锤式烘干机

锤式烘干工艺在高湿磷石膏干燥中应用1前言近几年来，我国经济发展速度很快，人们对能源利用环境保护改善生存条件，提出了更高的要求。其中固体废弃物的综合利用越来越受到人们的重视。建材工业是固体废渣利用重要领域，它的利用不但解决企业的可持续发展问题，在一定程度上也补充我国资源匮乏，这对构建循环经济社会发展具有重要意义。常见湿渣种类很多，主要有火力发电厂的湿排粉煤灰与脱硫石膏、化工厂的电石渣、磷石膏、钛石膏炼铝厂的赤泥以及污水处理厂的污泥等。这些湿排的废渣都有一个共同特点：含水量波动很大，颗粒细，容重轻，这对运输、储存、计量带来不便，利用比较困难。为此，必须在使用前，对这些湿渣进行预加工处理（除直接利用外）——烘干。2湿渣用传统回转烘干机干燥难点。2.1输送及喂料、计量困难。湿渣水分波动很大，基本呈“泥浆”或“牙膏”状态，不容易送入烘干机内。在输送过程中无法储存及计量、喂料，进入烘干机后，极易出现堆料和粘堵现象。2.2水分蒸发慢，能耗高、产量低。湿渣从20—80%含水量，在烘干机内蒸发终水分应达到2—5%的控制要求，一般采用回转烘干机工艺是很难做到的。2.3收尘设备容易堵塞，生产困难，运转率低。由于湿渣水分需由烘干机内蒸发，产生水蒸气后，再经收尘器风机排入大气。由于被蒸发水气中含尘浓度很高，固体颗粒很细、很轻，这对收尘器的选择及对生产技术操作参数提出了更高的要求。要解决上述难点，就必须从工艺设计、设备选型来实现。3湿渣干燥过程的工艺设计及设备选型的理论基础。3.1理论依据湿渣的干燥过程是通过加热、蒸发、水分被汽化，扩散到四周烟气中，从而得到干燥。要达到快速干燥，首先要解决湿渣在高湿含量废气环境下蒸发速度问题，而干燥速度与加热气体温度高低和湿渣水分大小有关（图1）热气流温度与物料含湿量蒸发关系图（图1）从图1可知，干燥速度及效率高低，取决于热气流温度和湿料水分的大小。3.1.1提高干燥速度及效率的途径。3.1.1.1热源供给要有较高温度和足够热量保证。3.1.1.2湿渣与热烟气接触时间适宜，才能达到水分蒸发量的要求。3.1.1.3湿渣与热烟气接触面积要大，混合均匀，才能达到水分蒸发快的要求。从以上的分析，要保证干燥指标（产、质量）的实现，就应该做到：在生产中科学设计工艺；合理选型烘干系统的设备；制订经济适用的操作参数和技术指标。3.2生产工艺（以磷石膏干燥为例）磷石膏烘干生产工艺由三部分组成。即：供热、烘干、干渣收集与废气处理。生产流程的各部分是有机地结合，并发挥最佳效果。其工艺流程如下：3.2.1锤式烘干工艺特点。3.2.1.1工艺新颖、生产简单、投资省，特别是土建费用很低。3.2.1.2工艺设备选型科学、合理、经济。3.2.1.3机械化、自动化程度高，且操作方便，维修、运行费用少。3.2.1.4生产全过程注重环保和节能。3.3热量的供给（热风炉）烘干系统中热风炉是为烘干机提供稳定热源的主要设备。炉子的选择不但影响烘干效率，也影响能耗。热风炉有多种炉型：层燃式手烧炉、机械链条炉、喷燃式煤粉炉和高温节煤沸腾炉，其中高温节煤沸腾炉是由普通沸腾炉改进而来，炉子性能得到更大发挥，具有很多的优点，得到广泛应用。生产中选用GXDF-3.0沸腾炉。3.3.1高温节煤沸腾炉的优点。3.3.1.1煤种适应面广。不仅适用于热值＞6000cal/kg的优质煤。无烟煤也可全部燃烧。热值＜3000cal/kg劣质煤或煤矸石、炉渣、焦碳碎粒等均可燃烧。3.3.1.2沸腾层传热效率高。沸腾段容积热力强度高于喷煤粉炉4-5倍、链条炉的6-8倍。3.3.1.3燃烧温度高。煤粒在炉中呈沸腾状态，正常燃烧温度为800-1000℃。3.3.1.4自动化程度高。容易掌握被烘干湿渣出料水分，操作系统采用热工仪表和微机连锁监控。温度、煤耗、烟气粉尘浓度、NOX和SOX含量等主要参数以及风机的风量、风压、废气湿度均通过监控、记录、显示、为生产提供操作依据。3.3.2生产操作技术参数（见表2）从表2看出：生产控制技术参数经济、合理、科学。3.3.2.1风箱静压在68.6kpa左右。说明鼓入高压空气过剩系数高，形成富氧煅烧，燃烧条件好。生产操作参数（平均值）表2技术操作参数单位数据正常燃烧温度℃900-1000风箱静压力kpa68.6燃烧后灰渣含碳量%2-4燃烧低位热值Kcal/kg3200燃料粒度mm平均3.6炉膛风速m/s0.9-1.03.3.2.2炉膛风速为0.9-1.0m/s，该风速控制适宜。在持续高温状态下，具有一定负压氛围，通风条件好。3.3.2.3在煤低热值情况下，炉的正常燃烧温度可达900-1000℃，灰渣含碳量为2-4%，燃尽率好，节煤。实践证明：高温节煤沸腾炉比普通沸腾炉煤的燃尽率高50%，降低煤耗60%-80%，增产80%-100%，提高寿命一倍以上。3.4湿渣的烘干设备。先进的烘干设备要求有较高热效率，也要有良好的烘干环境和生产辅助设备，锤式烘干机就具备这样条件，适合湿渣的烘干，本工艺选用HFD-50。750×700m/m锤式烘干机（见图2）HFD-50锤式烘干机结构图（图2）3.4.1设备特点3.4.1.1设备自重轻，干燥性能满足高湿轻质物料要求，使用维护方便、运行可靠。3.4.1.2具有很高的单位容积蒸发强度,这就决定了它外型尺寸小，其蒸发强度高达250-300Kg/m.h。此值数倍于回转烘干机（20-25Kg/m3.h）3.4.1.3机体有较低的流体阻力，实测阻力损失只有2.94-4.9kpa，因此因流体阻力消耗功率甚微。3.4.2结构性能机器由电机直接传动，它由机体及转子2部分组成:机体内部设有两处前后挡料板，当湿料入进机体内，被受到960r/min高速旋转的板锤打击向上与热气体充分混合，并随着热气体流动，这时受到前后挡料板阻隔，使气体折向流动,湿料又被板锤反向打击。这样就得到较长时间热交换，维持很高的蒸发速度。出料水分的大小，由前后挡料板上下调节控制。3.4.3HMD-50锤式烘干机技术规范与生产操作技术参数技术规范与技术参数对比数据表3技术参数单位设备技术规范数据生产操作指标入机烟气温度℃1200800-900生产能力T/H5050-60最大进料粒度mm100粉状出料粒度mm1-1.5粉状转子线速度m/s37.037.0电机型号.功率KwJO3250-455KW55.0重量T8.6358.635外形尺寸长×宽×高mm1950×1260×2905/入机湿渣水分%3020-30标准单位煤耗Kg/t∕13-16单位电耗Kwh/t∕1-1.2从表3看出：3.4.3.1设备自身的优势凸出。——自重轻，结构简单、价格低。——转子转速快，电机与机体直联，操作维修方便，运行费用少。3.4.3.2生产操作技术参数先进。——产量高、功率小、电耗、煤耗低、加工成本低。——设备外形不大，厂房面积小，工艺简单、土建投资很少。——进、出的水分及烟气温度差都比较大，说明传热速度快，热效率高。3.5干料的收集与废气处理湿渣干燥后，干粉在风速及负压相对较大的状态下，随风抽入收尘器，因此，收尘器的负荷相当大，100%干料需在收尘器内产生。合理选择收尘方案及技术参数是保证收尘效果得关键。为此，工艺中采用二级除尘。3.5.1一级除尘采用高效∮5500旋风收尘器，虽然收尘效率只有50-60%，但对于高温废气中粉尘颗粒细、浓度高，湿含量大采用这种收尘器比较适宜。高效旋风除尘器具有耐温（≤350℃）保温性能、低阻力处理风量大等优点。特别是锥体底部带有反射屏，防止气流将已分离粉尘重新扬起。排风管道要向下方（底灰方向）延长。这样可使风速加快，强化旋涡分离效果。3.5.2二级除尘采用PPW96-2×8箱式脉冲袋式收尘器，对于高温、高湿、高浓度的烟气，采用上述过滤收尘方法是最简单的。箱式脉冲收尘器清灰是用空气多点喷吹和反吹方法，在各室之间依次轮流清灰，清灰时间次数、压力均由微机程控。分室静态清灰方式，彻底解决了清灰不完全和二次扬尘现象。机内滤袋是采用类玻纤滤料，它憎水、耐折、耐温等优点，其织物光洁、平整、均匀、极易清灰等特点，成为过滤高浓度、高温度、高湿度粉尘理想滤料。3.5.3收尘系统生产操作技术参数表4一级收尘∮5500高效旋风收尘器废气温度℃380-320废气含尘浓度Mg/NM3250-300废气水分%16-25露点温度℃50-60二级收尘PPW96-2×8箱式脉冲收尘器处理风量M3/H95000-107500过滤风速m/min1.0-1.2过滤面积㎡1440收尘器室数个16滤袋条数条1536收尘器阻力Pa1500-1700出口含尘浓度mg/NM350操作压力kPa-6—+2.5从表4可知，生产操作技术参数科学，能很好的解决系统防结露问题。需要说明的是：上述的二级除尘，虽然能够有抗结露能力，但只能适应废气含湿量30%。热气流温度需达900-1100℃。为避免产生结露，烘干机废气温度高于露点温度20℃-30℃。废气排放温度应控制在100℃以上。收尘器处理风量较正常状态增加20-25%，过滤风速控制在0.8-1.2m/min，高温沸腾炉要能够保持供热温度相对稳定。4．结束语4.1随着我国经济的发展，废渣的产生有其必然性，而工业废渣数量庞大、种类繁多、成分复杂，特别是高湿质轻的废渣就更难处理。若这些高湿渣转化加工利用，综合治理与环境保护密不可分。对其进行必要的烘干能更广泛地成为有用资源，我们必须树立科学发展观，用废渣开发循环经济来推动节能与环保指标落实。4.2由于高湿废渣存在烘干与收尘的难点，这对推广和应用带来阻滞，但通过事实证明：只要认真分析其生产工况条件，科学设计生产工艺；合理适宜地选择供热烘干与收尘设备；确定经济适用操作工艺参数，抓好“温度、清灰、保温、漏风”四个关键环节，解决烘干利用与粉尘污染是能做到的。目前，高湿轻质废渣经烘干处理后，可直接作为原材料使用，具有社会效益，环保效益和经济效益，有良好的发展前途。