CN116251368A - 一种勃姆石超细浆料的干燥装置及工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种勃姆石超细浆料的干燥装置及工艺，该干燥装置包括卧式罐体，其顶部设有离心雾化器，离心雾化器分别与物料泵和超临界流体泵相连；卧式罐体的两端设置有进风口，进风口的内侧沿卧式罐体的侧壁设置有空气分布器；锥形罐体，设置在卧式罐体的下方，其底端设置有第一物料口，内部设置有轴流式旋风分离器；轴流式旋风分离器的上端进气口与卧式罐体连通，下端排料口与锥形罐体连通；除尘箱，设置在锥形罐体的外侧壁上，分别与锥形罐体和轴流式旋风分离器的排气管连通，其底部设置有第二物料口，侧壁上设置有风管，风管上设置有引风机。该工艺通过该装置实现，可减少粘壁现象，提高干燥效率，得到粒径小、分布均匀的超细粉体。
Description
技术领域
本发明涉及勃姆石制备技术领域，特别涉及一种勃姆石超细浆料的干燥装置及工艺。
背景技术
勃姆石又被称为软水铝石，是一种部分脱水的氢氧化铝。勃姆石通过水热法制备时，需先制得氢氧化铝母液，再将母液过滤、洗涤、浓缩得到勃姆石原料，勃姆石原料通过水调制成浆料，再喷雾干燥、水热晶化处理，得到超细勃姆石材料。由于勃姆石浆料的含水量大，其喷雾干燥时，喷出来的水雾容易在未完全干燥的情况下接触容器壁，产生结块，并且现有喷雾干燥设备的分离机构均位于干燥塔外，粉体随气流进入塔外的分离机构时，由于气流含水量大，遇冷容易发生凝结，造成干燥效果不佳且产生粘壁现象。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明提供一种勃姆石超细浆料的干燥装置及工艺，将分离机构与喷雾干燥机构设置在同一设备内，上方为喷雾干燥机构，下方为分离机构，超细粉体经喷雾干燥后，迅速进入下方的轴流式旋风分离器进行分离，可防止气流从喷雾干燥机构到分离机构的途中发生凝结，减少粘壁现象，同时提高干燥效率。
本发明采用的技术方案是：
一种勃姆石超细浆料的干燥装置，包括：
卧式罐体，其顶部设有离心雾化器，所述离心雾化器分别与物料泵和超临界流体泵相连；所述卧式罐体的两端设置有进风口，所述进风口的内侧沿所述卧式罐体的侧壁设置有空气分布器；
锥形罐体，设置在所述卧式罐体的下方，其底端设置有第一物料口，内部设置有轴流式旋风分离器；所述轴流式旋风分离器的上端进气口与所述卧式罐体连通，下端排料口与所述锥形罐体连通；
除尘箱，设置在所述锥形罐体的外侧壁上，分别与所述锥形罐体和轴流式旋风分离器的排气管连通，其底部设置有第二物料口，侧壁上设置有风管，所述风管上设置有引风机。
在本申请公开的干燥装置中，所述离心雾化器的进料管为Y型管，所述Y型管的两个进口分别与物料泵和超临界流体泵相连；所述Y型管的出口端内侧设置有筛网。
在本申请公开的干燥装置中，所述轴流式旋风分离器的数量为多个，多个所述轴流式旋风分离器整列设置在所述卧式罐体与锥形罐体的连接板上。
在本申请公开的干燥装置中，所述锥形罐体的内部还设置有一排风管，所述排风管的一端与所述轴流式旋风分离器的排气管连通，另一端与所述除尘箱连通。
在本申请公开的干燥装置中，所述除尘箱的内部通过滤布结构划分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述排风管连通，所述第二腔室与所述锥形罐体的内部通过气流管连通；所述风管与所述第二腔室连通，且所述风管处设置有过滤棉。
在本申请公开的干燥装置中，所述锥形罐体内所述气流管的进气口处设置有滤网。
基于同样的发明构思，本申请还提供了通过上述干燥装置进行干燥的工艺，具体地，一种勃姆石超细浆料的干燥工艺，包括以下步骤：
步骤S1. 将勃姆石原料用水调成浆料，进行超细研磨，获得超细浆料；在超细浆料中加入pH调节剂，使超细浆料变成液态料液；
步骤S2. 将二氧化碳气体用冷凝机冷却成液体后，通过超临界流体泵加压，得到超临界CO2流体；
步骤S3. 将空气过滤、加热后，从两端进风口送入卧式罐体，经空气分布器在卧式罐体的内侧壁四周形成热空气气流；液态料液与超临界CO2流体通过进料管混合后进入离心雾化器，经离心雾化器雾化为超细雾滴，进入卧式罐体；在卧式罐体内，超临界CO2流体因降压瞬间气化，携带部分液体分离，雾滴表面形成干壳，再与热空气接触，瞬间干燥为超细粉体；
步骤S4. 超细粉体随气流进入下方的轴流式旋风分离器，经导流叶片导流后，产生较大的切向速度作用，气流中的超细粉体获得离心力，运动至管壁从排料口进入锥形罐体，气流携带少部分粉体从排气管进入排风管，再排入除尘箱；
步骤S5. 锥形罐体内的少量气流从上方经滤布过滤后，进入除尘箱；气流在除尘箱内分离出超细粉体后，经热量回收后排放。
在本申请公开的干燥工艺中，所述步骤S1中，将勃姆石原料用水调成固含45~55%的浆料。
在本申请公开的干燥工艺中，所述步骤S1中，pH调节剂为醋酸、氨水、碳酸铵中的一种。
在本申请公开的干燥工艺中，所述步骤S3中，液态料液与超临界CO2流体的比例为1:0.1~0.3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
（1）本申请将分离机构与喷雾干燥机构设置在同一设备内，上方为喷雾干燥机构，下方为分离机构，超细粉体经喷雾干燥后，迅速进入下方的轴流式旋风分离器进行分离，可防止气流从喷雾干燥机构到分离机构的途中发生凝结，减少粘壁现象，同时提高干燥效率。
（2）本申请将超临界CO2流体与超细浆料混合分散后，送入离心雾化器进行雾化，超临界CO2流体在进入卧式罐体时瞬间降压气化，携带浆料部分液体分离，使雾滴表面形成干壳，再与四周的热空气接触，瞬间干燥为超细粉体。本申请在超细浆料中加入少量超临界流体，利用超临界CO2流体的分散性，可以得到粒径很小、分布均匀的超细粉体。由于超临界CO2流体制备成本高，本申请只使用少量流体，其主要是用于分散料液，得到超细粉体，同时在其气化的瞬间，使雾滴表面形成干壳，加快热空气的干燥速率。同时由于超临界流体气化瞬间带走部分液体，因此只需较短路径就能实现热空气干燥，即本申请采用卧式罐体，其高度小，便于在其下方设置分离机构的锥形罐体，减少占地面积。
（3）本申请沿卧式罐体的内侧壁设置有空气分布器，热空气进入卧式罐体后，经空气分布器分布在卧式罐体的四周，可快速将料液干燥，同时离心喷雾时，可阻止料液向侧壁运动，避免粘附在侧壁上。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为勃姆石超细浆料的干燥装置的结构示意图；
图2为空气分布器的结构示意图；
图3为进料管的结构示意图；
图4为除尘箱的结构示意图。
附图标记：
100、卧式罐体；101、离心雾化器；102、物料泵；103、超临界流体泵；104、进风口；105、空气分布器；106、进料管；107、筛网；108、连接板；
200、锥形罐体；201、第一物料口；202、轴流式旋风分离器；203、排气管；204、排风管；205、除尘箱；206、滤布结构；207、第一腔室；208、第二腔室；209、过滤棉；210、滤网；211、第二物料口；213、引风机；214、气流管；215、风管。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图，对本申请的具体实施方式做详细的说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部结构。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
在本申请中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例提供了一种勃姆石超细浆料的干燥装置，包括：
卧式罐体100，其顶部设有离心雾化器101，该离心雾化器101分别与物料泵102和超临界流体泵103相连。卧式罐体100的两端设置有进风口104，进风口104的内侧沿卧式罐体100的侧壁设置有空气分布器105。浆料通过物料泵102送入离心雾化器101，与超临界CO2流体混合后，通过离心雾化器101雾化为超细雾滴，进入卧式罐体100。热空气通过进风口104进入卧式罐体100，并经空气分布器105分散在卧式罐体100的内侧四周，对超细雾滴进行干燥。
锥形罐体200，设置在卧式罐体100的下方，其底端设置有第一物料口201，内部设置有轴流式旋风分离器202。轴流式旋风分离器202的上端进气口与卧式罐体100连通，下端排料口与锥形罐体200连通。在卧式罐体100中干燥后的超细粉体随气流进入轴流式旋风分离器202，经轴流式旋风分离器202分离后，超细粉体经排料口进入锥形罐体200，再由第一物料口201排出。
除尘箱205，设置在锥形罐体200的外侧壁上，分别与锥形罐体200和轴流式旋风分离器202的排气管203连通。除尘箱205的底部设置有第二物料口211，侧壁上设置有风管215，风管215上设置有引风机213。经轴流式旋风分离器202分离后的气流通过引风机213从排气管203进入除尘箱205，在除尘箱205内进行除尘，除尘后气流经风管215送至下一设备，粉体由下方的第二物料口211排出。
本申请将分离机构与喷雾干燥机构设置在同一设备内，上方为喷雾干燥机构，下方为分离机构，超细粉体经喷雾干燥后，迅速进入下方的轴流式旋风分离器202进行分离，可防止气流从喷雾干燥机构到分离机构的途中发生凝结，减少粘壁现象，同时提高干燥效率。
本申请将超临界CO2流体与超细浆料混合分散后，送入离心雾化器101进行雾化，超临界CO2流体在进入卧式罐体100时瞬间降压气化，携带浆料部分液体分离，使雾滴表面形成干壳，再与四周的热空气接触，瞬间干燥为超细粉体。本申请在超细浆料中加入少量超临界流体，利用超临界CO2流体的分散性，可以得到粒径很小、分布均匀的超细粉体。由于超临界CO2流体制备成本高，本申请只使用少量流体，其主要是用于分散料液，得到超细粉体，同时在其气化的瞬间，使雾滴表面形成干壳，加快热空气的干燥速率。同时由于超临界流体气化瞬间带走部分液体，因此只需较短路径就能实现热空气干燥，即本申请采用卧式罐体100，其高度小，便于在其下方设置分离机构的锥形罐体200，减少占地面积。
本申请沿卧式罐体100的内侧壁设置有空气分布器105，请参见图2所示，热空气进入卧式罐体100后，经空气分布器105分布在卧式罐体100的四周，可快速将料液干燥，同时离心喷雾时，可阻止料液向侧壁运动，避免粘附在侧壁上。
在一个实施例中，请参见图3所示，离心雾化器101的进料管106为Y型管，Y型管的两个进口分别与物料泵102和超临界流体泵103相连。Y型管的出口端内侧设置有筛网107。液态浆料通过物料泵102进入进料管106，超临界CO2流体经超临界流体泵103进入进料管106，两者在Y型管内高压混合，再经筛网107过滤混合后，进入离心雾化器101进行雾化，通过Y型管使超临界CO2流体将超细浆料分散均匀，离心雾化器101雾化为超细雾滴。
在一个实施例中，请参见图1所示，轴流式旋风分离器202的数量为多个，多个轴流式旋风分离器202整列设置在卧式罐体100与锥形罐体200的连接板108上。
在一个实施例中，请参见图1所示，锥形罐体200的内部还设置有一排风管204，排风管204的一端与轴流式旋风分离器202的排气管203连通，另一端与除尘箱205连通。
在一个实施例中，请参见图4所示，除尘箱205的内部通过滤布结构206划分为第一腔室207和第二腔室208，第一腔室207与排风管204连通，第二腔室208与锥形罐体200的内部通过气流管214连通。风管215与第二腔室208连通，且风管215处设置有过滤棉209。气流进入除尘箱205后，经滤布结构206过滤，再由过滤棉209过滤，最后排出除尘箱205。气流管214连通第二腔室208和锥形罐体200，保持压力平衡。
具体地，锥形罐体200内气流管214的进气口处设置有滤网210，防止锥形罐体200内的超细粉体进入气流管214中。
基于上述干燥装置，本申请还提供了一种勃姆石超细浆料的干燥工艺，包括以下步骤：
步骤S1. 将勃姆石原料用水调成固含45~55%的浆料，进行超细研磨，获得超细浆料；在超细浆料中加入pH调节剂，使超细浆料变成液态料液。
步骤S2. 将二氧化碳气体用冷凝机冷却成液体后，通过超临界流体泵加压，得到超临界CO2流体。液态料液与超临界CO2流体分散混合，便于离心雾化为超细雾滴，得到超细勃姆石粉料。
步骤S3. 将空气过滤、加热后，从两端进风口送入卧式罐体，经空气分布器在卧式罐体的内侧壁四周形成热空气气流；液态料液与超临界CO2流体通过进料管混合后进入离心雾化器，经离心雾化器雾化为超细雾滴，进入卧式罐体；在卧式罐体内，超临界CO2流体因降压瞬间气化，携带部分液体分离，雾滴表面形成干壳，再与热空气接触，瞬间干燥为超细粉体；
步骤S4. 超细粉体随气流进入下方的轴流式旋风分离器，经导流叶片导流后，产生较大的切向速度作用，气流中的超细粉体获得离心力，运动至管壁从排料口进入锥形罐体，气流携带少部分粉体通过排风管排入除尘箱；
步骤S5. 气流在除尘箱内分离出超细粉体后，通过风管进入热量回收设备，热量回收后排放。
在一个实施例中，步骤S1中，pH调节剂为醋酸、氨水、碳酸铵中的一种。
在一个实施例中，步骤S3中，液态料液与超临界CO2流体的比例为1:0.1~0.3。具体地，其比例可以为1:0.1、1:0.2、1:0.3等，优选为1:0.3。
本申请干燥工艺将液态料液与少量超临界CO2流体混合后，通过离心雾化器雾化为超细雾滴，超细雾滴进入卧式罐体后，超临界CO2流体降压瞬间气化，带走部分液体，雾滴表面形成干壳，再与热空气气流接触，瞬间干燥为超细粉体，超细粉体随气流进入下方的分离机构进行分离；本申请在超细浆料中加入少量超临界流体，利用超临界CO2流体的分散性，可以得到粒径很小、分布均匀的超细粉体。超临界CO2流体在气化的瞬间，使雾滴表面形成干壳，可加快热空气气流的干燥速率，避免发生粘壁现象。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，包括：
卧式罐体，其顶部设有离心雾化器，所述离心雾化器分别与物料泵和超临界流体泵相连；所述卧式罐体的两端设置有进风口，所述进风口的内侧沿所述卧式罐体的侧壁设置有空气分布器；
锥形罐体，设置在所述卧式罐体的下方，其底端设置有第一物料口，内部设置有轴流式旋风分离器；所述轴流式旋风分离器的上端进气口与所述卧式罐体连通，下端排料口与所述锥形罐体连通；
除尘箱，设置在所述锥形罐体的外侧壁上，分别与所述锥形罐体和轴流式旋风分离器的排气管连通，其底部设置有第二物料口，侧壁上设置有风管，所述风管上设置有引风机。
2.根据权利要求1所述的勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，所述离心雾化器的进料管为Y型管，所述Y型管的两个进口分别与物料泵和超临界流体泵相连；所述Y型管的出口端内侧设置有筛网。
3.根据权利要求1所述的勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，所述轴流式旋风分离器的数量为多个，多个所述轴流式旋风分离器整列设置在所述卧式罐体与锥形罐体的连接板上。
4.根据权利要求3所述的勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，所述锥形罐体的内部还设置有一排风管，所述排风管的一端与所述轴流式旋风分离器的排气管连通，另一端与所述除尘箱连通。
5.根据权利要求4所述的勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，所述除尘箱的内部通过滤布结构划分为第一腔室和第二腔室，所述第一腔室与所述排风管连通，所述第二腔室与所述锥形罐体的内部通过气流管连通；所述风管与所述第二腔室连通，且所述风管处设置有过滤棉。
6.根据权利要求5所述的勃姆石超细浆料的干燥装置，其特征在于，所述锥形罐体内所述气流管的进气口处设置有滤网。
7.一种勃姆石超细浆料的干燥工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1. 将勃姆石原料用水调成浆料，进行超细研磨，获得超细浆料；在超细浆料中加入pH调节剂，使超细浆料变成液态料液；
步骤S2. 将二氧化碳气体用冷凝机冷却成液体后，通过超临界流体泵加压，得到超临界CO2流体；
步骤S3. 将空气过滤、加热后，从两端进风口送入卧式罐体，经空气分布器在卧式罐体的内侧壁四周形成热空气气流；液态料液与超临界CO2流体通过进料管混合后进入离心雾化器，经离心雾化器雾化为超细雾滴，进入卧式罐体；在卧式罐体内，超临界CO2流体因降压瞬间气化，携带部分液体分离，雾滴表面形成干壳，再与热空气接触，瞬间干燥为超细粉体；
步骤S4. 超细粉体随气流进入下方的轴流式旋风分离器，经导流叶片导流后，产生较大的切向速度作用，气流中的超细粉体获得离心力，运动至管壁从排料口进入锥形罐体，气流携带少部分粉体从排气管进入排风管，再排入除尘箱；
步骤S5. 锥形罐体内的少量气流从上方经滤布过滤后，进入除尘箱；气流在除尘箱内分离出超细粉体后，经热量回收后排放。
8.根据权利要求7所述的勃姆石超细浆料的干燥工艺，其特征在于，所述步骤S1中，将勃姆石原料用水调成固含45~55%的浆料。
9.根据权利要求7所述的勃姆石超细浆料的干燥工艺，其特征在于，所述步骤S1中，pH调节剂为醋酸、氨水、碳酸铵中的一种。
10.根据权利要求7所述的勃姆石超细浆料的干燥工艺，其特征在于，所述步骤S3中，液态料液与超临界CO2流体的比例为1:0.1~0.3。
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