锤式烘干机

锤式烘干工艺在高湿磷石膏干燥中应用

1 前言

近几年来，我国经济发展速度很快，人们对能源利用环境保护改善生存条件，提出了更高的要求。其中固体废弃物的综合利用越来越受到人们的重视。建材工业是固体废渣利用重要领域，它的利用不但解决企业的可持续发展问题，在一定程度上也补充我国资源匮乏，这对构建循环经济社会发展具有重要意义。

常见湿渣种类很多，主要有火力发电厂的湿排粉煤灰与脱硫石膏、化工厂的电石渣、磷石膏、钛石膏炼铝厂的赤泥以及污水处理厂的污泥等。这些湿排的废渣都有一个共同特点：含水量波动很大，颗粒细，容重轻，这对运输、储存、计量带来不便，利用比较困难。为此，必须在使用前，对这些湿渣进行预加工处理（除直接利用外）——烘干。

2 湿渣用传统回转烘干机干燥难点。

2.1 输送及喂料、计量困难。

湿渣水分波动很大，基本呈“泥浆”或“牙膏”状态，不容易送入烘干机内。在输送过程中无法储存及计量、喂料，进入烘干机后，极易出现堆料和粘堵现象。

2.2 水分蒸发慢，能耗高、产量低。

湿渣从20—80%含水量，在烘干机内蒸发终水分应达到2—5%的控制要求，一般采用回转烘干机工艺是很难做到的。

2.3 收尘设备容易堵塞，生产困难，运转率低。

由于湿渣水分需由烘干机内蒸发，产生水蒸气后，再经收尘器风机排入大气。由于被蒸发水气中含尘浓度很高，固体颗粒很细、很轻，这对收尘器的选择及对生产技术操作参数提出了更高的要求。

要解决上述难点，就必须从工艺设计、设备选型来实现。

3 湿渣干燥过程的工艺设计及设备选型的理论基础。

3.1 理论依据

湿渣的干燥过程是通过加热、蒸发、水分被汽化，扩散到四周烟气中，从而得到干燥。要达到快速干燥，首先要解决湿渣在高湿含量废气环境下蒸发速度问题，而干燥速度与加热气体温度高低和湿渣水分大小有关（图1）

热气流温度与物料含湿量蒸发关系图（图1）

从图1可知，干燥速度及效率高低，取决于热气流温度和湿料水分的大小。

3.1.1 提高干燥速度及效率的途径。

3.1.1.1 热源供给要有较高温度和足够热量保证。

3.1.1.2 湿渣与热烟气接触时间适宜，才能达到水分蒸发量的要求。

3.1.1.3 湿渣与热烟气接触面积要大，混合均匀，才能达到水分蒸发快的要求。

从以上的分析，要保证干燥指标（产、质量）的实现，就应该做到：在生产中科学设计工艺；合理选型烘干系统的设备；制订经济适用的操作参数和技术指标。

3.2 生产工艺（以磷石膏干燥为例）

磷石膏烘干生产工艺由三部分组成。即：供热、烘干、干渣收集与废气处理。生产流程的各部分是有机地结合，并发挥最佳效果。其工艺流程如下：

3.2.1 锤式烘干工艺特点。

3.2.1.1 工艺新颖、生产简单、投资省，特别是土建费用很低。

3.2.1.2 工艺设备选型科学、合理、经济。

3.2.1.3 机械化、自动化程度高，且操作方便，维修、运行费用少。

3.2.1.4 生产全过程注重环保和节能。

3.3 热量的供给（热风炉）

烘干系统中热风炉是为烘干机提供稳定热源的主要设备。炉子的选择不但影响烘干效率，也影响能耗。

热风炉有多种炉型：层燃式手烧炉、机械链条炉、喷燃式煤粉炉和高温节煤沸腾炉，其中高温节煤沸腾炉是由普通沸腾炉改进而来，炉子性能得到更大发挥，具有很多的优点，得到广泛应用。生产中选用GXDF-3.0沸腾炉。

3.3.1 高温节煤沸腾炉的优点。

3.3.1.1 煤种适应面广。不仅适用于热值＞6000cal/kg 的优质煤。无烟煤也可全部燃烧。热值＜3000cal/kg 劣质煤或煤矸石、炉渣、焦碳碎粒等均可燃烧。

3.3.1.2 沸腾层传热效率高。沸腾段容积热力强度高于喷煤粉炉4-5倍、链条炉的6-8倍。

3.3.1.3 燃烧温度高。煤粒在炉中呈沸腾状态，正常燃烧温度为

自动化程度温度、煤耗、NO X 和SO X 含量依据。

3.3.2 生产操作技术参数（见表2）

从表2看出：生产控制技术参数经济、合理、科学。

3.3.2.1 风箱静压在68.6kpa 左右。说明鼓入高压空气 过剩系数高，形成富氧煅烧，燃烧条件好。

3.3.2.2 炉膛风速为0.9-1.0m/s，该风速控制适宜。在持续高温状态下，具有一定负压氛围，通风条件好。

3.3.2.3 在煤低热值情况下，炉的正常燃烧温度可达900-1000℃，灰渣含碳量为2-4%，燃尽率好，节煤。

实践证明：高温节煤沸腾炉比普通沸腾炉煤的燃尽率高50%，降低煤耗60%-80%，增产80%-100%，提高寿命一倍以上。

3.4 湿渣的烘干设备。

先进的烘干设备要求有较高热效率，也要有良好的烘干环境和生产辅助设备，锤式烘干机就具备这样条件，适合湿渣的烘干，本工艺选用HFD-50。750×700m/m 锤式烘干机（见图2）

HFD-50锤式烘干机结构图（图2）

3.4.1 设备特点

3.4.1.1 设备自重轻，干燥性能满足高湿轻质物料要求，使用维护方便、运行可靠。

3.4.1.2 具有很高的单位容积蒸发强度,这就决定了它外型尺寸小，其蒸发强度高达250-300Kg/m.h。此值数倍于回转烘干机（20-25 Kg/m3.h）

3.4.1.3 机体有较低的流体阻力，实测阻力损失只有2.94-4.9kpa，因此因流体阻力消耗功率甚微。

3.4.2 结构性能

机器由电机直接传动，它由机体及转子2部分组成:机体内部设有两处前后挡料板，当湿料入进机体内，被受到960r/min高速旋转的板锤打击向上与热气体充分混合，并随着热气体流动，这时受到前后挡料板阻隔，使气体折向流动,湿料又被板锤反向打击。这样就得到较长时间热交换，维持很高的蒸发速度。出料水分的大小，由前后挡料板上下调节控制。

3.4.3 HMD-50锤式烘干机技术规范与生产操作技术参数

从表3看出：

3.4.3.1 设备自身的优势凸出。

——自重轻，结构简单、价格低。

——转子转速快，电机与机体直联，操作维修方便，运行费用少。

3.4.3.2 生产操作技术参数先进。

——产量高、功率小、电耗、煤耗低、加工成本低。

——设备外形不大，厂房面积小，工艺简单、土建投资很少。

——进、出的水分及烟气温度差都比较大，说明传热速度快，热效率高。

3.5 干料的收集与废气处理

湿渣干燥后，干粉在风速及负压相对较大的状态下，随风抽入收尘器，因此，收尘器的负荷相当大，100%干料需在收尘器内产生。合理选择收尘方案及技术参数是保证收尘效果得关键。为此，工艺中采用二级除尘。

3.5.1 一级除尘采用高效∮5500旋风收尘器，虽然收尘效率只有50-60%，但对于高温废气中粉尘颗粒细、浓度高，湿含量大采用这种收尘器比较适宜。高效旋风除尘器具有耐温（≤350℃）保温性能、低阻力处理风量大等优点。特别是锥体底部带有反射屏，防止气流将已分离粉尘重新扬起。排风管道要向下方（底灰方向）延长。这样可使风速加快，强化旋涡分离效果。

3.5.2 二级除尘采用PPW96-2×8箱式脉冲袋式收尘器，对于高温、高湿、高浓度的烟气，采用上述过滤收尘方法是最简单的。

箱式脉冲收尘器清灰是用空气多点喷吹和反吹方法，在各室之间依次轮流清灰，清灰时间次数、压力均由微机程控。分室静态清灰方式，彻底解决了清灰不完全和二次扬尘现象。