噴霧干燥技術在白炭黑生產中的應用

摘要：根據(jù)生產實踐經驗，介紹離心噴霧和壓力噴霧干燥設備在大型白炭黑生產線中的應用，介紹幾種不同的流程布置，熱風分布裝置及系統(tǒng)典型操作參數(shù)。

關鍵詞：離心噴霧，壓力噴霧，干燥設備，白炭黑

1，概述，1

白炭黑學名為沉淀二氧化硅，組成為SiO2，nH2O,是橡膠工業(yè)重要的補強原料。因其微觀結構和聚集體形態(tài)和炭黑類似，并在橡膠中有相近的補強性能，故被稱為白炭黑，白炭黑可溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水，耐高溫，不燃，無毒無味，具有良好的電絕緣性。

白炭黑的生產方法主要有氣相法和沉淀法，氣相法生產白炭黑，要使用鹵化硅為原料，雖然產品純度高，性能好，但生產過程中能源消耗大，成本高，技術較復雜，而且價格高，限制了這種設備的生產和使用，沉淀法生產白炭黑，是目前大多數(shù)廠家使用的方法，沉淀法白炭黑生產工藝有稀酸法和濃酸法，由于稀酸法系統(tǒng)用水量大，后工序過濾負荷大相應產品損失量增大，故目前新建廠大多采用濃酸沉淀法，其反應式為：

Na2SiO3+H2SO4，Na2SO4+H2SiO3

(n-1)H2O+H2SiO3，SiO2，nH2O

沉淀法白炭黑主要用于鞋類，輪胎和其他淺色橡膠制品，其他用途是，在農藥，飼料中用作載體和流動劑，在牙膏中做磨擦劑，在涂料行業(yè)用做分散劑，抗沉降劑和消光劑等。

白炭黑經壓濾機過濾后，呈濾餅狀，含固量為18-22%，不能使用噴霧干燥，過去很多廠家，采用旋轉閃蒸干燥機進行干燥，所得產品可溶性和流動性都較差，且產量都不大，隨著國外先進技術的引進和國內技術的發(fā)展進步白炭黑打漿機的開發(fā)和完善，噴霧干燥在白炭黑領域應用越來越廣泛，且單套產量越來越大，形成規(guī)模經濟，離心噴霧和壓力噴霧干燥在白炭黑行業(yè)里得到廣泛應用，氣流噴霧由于能耗大等原因，沒有得到推廣。

噴霧干燥，要求被干燥物料是液態(tài)，且用泵可以輸送，所以打漿機的打漿效果，直接關系到干燥結果和產品質量，故我們做白炭黑干燥設備，都從打漿機開始，漿料罐要求帶攪拌裝置，防止白炭黑漿料沉淀。

離心噴霧干燥是用泵把漿狀白炭黑料液輸送到塔頂?shù)撵F化器里，料液在霧化器產生的離心力的作用下，分散成均勻而細小的霧群，冷空氣經燃煤爐換熱并調節(jié)為約500度的高溫潔凈空氣，經高溫管路及熱風分配器在干燥塔的上部，與霧滴群接觸后，迅速降溫至100-140度左右，霧化后的液態(tài)物料迅速與干燥熱風進行能量交換，在很短的時間內，即成固態(tài)粉體，干燥后的干粉，用布袋除塵器回收進入料倉，經下料閥進入成品袋包裝，尾氣用引風機抽出并排到室外。

白炭黑溶液是酸性的，成品為白色粉沫，故它的生產設備，只要接觸物料部分必須采用不銹鋼材質，這樣才能確保產品的顏色和低含碳量。

2、采用的流程布置

干燥設備的大小和配套設施是根據(jù)不同廠家的不同產量和流程要求設計的，我們生產的設備就有幾種方式：

（1）旋轉霧化器噴霧干燥系統(tǒng)的基本流程

旋轉霧化器噴霧干燥的基本流程，含燃燒爐，干燥，含供料系統(tǒng)，除塵，含供風系統(tǒng)等

旋轉霧化器噴霧干燥的基本流程，大體上相同，主要差別是后部裝有產品的氣流輸送系統(tǒng)，圖，示出的是旋轉霧化器噴霧干燥的基本流程，除塵系統(tǒng)是布袋除塵器，熱風分布器安裝在霧化器低部，熱風由塔下部進入塔內，熱風入口溫度500度以上時，最好采用此型熱風分布器，可減少熱損失

圖2是后部裝有產品的氣流輸送系統(tǒng)的流程.當場房面積不夠用，無法就地包裝時此時需要產品的氣流輸送系統(tǒng)，將產品送到另外一個地方進行包裝。

（2）壓力式噴霧干燥的基本流程

當產品需要較大顆粒時，可考慮選用壓力式噴霧，熱風從上部進入，熱風分布器結構與旋轉式相同，壓力霧化器從下向上噴霧，霧化器的數(shù)量，噴嘴的角度，噴嘴至塔頂?shù)木嚯x等均需合理的設計，其流程如圖3所示。圖4為有氣流輸送的壓力式噴霧干燥的基本流程。

（3）熱風分布器

熱風分布器是一個重要部件，它能建立起一個空氣，霧滴在塔內的流動圖形，防止部分干燥產品粘在器壁上和粘在霧化輪上，為了獲得成功的噴霧干燥操作，正確的空氣分布將起著突出的作用，圖5和圖6是上部進風的熱風分布器結構。

    圖7是在霧化器下部進風的常規(guī)的熱風分布器結構，是一次熱風分布，圖8是豎管熱風分布器，當氣體含有固體顆粒時可以采用圖9是改進后的兩次熱風分布，此型分布效果較好，當熱風量特大時，可以采用上，下同時進風的結構，如圖10所示，圖11為煙道氣脫硫的上，下進風示意圖。

5，今后的打算

經過多年的白炭黑干燥設備生產經驗的積累，明星干燥已掌握了生產白炭黑的各種干燥系統(tǒng)的設計方法每套設計，制造，按裝，調試都比較成功。作為干燥設備的生產單位，我們今后將向以下方向發(fā)展下力量開發(fā)節(jié)能降耗產品，在現(xiàn)有基礎上，為用戶生產降低成本做實質性工作對于白炭黑產業(yè)，我們會推出綜合性設備，力爭作到節(jié)能，降耗，減排等方面的工作。