高岭土项目中的干燥技术创新
（查建军常州市武进明星干燥设备有限公司，常州213004）
摘要详细介绍了高岭土项目中的干燥技术创新，lpg离心干燥机的革新，突破了传统的生产工艺。通过干燥的原理、特性及过程分析，说明lpg离心干燥机在高岭土干燥中的优异性能。
关键词lpg离心干燥机高岭土液滴喷雾干燥技术创新
高岭土造纸级产品需具有严格的粒度分布和较高的白度，所以加工工序比较复杂。干燥在其生产过程中，是最后的关键工序。改进干燥设备，强化干燥过程和干燥设备的大型化、系列化、自动化已势在必行。常州市武进明星干燥设备有限公司总结了多年的经验，摸索出一套行之有效的解决高岭土干燥过程中一些关键技术的办法，从热风炉、雾化器、干
燥塔、除尘器到电控等可全套供应。研发的lpg系列高速离心喷雾干燥机和ypg压力干燥机，提高了热容量系数和蒸发强度，还解决了生产废气中的微粒回收和烟气中so2回收等问题。
1 lpg离心喷雾干燥机
1.1工作原理lpg喷雾干燥机将高岭土浆料在热风中喷成雾状液滴，在液滴下落过程中，水分被蒸发而成为粉末状或颗粒状的产品。在干燥塔顶部导入热风，同时将料浆泵送至塔顶，经过雾化器喷成雾状的液滴，这些液滴群的比表面积很大，与高温热风接触后水分迅速蒸发，在极短的时间内便成为干燥产品，从干燥塔底部排出。液滴与热风接触后，热风温度显著降低，湿度增大，它作为废气由排风机抽出。废气中夹带的微粉，用分
离装置回收。高岭土物料干燥过程，分等速阶段和减速阶段两个部分进行。等速阶段，水分蒸发在高岭土液滴表面发生，蒸发速度由蒸汽通过周围气膜的扩散速度控制。主要的推动力是周围热风和液滴的温度差，温度差越大蒸发速度越快，水分通过颗粒的扩散速度大于蒸发速度。当扩散速度降低而不能再维持颗度大于蒸发速度。当扩散速度降低而不能再维持颗粒表面的饱和时，蒸发速度开始减慢，干燥进入减速阶段。此时，颗粒温度开始上升，干燥结束时，高岭土物料的温度接近于周围空气的温度。
1.2特点
本机在高岭土产品干燥中，具有很多特点：
①干燥速度迅速。高岭土料液经离心喷雾后，表面积大幅增加，在高温气流中，瞬间就可蒸发95%~98%水分，完成干燥时间仅需几秒钟。达到了产品质量要求，同时也节省了时间和费用。
②采用并流型喷雾干燥形式，能使液滴与热风同方向流动。虽然热风的温度较高，但由于热风进入干燥室内与喷雾液滴接触，室温急降，不致使干燥物料受热过度。
③由于干燥过程在瞬间完成，颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性、流动性和溶解性。
④生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常用于湿含量40%~60%的浆料，特殊物料即使含湿量高达90%，同样能一次干燥成粉状产品。产品干燥后，不再进行粉碎和筛选，简化了生产工艺流程，提高了产品的纯度。对于产品的粒径、松密度、水分，在一定范围内，可改变操作条件下进行有效控水分，在一定范围内，可改变操作条件下进行有效控制。
⑤为使物料不受污染和延长设备寿命，凡与物料接触部分，均采用1cr18ni9ti的不锈钢材料制作；为使操作方便，控制系统采用一体化操作，即在控制柜安装各部件的指示装置和启闭装置。现我公司已创新生产了6000kg/h蒸发量的大型干燥机，替代国
外进口设备，其性能已达到水平。
1.3　技术参数　见表1。
表1　lpg喷雾干燥机的技术参数
2高岭土液滴的干燥特性及过程解析
高岭土产品生产过程中的干燥，可归属于可溶性固体液滴的蒸发干燥类中。lpg喷雾干燥机在干燥过程中，液滴在气流中运动的大部分时间内，其相对速度一般都很低，即使初速度很高，但由于液滴很小，其雷诺数re值一般都是很低的，约在10-1~102
范围以内。小于50µm的液滴，虽以100~150m/s的相对速度运动，该值也不超过200。当液滴速度很快地衰减到与气流速度相等时，液滴便在stokes所描述的范围内运动，该值小于2。因此，以边界层理论为基础的、在静止空气中的液滴蒸发理论，可用于喷雾干燥条件中。据资料介绍，液滴直径为500µm时，在300℃的热风中干燥时间约需4.6s；而直径100µm、热风温度为150℃以上时，其干燥时间在1s以内。高岭土液滴中含有溶质，在干燥过程中情况比较复杂。在等速阶段，液滴中的内部水分能迅速扩散到液滴表面蒸发汽化。当液滴表面转化为固体时，蒸发速度减慢，干燥进入减速阶段。在液滴表面形成一层硬化的表层外壳后，残留在内部的水分将产生一定的气压，当气压增大造成表层外壳爆裂形成穿孔时，产品呈多孔性疏松状态。因此，该过程要比纯液滴蒸发干燥时间长得多，约为10~15s。从上分析可知，含有可溶性溶质的高岭土液滴干燥的时间，等于等速和减速两个阶段干燥时间的总和，主要与初始液滴直径和临界湿含量有关。由于高岭土料浆中有溶解盐的存在而引起蒸气压的降低程度，将随每个液滴大小而不同，固相的生成也因液滴大小而有先后，因而水分传递的阻力也随之而有区别。在料浆喷雾干燥过程中，由于原浆浓度的差异，其特性也各不相同。lpg喷雾干燥机利用高效*的雾化器技术和布风技术，自动进行调整，以适应不同浓度的料浆。各种型号lpg喷雾干燥机的工况曲线图，见图1。
图1 lpg喷雾干燥机工况曲线图
3 结语    
高岭土产品具有广泛的应用前景，因此，大型喷雾干燥机在高岭土产品加工中也必将获得广泛应用。
典型用户：
1、兖矿集团广西北海高岭土有限公司 年产10万吨高岭土喷雾干燥设备 3台套（蒸发量4500kg，3000kg，2000kg）配套本厂自产热风炉 3台套，供热量：400万大卡,300万大卡，200万大卡
2、淮北矿务局下属企业 淮北金岩高岭土有限公司 年产1万吨高岭土喷雾干燥设备 lpg2000型
3、茂名新丽高岭土有限公司 年产1万吨高岭土喷雾干燥机
4、云南云天化集团下属企业去南临沧博尚高岭土有限公司 年产3万吨高岭土喷雾干燥设备，配直接式燃煤热风炉