幹燥設備在速溶矽酸鈉生產中的應用(一)
矽酸鈉用途（tú）非常廣泛（fàn），目前市場上的（de）矽酸鈉產品多為固體或液體。液體矽酸鈉在包裝、運輸及貯存等各個環節都存在一些問題;固（gù）體矽（guī）酸鈉（nà）的溶解是一個非常複雜及漫長的過程，需將固體碎（suì）粒（lì）放入滾筒（tǒng）化料機（jī）中，用蒸汽（qì）逐步溶解，整個（gè）過程包括（kuò）水合、初步溶解、水解和膠溶等複雜的（de）物理化學過程。而且溶解固粒矽酸鈉需用4-5h，溶解（jiě）的水溶液需經沉澱或過濾（lǜ）除去（qù）未熔化的石英砂等雜質製成產品。這些因（yīn）素對矽酸鈉產品的使用（yòng）造成了許多不便，限製了工業化的應用，因（yīn）此新型矽酸鈉產品的研究迫在眉睫。
1生產工藝流程
粉狀矽酸鈉（nà）由於具有溶解速度快的特點又稱為速溶矽（guī）酸鈉，國內已有幾家生產此類產品，它的工藝流程主（zhǔ）要是由液體矽酸鈉過濾後調整模數，通過噴霧幹燥後得到（dào）產品，但由於各個廠家使用的噴霧幹燥形式不一樣，產品質（zhì）量也有差別。青海三四一九幹燥設備有限公司根據多年生產噴（pēn）霧幹燥設備的經驗及生產工藝的試驗，確定（dìng）了生產粉狀矽酸鈉的工藝流程，見圖1。
噴霧幹燥根據霧化器形式不同分為壓力式、離（lí）心式、氣流式等幾種幹燥（zào）形式。
離心式霧化是以高速旋轉產生的離心力把料液水平甩出，料液在（zài）氣流（liú）和重（chóng）力作用下近似拋（pāo）物線形，下（xià）落時同（tóng）時被幹（gàn）燥，產品為大小均勻有孔、呈球狀的微粒。
壓力式霧化（huà）以供料泵產生的壓（yā）力為主要霧化動力（lì），由壓力能轉變成動能，幹燥後的產品呈微粒狀，一般平均粒度可以達到100目（mù）以（yǐ）下，產（chǎn）品有良好的流動性（xìng）。
氣流式以高速氣流產生的（de）動能為主（zhǔ）要霧化（huà）動力，依靠霧化（huà）器出口處（chù）氣流與料液的速度（dù）差將料（liào）液分散，產品（pǐn）為細粉狀（zhuàng）。
筆者分別應用此3種形式的噴霧幹燥設備幹燥液體矽酸鈉，由於速溶矽酸鈉的（de）主要（yào）技術指標是溶解速度（dù），所以對幹燥後的（de）粉狀矽酸鈉產品的溶解性進行（háng）了溶解試驗，試（shì）驗結果見表1。
通（tōng）過市場調查顯示（shì），許多行業都要求粉狀矽酸鈉的粒度小於200目，因此，筆者選擇噴霧幹燥形（xíng）式為離心式噴霧幹燥。但液體矽酸鈉具有較高的粘度，幹燥過程（chéng）中（zhōng）極（jí）易粘壁，在很大程度（dù）上抑製了產品的質量與產量。
2解決（jué）方案
由於液態矽酸鈉的（de）特（tè）性（xìng），在使用（yòng）噴霧幹燥設備進行幹燥時，出（chū）現了粘（zhān）壁現象（xiàng），導致部分物料水分超標，產品不合格，或產品中出現塊狀物料，還要進一步粉碎和篩分。
針對生產過程中出現的（de）問題，筆者對常（cháng）規的幹燥設備做了一些調整（zhěng）及改造（zào）。
2.1噴霧幹燥塔塔徑
在設（shè）計離心式噴霧幹燥（zào）塔塔徑時需（xū）要參（cān）考的數據是離心霧化器的噴距，可采用以下經驗公式計算：
(R99)0.9=3.46D0.3G0.25N-0.16
式中：D為圓盤直徑，m；G為供料速（sù）度，kg/h；N為圓盤轉速，r/min。
實際噴距與理論值（zhí）不能吻合，主要原因在於霧滴在噴（pēn）出後因水分迅速蒸發而使霧滴密度減小，因此飛行距離也會減（jiǎn）小；幹燥霧滴的直徑收縮或因崩裂（liè）而（ér）減小（xiǎo）；幹燥器內受熱風流動的影響，霧滴的飛行受到影響，一般認為實際噴距（jù）要比理論噴距計算值減（jiǎn）小約15%，因此在（zài）決定幹燥器直徑時，近似為2R99是可以滿足要求的。
幹燥設備在速（sù）溶矽（guī）酸鈉生產中（zhōng）的應用(二)
2.2 離心霧化器
離心霧化器的工作機理是當向（xiàng）一個高速（sù）旋轉（zhuǎn）的分散盤上注入液體時，液體受離心力和重力作（zuò）用，在這兩種力的作用下得到加速分裂霧化，同時在液體和周圍空氣的接觸麵處，由於存在摩（mó）擦力也促使形成霧滴。
霧（wù）化器是噴霧幹燥的核心部件，它的性能好壞對噴霧幹燥起決定性作用。試驗初期選（xuǎn）用了機械（xiè）齒輪霧化器（qì），連續運行了10天（tiān）後，粘壁現象已十分嚴重，無法繼續生（shēng）產，後（hòu）來（lái）改用高速電動霧化器，情況（kuàng）得到緩解，生產一段時間後又出現幹燥塔內壁（bì）一側粘壁，而（ér）另一側未（wèi）粘壁的（de）現（xiàn）象，筆者分析研究後發現霧化器的料液噴灑盤結構不完善，料液從（cóng）一側進入（rù）霧化器，尚未均勻分（fèn）配就（jiù）已在高速離心力的（de）驅動下被甩（shuǎi）出霧化器，料液分布不均，從而造（zào）成幹燥塔一側粘壁，筆者將噴灑盤的結構略加更改後解（jiě）決了這一問（wèn）題，更改後的噴灑盤結構示意見圖2。
2.3熱風分配器
熱風分配器的主要功能是將熱空氣等（děng）幹燥介質（zhì）引入幹燥塔內，與被幹燥霧滴充分均（jun1）勻混合，達到較高的傳熱傳質效率;最大限度地減少（shǎo）或避免物料的粘壁、粘頂（dǐng）或焦化現（xiàn）象的發（fā）生。因離心式噴霧幹燥（zào）器隻有一個霧化器，安裝在（zài）幹燥室頂部中心處，所以熱風總是從上部中心處進入幹（gàn）燥室（shì），這樣可以更好地使氣流分布均勻（yún），減少粘壁。見（jiàn）圖3。
它（tā）的外形似同蝸殼，內緣為圓形，離心霧化器安裝在中間，在錐（zhuī）體的（de）內外（wài）側各設有許多導風（fēng）板，導風板的作用在於控製熱（rè）風的方向，使霧滴與熱風的混合達（dá）到設計並防止物料粘（zhān）壁現象發生，保證幹燥塔能（néng）達到良好的操作狀態。
3物料（liào）的終含水率
速溶矽酸鈉的溶解速度是用戶非常關心的問題，在研製生產過程中發現（xiàn），速溶矽酸鈉的溶解速度不（bú）僅與物料的模數有關，還與（yǔ）幹燥後產品的終水含（hán）率有密切關係，在生產（chǎn）過（guò）程中應（yīng）嚴格控製（zhì）幹燥溫度，以（yǐ）達到合格的終（zhōng）含水率。速溶（róng）矽酸鈉的具體指標見表2。
幹燥是速溶矽酸鈉生產中的最關鍵環節之一。矽酸鈉產品的質量及特性與幹燥環節有著密切的關係，對於這種產（chǎn）品的幹燥方式易采用離心式幹燥通過實（shí）際生（shēng）產筆者總結出如下幾點：
①幹燥器直徑（jìng）應取為2R99；
②合理設計離心霧化器，噴灑盤的噴孔應（yīng）均勻避免料液分布不均；
③熱風分配器應安裝在幹（gàn）燥室頂部中心處，使（shǐ）熱（rè）風氣流分布均勻。
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