零排放蒸发系统结晶盐干燥机的选用

零排放蒸发系统结晶盐干燥机的选用

在煤化工废水“零排放”系统中，通过蒸发结晶所得的硫酸钠结晶盐，作为一种关键的化工原料，在玻璃制造、造纸工业、洗涤剂生产以及染料合成等多个领域中扮演着至关重要的角色。为寻求更高效、节能、环保的干燥技术，流化床干燥机以其独特的结构和工作原理，展现出显著优势。同时，硫酸钠结晶盐具有颗粒均匀、流动性好的特点，使其非常适合采用流化床干燥机进行干燥。

 

一、流化床干燥机工作原理

流化床干燥装置的原理:在于通过引入热空气流，促使物料在设备内部达到悬浮状态，形成类似液体沸腾的流化态。在这种状态下，物料颗粒与热空气充分混合并全面接触，实现热能交换。热空气经设备底部的分布板进入振动床区域，与物料颗粒充分混合并全面接触，对物料进行加热。在热空气流的驱动下，物料颗粒呈现出似液体沸腾的活跃状态。随着湿空气中的水分被物料吸收并蒸发，含有水分的空气随后会经过旋风分离器及袋式除尘器以去除其中的颗粒，经过过滤的气体最终排放至外界，而干燥后的物料则通过排料出口顺利排出系统。

二、流化床结构特点

流化床干燥机大致可以划分为几种典型类型，包括单层圆筒式、多层圆筒式、卧式多室式、喷雾式、喷动床式、沸腾式以及振动式等。振动流化床干燥机，其构造特色鲜明，主要由上箱体、下箱体、风室、流化室、冷却室以及分布板等核心部件构成，整体形成了一个封闭的腔体。为了便于监控干燥过程中物料的状态，上箱体通常设有观察窗。箱体部分用于容纳物料和提供必要的机械支撑，而分布板则起到关键作用，通过合理布置喷气孔，分布板能够实现气体在物料颗粒的均匀分布。具体而言，分布板的设计通常呈凹槽状，并从床体的进料一侧向出料一侧倾斜。分布板由中间的主体部分和两侧的侧板构成，主体部分上开设有喷气底孔，该喷气底孔与分段风室相连通，侧板上则开设有喷气侧孔。这些喷气孔的设计使得气体能够以一定的速度和压力进入流化床，从而实现床内物料的沸腾和流化状态。喷气底孔通常位于齿状或波浪状的分布板的齿间或波谷，孔口朝向床体的出料端，以确保气体在物料中的均匀分布和有效混合。

振动流化床还具有如下特点：

(1) 受热均匀：物料与加热后的空气充分接触，热交换效率高。

(2) 流态化稳定：床层开孔形式和开孔率至关重要，确保物料流化完全，无死角和吹穿现象。

(3) 可调性好：流化床床内料层的厚度和在流化床内移动速度均可实现无级调节。

(4) 密闭式设计：能够确保物料与空气之间不会发生交叉污染，维持作业环境的清洁度。

(5) 应用范围广：因其结构简单、操作方便、易于维护，同时由于具备良好的可调节性，对物料表面损伤小，尤其适合用于易碎颗粒以及形状不规则颗粒的干燥处理。

 

三、应用实例

以某煤化工废水经蒸发结晶后的硫酸钠湿盐为例，处理量为7,000kg/h，含水率5%。要求干燥后含水率降至0.3%以下，干燥设备采用1台流化床，并配备除尘设备。热源为158℃饱和蒸汽。

1.工艺路线

硫酸钠湿盐由螺旋输送机以一定的速率送至流化床干燥机的进料口。流化床进料口配备破碎机，用于破碎大块结晶湿盐。热风鼓风机将空气送入空气加热器中进行加热，加热温度≥130℃。随后，加热后的空气通过流化床干燥机底部的分布板均匀地流入流化床内，以使硫酸钠颗粒达到沸腾状的流化状态，从而确保硫酸钠湿盐与热空气之间能够进行充分的传质和传热。热空气将硫酸钠湿盐中的水分蒸发，最终得到含水率≤0.3%的硫酸钠干盐。此外，空气还经冷风鼓风机送入流化床内的冷却区，用于冷却高温的硫酸钠干盐以降低其出料温度。干燥后的硫酸钠从流化床干燥机另一侧出料口排出并被储存于料仓中，随后进行包装。从硫酸钠湿盐中蒸发出来的水蒸气及粉尘随气流从流化床的顶部进入旋风分离器和袋式除尘器内进行除尘处理，除尘后的尾气由引风机排入大气。旋风除尘器和袋式除尘器回收的粉尘被收集与干燥后的硫酸钠一同进入料仓。空气加热器采用158℃的饱和蒸汽作为热源对空气进行加热，加热过程中产生的冷凝水从加热器的底部排出再利用。

2.流化床干燥机主要工艺参数

处理量/(kg/h)：7,000

干燥机干燥室温度/℃：≥130

干燥机出口压力/kPa：-0.2

蒸水量/(kg/h)：347

3.主要设备选型

流化床干燥面积/m?：7

热风鼓风机/(m?/h)：21,000

冷风鼓风机/(m?/h)：6,700

引风机/(m?/h)：36,000

空气加热器面积/m?：520

旋风除尘器/mm：1,500

袋式除尘器过滤面积/m?：460

5. 流化床干燥机运行中的注意事项

停留时间的调整：通过调节溢流堰的高度，可以有效地控制硫酸钠湿盐在流化床干燥机中的停留时间。

进风量与引风量的调整：进风量用于调整硫酸钠湿盐的流化状态，良好的流化状态表现为硫酸钠湿盐层高度增加、具有流动性、可见度良好且粉尘夹带少。由进风调风阀和引风阀门的开度以及鼓风机引风机的电机频率来控制进风量和引风量的大小。

给料量的调整：给料状态的好坏对硫酸钠湿盐的处理效果有很大影响。目的在于保证进料的均匀性、连续性，同时使物料均匀散布在整个流化床床板上。

进风温度的调整：流化床干燥机的进风温度对其运行稳定性至关重要。温度过高可能导致结晶盐烧焦或结焦；温度过低则可能使物料流化不充分，降低生产效率。同时，空气流量的变化直接影响床层的膨胀高度和传热效率。

目前，流化床干燥机在硫酸钠结晶盐干燥中展现出显著的优势，使用时通过合理选型和控制参数的设置，可以实现对硫酸钠结晶盐干燥过程的精确控制，确保产品的质量和稳定性。此外，对设备进行定期维护与保养是保障流化床干燥机稳定运行及延长使用寿命的关键措施。