带式过滤机第三段的洗涤水管路连接。

实施例2

使用实施例1的设备。氧化铝(拟薄水铝石)旋转闪蒸干燥方法包括以下步骤：

步骤1：把成胶法制备的拟薄水铝石浆液A先用带式过滤机6第一段I过滤，分离出母液B，然后在带式过滤机6第二段II、带式过滤机6第三段III进行两次洗涤，其中带式过滤机6第三段III用含尘水洗涤，将得到的二次洗涤液C导回至带式过滤机6第二段II进行洗涤，过滤出一次洗涤液D，达到循环利用的目的。而母液B、一次洗涤液D作为过滤洗涤废水排出装置，最终在带式过滤机6的末端形成滤饼F；

步骤2：用进料机将含游离水55wt％(重量百分数)的滤饼F送入旋转闪蒸干燥机1的干燥室内。空气自空气进口8进入，用热风炉加热至153±2℃，并用风机加压，将风速控制在8m/s，送入旋转闪蒸干燥机1中。待干燥的滤饼F在旋转闪蒸干燥机的干燥室内，在风速为8m/s的回旋气流和底部搅拌器的共同作用下，与热风充分接触，物料温度上升至108±1℃，游离水蒸发，团块状物料也被不断破碎、分散、沸腾和干燥，热风至出口时温度降至101-104℃，物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间为3秒钟；

步骤3：被干燥的物料被旋转闪蒸干燥装置2出来的高温气流送入旋风分离器2，收集干燥了的粒度为10μm以上、含水30wt％拟薄水铝石粉体产品G；

步骤4：旋风分离器1出口的含尘101-104℃高温气流进入洗涤塔3，它是一个里面设置喷嘴的空心塔体，来清洗通过塔体的含粉尘气体。含尘气体上升速度为0.4—2.5m/s去离子水在洗涤塔3洗去高温气流中粉尘，冷凝其中水蒸气并且其本身的温度有所上升。含尘高温废水从洗涤塔3下部排出；

步骤5：洗涤塔3上部除去粉尘、水蒸气的低温不凝气由引风机4引出放空；

步骤6：从洗涤塔3下部排出4160kg/h的含粉尘水，其中86.5％即3600kg/h的含粉尘水进入有加热设施的中间罐5，中间罐5中水温控制在40—90℃。中间罐5安有搅拌装置使罐中颗粒物保持悬浮；余下的560kg/h含尘水由泵7送回水洗塔3，与去离子水混合作为洗涤塔3的洗涤水，这样了增加水洗塔3的洗涤强度，水洗塔3液气比为1.04升/立方米；含尘水在中间罐5加热后作为多段带式过滤机6的含尘水E，洗涤水温度为40—90℃，含粉尘去离子水中悬浮颗粒物被多段带式过滤机截获回用。

实施例3

采用实施例1的设备。本实施例为NaY分子筛旋转闪蒸干燥方法，包括以下步骤：

步骤1：把晶化后的NaY分子筛浆液A先用带式过滤机6一段I过滤，分离出母液B，然后在带式过滤机6二段II、带式过滤机6三段III进行两次洗涤，其中带式过滤机6三段III用含尘水E洗涤，将得到的二次洗涤液C导回至带式过滤机6二段II进行洗涤，过滤出一次洗涤液，达到循环利用的目的。而母液B、一次洗涤液D作为过滤洗涤废水排出装置，最终在带式过滤机6的末端形成滤饼F；

步骤2：用进料机将含游离水64.1wt％(重量百分数)的滤饼F送入旋转闪蒸干燥机1的干燥室内。将空气用热风炉加热至280±2℃，并用风机加压，将风速控制在2.5m/s，送入旋转闪蒸干燥机1中。待干燥的湿物料F在旋转闪蒸干燥机的干燥室内，在风速为2.5m/s的回旋气流和底部搅拌器的共同作用下，与热风充分接触，物料温度上升至130±1℃，游离水蒸发，团块状物料也被不断破碎、分散、沸腾和干燥，热风至出口时温度降至130-134℃，物料在旋转闪蒸干燥机的干燥室内停留时间为1.7秒钟；

步骤3：被干燥的物料被旋转闪蒸干燥装置2出来的高温气流送入旋风分离器2收集干燥的粒度为10μm以上、含水17.8wt％分子筛粉体产品G；

步骤4：旋风分离器1出口的含尘130-134℃高温气流进入洗涤塔3，它的结构是一个里面设置喷嘴的填料塔体，来清洗通过塔体的含尘气体。含尘气体上升速度为0.4—2.5m/s.去离子水在洗涤塔3洗去高温气流中粉尘，冷凝其中水蒸气并且其本身的温度有所上升。含尘高温废水从洗涤塔3下部排出；

步骤5：洗涤塔3上部除去粉尘、水蒸气的低温不凝气由引风机4引出放空。

步骤6：从洗涤塔3下部排出的3600kg/h的含尘水全部进入有加热设施的中间罐5，中间罐5中水温控制在40—90℃。中间罐5安有搅拌装置使罐中颗粒物保持悬浮，水洗塔3液气比为0.89升/立方米；含尘水在中间罐5加热后作为多段带式过滤机6的含尘水E，洗涤水温度为40—90℃，含尘水中绝大部分悬浮颗粒物为多段带式过滤机截获回用。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施方案对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (9)

1.一种旋转闪蒸干燥设备，其特征在于，包括带式过滤机、旋转闪蒸干燥装置、旋风分离器、除尘洗涤塔、中间罐；

所述带式过滤机的滤饼出口与旋转闪蒸干燥装置的进料口连接，所述旋转闪蒸干燥装置上部的出口与旋风分离器的进气管连接，所述旋风分离器的气体出口连接除尘洗涤塔，所述除尘洗涤塔塔底设置有含尘水排出口，所述含尘水排出口与中间罐连接；所述中间罐还通过管路与所述带式过滤机的洗涤水管路连接。

2.根据权利要求1所述的旋转闪蒸干燥设备，其特征在于，所述除尘洗涤塔为空心塔或填料塔，塔顶设置液体分布器，所述液体分布器与进水管路连接。

3.根据权利要求1或2所述的旋转闪蒸干燥设备，其特征在于，所述除尘洗涤塔塔底的含尘水排出口还通过管路和泵与除尘洗涤塔塔顶进水管路连接。

4.根据权利要求1或2所述的旋转闪蒸干燥设备，其特征在于，所述中间罐设置有加热装置，中间罐内有搅拌器。

5.根据权利要求1或2所述的旋转闪蒸干燥设备，其特征在于，所述带式过滤机为三段带式过滤机，所述中间罐通过管路与所述带式过滤机第三段的洗涤水管路连接。

6.一种使用权利要求1-5任一所述旋转闪蒸干燥设备进行旋转闪蒸干燥的方法，其特征在于，包括步骤：

1)采用多段带式过滤机对反应后的浆液进行洗涤、过滤，洗涤、过滤后的滤饼在带式过滤机的末端进行收集；

2)将步骤1)收集的滤饼在旋转闪蒸干燥装置中干燥、粉碎；

3)使用旋风分离器对旋转闪蒸干燥装置出来的含粉体高温气体进行气固分离，得到粉体产品；

4)旋风分离器气体出口携带粉尘的高温气体进入除尘洗涤塔，用去离子水将高温气流中的粉尘物料洗掉，同时去离子水的温度升高至40-80℃，洗涤后的含尘水从除尘洗涤塔底部排出；

5)从湿法除尘器下部排出的60％-100％的含尘水进入中间罐，余下含尘水返回湿法除尘器；在中间罐中的含粉尘水作为多段带式过滤机的洗涤水。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤1)采用三段带式过滤机对反应后的浆液进行洗涤、过滤，具体步骤为：

带式过滤机的第一段对浆液进行固体与母液分离，带式过滤机第一段的下端放置容器收集母液；

带式过滤机的第二段用带式过滤机第三段的下端收集二次洗涤液对固体进行洗涤、过滤，同时在带式过滤机第二段的下端收集一次洗涤液；

带式过滤机的第三段使用含尘水对固体进行洗涤、过滤，同时在带式过滤机第三段的下端收集二次洗涤液，并将收集的二次洗涤液导回到带式过滤机的第二段用于洗涤带式过滤机第二段上的固体。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中，旋转闪蒸干燥装置出来的含粉体高温气体温度为100-200℃。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述步骤5)中，中间罐的温度控制为40-90℃。