活性纳米级碳酸钙干燥工艺及设备的选择

（湖南金信化工有限公司设计院）（江苏靖江大地机械制造有限公司）艺和设备有特殊的要求通过实践和理论的比较证明，采用以带式干燥机为主要设备的干燥工艺，是活性纳米级碳酸钙生产较为理想的选择。
1问题的提出活性纳米级碳酸钙是一种纳米技术新产品，是三大无机纳米粉体材料之一。它作为一种新型填料，由于具有特殊的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应，使其与常规粉体材料相比在补强性、透明性、分散性、触变性和流动性能等方面都凸显出明显的优势，因此在塑料、橡胶、涂料、油墨、造纸、医药、粘结剂等制造业有着非常广泛的用途。它的主要品质指标为：（1）产品粒径100mm（1nm=1（T9m）；⑵颗粒表面具有活性；（3）白度湖南金信化工有限公司原有一套产量为5000t/a的超细碳酸钙（干法活化）装置，为提高产品品位、扩大产量、提高经济效益，在试验、研发成功的基础上，该公司于2000年投资新建了一套10000t/a的以生产活性纳米级碳酸钙为主的碳酸钙系列产品装置。
新装置投产以来，运行情况一直不正常。其主要问题是：该装置的干燥系统运行不理想，成为整个系统的但其在产品质量、干燥能力或经济性等方面仍存在许多不足，其运行状况也未见明显改观，装置经济效益欠佳。为此，改选一种较为理想的活性纳米级碳酸钙干燥工艺及设备，以消除“瓶颈\"成为日益迫切的问题2现行干燥工艺（装置）的运行情况超细碳酸钙的转筒干燥采用间接的列管换热方式，其主要流程见该流程中，待干燥的工艺碳酸钙滤饼自卧式旋转烘干筒的进入，由于重力和转筒的作用，它们布满卧式旋转烘干筒粉碎、磨粉机产品旋振筛分机超细碳酸钙转筒烘干工艺流程了筒壁，并由转筒流向低端；在筒内，热风自中心管进入到达低端后，再通过均布的支管由低端往逆向流动，然后被引出；这些列管散发的热量将滤饼烘干成粉状物料；成品粉料自转筒低端流出后分别进行磨粉、筛分即得产品。
实践证明，该流程具有如下优点：（1）操作简单；（2）连续生产，产量较高；（3）能耗较低因此该种装置具备高效、经济的特性。
但是，该干燥工艺对入口滤饼的含水量有特别的要求，即不得大于40若含水过多（大于50），则因其流动性较好，往往在转筒壁上形成薄薄的粘层，而粘层很容易过烧、发黄，导致质量不佳。
因此该干燥工艺只适合于滤饼含水量在3（~ 40的轻质超细碳酸钙，而对于浆料含水量在50~70的活性纳米级碳酸钙的干燥，如采用转筒烘干，除产品发黄外，还极易将纳米级碳酸钙的活性添加剂烧掉，使其失去表面活性，从而导致产品质量不达标，故不适宜选用。
超细碳酸钙喷雾干燥的主要工艺流程见带成品粉料的热风带成品粉g的热风工艺I砚料：进口」
f产品布袋除尘器引风机活性纳米级碳酸钙喷雾干燥工艺流程W口喷雾干燥塔旋风分离器其干燥过程为：工艺滤饼加水配制成的碳酸钙浆料在干燥塔内被喷成雾液；与来自热风炉的高温热风充分接触，其中的水分被快速蒸发而烘干；干燥后的成品粉料随热风送入旋风分离器沉降分离出大部分产品；小部分粉料再随风进入布袋除尘器被分离收集该工艺的主要优点是：（1）能适应活性纳米级碳酸钙浆料含水量高的需要，允许达70以上；（2）能连续生产，生产效率较高；（3）不需要磨粉和筛分工序，即能降低生产成本其突出的不足之处是：（1）由于干燥工艺中加入了大量的水需要蒸发，因此能耗较高；（2）粉料的流动为负压吸附操作，密封性和阻力性能要求较高，运行成本较高；（3）由于进塔热风温度在600*C以上，如果操作不当，也极易将活性添加剂烧掉，使其失去活性，造成产品质量不合格。
很显然，如果喷雾干燥工艺不能将入塔热风温度降到260°C，那么也不适宜活性纳米级碳酸钙生产。
烘房干燥活性纳米级碳酸钙的工艺流程见超细碳酸钙烘房烘干工艺流程它的主要内容为：工艺碳酸钙浆液进入压滤机后被制成滤饼；滤饼分批装入烘房内的托盘里；经烘房内列管换热，将滤饼蒸发、烘干；将烘干后的滤饼取出，再分别进行破碎磨粉、筛分，后得到产品。
该工艺能达到活。性纳米级碳酸钙产品要求1但存-热风产品t产品布袋除尘器‘。引风机超细碳酸钙闪蒸千燥工艺流程该工艺具有以下突出的优点：（1）由于利用了闪蒸干燥的原理，因此干燥效率较高、效果较好；（2）工艺热风温度可以在260*C左右，能耗较低，并能防止活性添加剂被烧掉，使产品合格；（3）工艺浆料含水量可达50~70，适合活性纳米级碳酸钙的工艺浆料要求；（4）能连续生产，产量较高；（5）成品粉料不需要磨粉、筛分，降低了成本因此，仅从满足质量、效率特性角度而言，采用闪蒸干燥工艺是很适宜的。
但是，该干燥工艺也存在明显的不足：（1）由于闪蒸烘干后的成品粉料总有小部分掉落到高速旋转轴与主机的密封间隙处，随着时间的累积，将产生严重的繁。（2）由于整个干燥系统在负压下生产，因此要求其密封性能良好，若有泄漏，一方面使生产效率降低，另一方面使“抱轴”现象加剧。（3）由于热源温度较低，当热风到达布袋除尘器时，其温度常在100C以下，极易产生“低温凝露”现象，造成粉尘粘袋，一方面，使Pu系统阻阻力增大生产1率降低“另一方面，也加剧W”抱v.cnki在以下不足之处：（1）烘干过程为间歇式，不能连续生产，且烘烤时间通常在30h以上，生产效率极低，干燥能力受到严重制约；（2）操作条件较差，劳动强度较大；（3）配有磨粉、筛分装置，增加了制造成本因此，该干燥工艺效益低下，经济性不高。
总之，虽然烘房干燥工艺能满足活性纳米级碳酸钙的品质要求，但因经济性很差，故不是理想的选择采用闪蒸干燥工艺烘干活性纳米级碳酸钙的主要流程见该流程中，含水量为50~7（的工艺浆料由螺旋送料装置送到闪蒸干燥塔内，并落向碎料装置的托盘；托盘上均布的筋条在高速旋转轴的带动下，迅速将掉落下的浆料碎成粉状；与此同时，通入干燥塔内的260C的热风快速将粉状物料中的水分蒸发、烘干成成品粉料；成品粉料随热风进入旋风分离器沉降分离出大部分活性纳米级碳酸钙产品；小部分粉料再随风进入布袋除尘器分离。
轴“现象；此外，滤袋使用寿命较短，更换频繁。（4）难以保证活性纳米级碳酸钙的吸油值指标合格（5）在低负荷生产时，成本较高。
由此看来，采用闪蒸干燥工艺烘干活性纳米级碳酸钙，其装置运行状况并不高效、经济，而且不能确保产品品质要求，因此该工艺也不是适宜的选择。
3?种新型高效的带式干燥工艺带式干燥工艺烘干活性纳米级碳酸钙的主要工艺流程见该流程的主要设备为多层带式干燥机，它是由江苏靖江大地机械有限公司制造的，并拥有多项专利技术2002年湖南金信化工有限公司经过技术招标，选择了带式干燥工艺及设备取代原干燥活性纳米级碳酸钙干燥装置。该干燥工艺的主要原理为：工艺碳酸钙浆料通过压滤机制成滤饼；滤饼进入带式干燥机的特殊布料器（专利产品）后，被挤成条形块，并均匀散落到干燥网带上；随着三条或多条干燥网带的传动，条形滤饼匀速地由顶层到达底层直至出口；与此同时，干燥机内充满热风，滤饼条在移动的过程中，被烘干成成品；烘干后的条形滤饼料再分别送入磨粉机、筛分机进行研细、筛分，后得到活性纳米级碳酸钙产品。
从装置运行状况看，带式干燥工艺具有以下明显活性纳米级碳酸钙带式烘千工艺流程的特点：（1）该工艺能确保纳米级碳酸钙产品各项指标合格，特别是工艺热风温度可定为26tfC，避免了活性添加剂被烧损的现象，因而能保持产品的活性品质。
（2）干燥机进料时，由于采用了特制的高效挤料成型机，保证了网带上布料均匀，料层厚度可调，型条粗细适中。与此同时，干燥机采用了复式布风、单元循环结构，保证了热风均匀，从而防止了“偏干”现象因此，该装置不仅干燥质量好、持续稳定，而且整体热效率较高、能耗较低（经测定，在产量为1600kg/h时，煤、电消耗成本为65.3元/t）（3）与烘房烘干工艺相比，一方面，由于将静态烘烤变成了连续动态烘烤，大大缩短了单位质量干燥时间，另一方面，滤饼由整块挤成分块的条状，托盘改成了带网孔的带条，有效提高了干燥面积和干燥强度，因此生产率成倍提高，满足了装置干燥能力的要求（4）与闪蒸干燥工艺相比，属于非负压吸附分离工艺操作，能耗较低，且装置运行平稳，不会因间可根据温度变化及工艺需要任意调节，操作控制方便。（6）装置长周期运行状况非常理想，几乎不存在曰常检修、维护问题，用户非常满意该干燥工艺稍显不足的是：需要配置磨粉和筛分装置，增加了投资和运行成本但是，它对于防止活性纳米级碳酸钙颗粒因“团聚效应”而造成的粒径过大，确保产品质量的一致性有重要的意义从应用效果上看，湖南金信化工有限公司采用带式干燥工艺干燥活性纳米级碳酸钙后，装置运行非常正常、稳定，且生产率较高，近乎地解决了10000t/a超细碳酸钙装置的“瓶颈”问题，与改造前的2002年相比，2003年度生产以活性纳米级碳酸钙为主的超细碳酸钙系列产品的总产量提高了一倍，为企业创造了良好的经济效益4总结采用以带式干燥机为主要设备的烘干工艺，烘干活性纳米级碳酸钙，不仅可以达到产品合格、质量稳定，而且还具有效率较高、效果较好、能耗较低、运行平稳、综合成本较低的特点，克服或避免了转筒烘干、喷雾干燥、烘房烘干、闪蒸干燥等工艺的诸多不足之处，因此具有明显的综合优势，是活性纳米级碳酸钙生产的较为理想的选择