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密闭式圆盘干燥机烘干膨胀石墨的工艺研究

信息来源:本站 | 发布日期: 2018-12-10 08:45:52 | 浏览量:880402

      阻燃剂是目前^上产量^大的橡胶塑料助剂之一,其中使用^多的是含氯或溴的聚烯烃阻燃剂。但卤系阻燃剂^大的问题是在阻燃的同时,放出大量的有毒气体(如HCl、HBr、多溴代二苯并二恶烷等),产生腐蚀性烟雾。这些烟雾、有毒气体给灭火、逃离和恢复工作带来很大困难。近期有研究称溴系阻燃剂DBDPO在燃烧时会产生致癌物质二羟基喹啉,而使它的使用受到了限制,它在溴系阻燃剂中的比例已从1989年的26%降至1992年的16%。由于溴系阻燃剂在阻燃舞台上举足轻重的地位,目前尚未找到取代它的适用的阻燃体系。
      在寻求环保、安全阻燃剂的形势下,自20世纪90年代开始,一种新型无机膨胀型阻燃剂——可膨胀石墨得到了迅速发展。可膨胀石墨在达到同样阻燃效果时,用量远小于普通阻燃剂;在相同用量下,阻燃效果大大好于普通阻燃剂。其亦可和多种阻燃剂发生协同阻燃作用,如红磷、APP、金属氧化物、无机水合物等,阻燃效果显著。北京理工大学、^科学技术大学、河北大学等科研单位已经对其阻燃性能及应用进行了研究。可膨胀石墨在阻燃领域的深入研究和广泛应用,无疑会给阻燃界带来一场全新的革命。


       在膨胀石墨生产中,干燥操作单元是一个重要环节,干燥器能否正确选择直接影响到产品的质量、操作环境和运行成本。选择干燥器时,一般需考虑以下几个因素:干燥器不污染环境、易于操作、热效率高、能耗少、占地面积小、能保证产品质量。综合以上几点的考虑及对物料性质的分析(阻燃剂类物料含水率较大,比较松散,流动性一般,干燥后粒度要求严格),百得干燥研究开发了^适合此种物料烘干的设备——盘式干燥机。

膨胀石墨干燥设备  选型分析
  (1) 热风循环烘箱
      热风循环烘箱是一种较传统的干燥设备,内部主要结构有:逐层放置的物料盘、框架、电热元件加热器。该烘箱通过风机产生循环流动的热风,吹到湿物料的表面实现加热,以此达到干燥目的。干燥过程所用的热源为蒸汽、电或者导热油。
      石墨^早的干燥工艺流程采用烘箱干燥,被干燥的膨胀石墨被均匀地铺在烘盘中在放置在框架上,烘箱内有循环热风加热。物料在烘箱内部被加热干燥,直至到^后干燥合格,再由人工卸料。烘箱干燥系统的^主要缺点是工人劳动强度大、占地面积大、干燥时问长、工作环境差。
  (2) 闪蒸干燥机
      闪蒸干燥机是一种底部带有旋转粉碎装置的竖式流化床干燥设备,能同时完成物料的粉碎、干燥、分级等操作,主要用于膏糊状、滤饼状、泥浆状物料的干燥。其主体为一个圆筒形干燥室,主要由三部分组成:底部的粉碎流化段、中部干燥段和顶部分级段。闪蒸干燥机是流化技术、旋流技术、喷动技术及对流传热技术的优化组合。
      作为改进型的热风对流型干燥设备,闪蒸干燥机适合干燥分散性好,不易团聚,适用于粒度小、水分含量高滤饼状物料,在干燥膨胀石墨中存在一下问题:① 物料需要热风带动,干燥过程中有大量热量排出,造成能耗高;② 由于物料在干燥机中高速运动,颗粒破坏严重,产品品质降低;③ 设备结构复杂,投资较高。
  (3) 盘式干燥机
      盘式干燥机是一种多层固定空心加热圆形载料盘、立式连续、热传导为主的干燥设备,由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、主轴、传动装置、外壳等组成。将热源通入各层中空的干燥盘内,以热传导的方式加热干燥盘上的湿物料,干燥盘静止不动,在转动耙叶的作用下,湿物料不断移动翻滚干燥,水蒸汽随设备风机排出,合格的干燥成品从设备底部连续排出。

      此流程的特点是干燥机连续工作,占地面积小;由于采用蒸汽作为热源,利用的是蒸汽的潜热,因此干燥强度大,热效率高,使能耗大大降低;而且设备密闭工作,操作环境好,对环境^。


膨胀石墨盘式干燥机  工艺流程图


盘式干燥机  工作原理
       盘式干燥机是一种新型传导式干燥设备,具有连续运行、密闭操作、蒸发强度大、湿度梯度分布合理、动力消耗低、占地面积小等优点。同时,其配置简单,不需气流干燥所必须配置的旋风除尘器,不使用热风作为加热介质,因此不会发生因热风和粉尘分离不好随尾气夹带造成的产品损失。
      盘式干燥机由干燥盘、耙臂、装在耙臂上的若干耙叶、主轴、传动装置、外壳等组成,中空的干燥盘内通入加热介质。干燥盘在干燥器内水平层式布置,干燥盘静止不动,物料在盘面上由耙叶推动运动,在运动过程中被干燥盘加热,进行传热传质完成干燥作业,根据被干燥物料的产量、性质、初始及^终含水量,确定干燥盘层数(干燥面积)。

膨胀石墨盘式干燥机  特点及优势
  (1) 连续运行、热效率高
       盘式连续干燥机以传导传热方式进行干燥,干燥过程中干燥机内只通入极少量(或不通入)空气,其尾气携带量很少,故其热效率可达65%以上。
  (2) 动力消耗低,噪音小
       由于干燥过程中料层很薄,主轴转速低,物料传送系统所需的功率小 ,电耗很少,其全套干燥装置动力消耗仅是对流方式传热装置动力消耗的1/5~1/7,且噪音很小。
  (3) 物料受热均匀,干燥时间短
       由于干燥过程中物料在干燥盘中沿阿基米德螺线运动轨迹翻滚前进,物料所走路程为干燥盘半径的5倍,且逐层下落,因此物料接触加热盘面时间基本相同,受热很均匀。
  (4) 物料损失小、环境保护好
       由于在干燥过程中,物料上进下出,物料分布也是上湿下干,且干燥尾气流速极低(约0.1m/s),因此物料粉尘很难浮到设备顶部,更不会被尾气夹带排走,不仅不损失物料,而且不会污染环境。
  (5) 设备密闭连续操作,工人劳动强度低
  (6) 安装方便,占地面积小
       由于干燥盘层式布置、立式安装,即使干燥面积很大,占地面积也很小。
  (7) 节省能源
       干燥介质可利用锅炉所产生废热蒸汽,从而节省了大量的热量。
  (8) 产品质量稳定
       由于采用盘式连续干燥方式,物料受热均匀,产品质量能得以保证。

      目前,国内生产膨胀石墨的厂家采用传统的烘箱干燥机等对流干燥工艺,由于烘干方式的落后,导致生产效率较低,劳动强度较大,设备占地面积大,生产成本高。而采用盘式连续干燥机烘干膨胀石墨,则大大减低了生产成本,提高了产品质量,降低了工人的劳动强度,保护了环境。因此,盘式干燥机在膨胀石墨等阻燃剂行业具有很好的应用前景。



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