鈦白粉后處理干燥方法和旋轉(zhuǎn)閃蒸在生產(chǎn)中的應(yīng)用

阮朝進(jìn)，李建菊，徐云旺，錢富貴

（云南冶金新立鈦業(yè)有限公司，云南 昆明 650100 ）

1 總則

在鈦白粉的生產(chǎn)工序中，后處理的目的是為了改善TiO2的應(yīng)用性能：提高鈦白粉的耐候性、分散性、潤(rùn)濕性、遮蓋力及光澤。鈦白粉后處理生產(chǎn)工序有中和、砂磨、包膜、壓濾洗滌、干燥、氣流粉碎、包裝等工序，干燥是除去鈦白粉中的水分，是能耗較高的工序，是鈦白粉后處理生產(chǎn)中重要的工序之一。

2 鈦白粉后處理干燥方法

目前鈦白粉后處理干燥采用的方法有帶式干燥、噴霧干燥和旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥。

2.1 帶式干燥

水洗后的物料脫水后送入料斗內(nèi)，經(jīng)過擠壓機(jī)壓成條狀，獲得很大的比表面積，由板帶輸送進(jìn)干燥器內(nèi)；空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)進(jìn)入干燥器內(nèi)部，干燥機(jī)分為多個(gè)室和獨(dú)立的風(fēng)機(jī)及換熱器，換熱器熱源--低壓蒸汽。外來空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)在每個(gè)室內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)，讓換熱器使空氣變熱并穿過板帶上的物料層干燥水分，經(jīng)干燥的物料由干燥機(jī)的另一端落入收料斗準(zhǔn)備打至后續(xù)工序[1]。帶式干燥機(jī)的優(yōu)點(diǎn)：操作穩(wěn)定、粉塵小、產(chǎn)能大，熱空氣與物料接觸面積大、換熱能力強(qiáng)、不污染物料。缺點(diǎn)：設(shè)備能耗高、熱量損失大，設(shè)備占用空間大、影響環(huán)境。

2.2 噴霧干燥

采用霧化器將二氧化鈦漿料在高速離心分離中分散成霧狀細(xì)微顆粒，與熱空氣接觸干燥，因物料高速離心分散得極細(xì)，蒸發(fā)面積大，物料中所需干燥時(shí)間極短，可避免物料過熱[2]。噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)：干燥所需時(shí)間短、速度快、產(chǎn)能大，對(duì)有機(jī)包膜的物料基本沒有傷害。缺點(diǎn)：霧化器的噴頭對(duì)漿料的固含量的控制要求很高且能耗較高。

2.3 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥

干燥時(shí)的出口溫度一般不能超過150℃,這樣才能保持包膜物中的水合氧化物的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樵谶@個(gè)溫度下只能脫去表面水而不能脫去結(jié)合水，干燥溫度過高會(huì)導(dǎo)致有機(jī)包膜劑碳化、分解及水合三氧化二鋁晶化，造成二氧化鈦粒子凝結(jié)難以粉碎，降低分散性。

從給料倉閃干進(jìn)料罐出來的濾餅由螺旋給料機(jī)壓送入干燥塔，經(jīng)干燥塔底部的攪拌裝置粉碎，大尺寸濾餅逐漸減小，直到二氧化鈦顆粒被氣流吹起。從熱風(fēng)爐出來的熱風(fēng)從切線方向進(jìn)入干燥室，將二氧化鈦顆粒中的水分快速閃蒸，干燥后的顆粒被氣體帶出干燥塔進(jìn)入閃蒸袋濾器。在閃蒸袋濾器內(nèi)鈦白粉被分離下來，尾氣經(jīng)引風(fēng)機(jī)排空。干燥的鈦白粉從閃蒸袋濾器卸出后，通過氣力輸送至汽粉料倉[3]。

旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)工作原理：壓濾機(jī)濾餅經(jīng)皮帶輸送機(jī)送至閃蒸干燥器給料倉，從給料倉出來的濾餅由螺旋給料機(jī)壓送入閃蒸干燥塔，經(jīng)過干燥塔底部的攪拌裝置粉碎后，大尺寸濾餅逐漸減小直至二氧化鈦顆?？梢员粴饬鞔灯稹臒犸L(fēng)爐出來的熱風(fēng)從切線方向進(jìn)入干燥室，將二氧化鈦顆粒中的水分快速閃蒸，干燥后符合粒徑要求的二氧化鈦顆粒被氣體帶出干燥塔進(jìn)入袋濾器，而大粒徑的二氧化鈦顆粒則繼續(xù)落向底部被攪拌裝置粉碎，直到可被氣體帶出干燥塔。從干燥塔出來的鈦白粉在閃蒸袋濾器內(nèi)被分離下來，于儲(chǔ)料倉，供汽流粉碎機(jī)用。

3 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥在鈦白粉后處理的生產(chǎn)中的應(yīng)用

旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)首先由丹麥Anbydro公司于1970年研制成功并推廣應(yīng)用。國(guó)產(chǎn)化旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)于2003年由遼寧東大粉體工程技術(shù)有限公司制造，應(yīng)用于龍蟒并達(dá)到了預(yù)期效果。旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥和其他的干燥方式相比較，具有下面優(yōu)點(diǎn)：對(duì)濕物料的固含量要求高達(dá)約60%，節(jié)能、節(jié)省空間、連續(xù)運(yùn)行、不影響環(huán)境。因此，旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥在鈦白粉企業(yè)得到快速應(yīng)用[4]。

3.1 閃蒸干燥系統(tǒng)工作原理

熱風(fēng)爐產(chǎn)生的熱風(fēng)從干燥機(jī)底部的旋流沿切線方向進(jìn)入干燥機(jī)內(nèi)，并產(chǎn)生高速回旋的上升氣流；待干燥的物料由加料器輸送至干燥室內(nèi)，并在高速回旋氣流的和底部攪拌器的共同作用下，團(tuán)塊狀物料被不斷破碎、分散、沸騰和干燥。干燥合格的物料被氣流從干燥機(jī)上部出口帶出，經(jīng)袋濾器收集后得到干燥成品；顆粒太大或濕度較高的物料被設(shè)置在干燥室上部的分級(jí)堰板阻攔，而在干燥室內(nèi)繼續(xù)得到進(jìn)一步干燥，直至被氣流帶出。

3.2 工藝流程圖

4 設(shè)備操作要點(diǎn)

確保熱風(fēng)溫度，給料量的相對(duì)穩(wěn)定；

當(dāng)熱風(fēng)爐點(diǎn)火失敗，則立即關(guān)閉二甲醚閥門，通過系統(tǒng)負(fù)壓將殘余的二甲醚抽走，防止發(fā)生意外事故。為確保天然氣抽凈，這個(gè)過程需要進(jìn)行15分鐘；

經(jīng)常通過干燥機(jī)的孔觀察干燥室的氣流和物料運(yùn)動(dòng)軌跡，以熱氣流呈螺旋向上狀的軌跡為佳；

經(jīng)常檢查主機(jī)傳動(dòng)帶的松緊度，防止過松時(shí)失轉(zhuǎn)，發(fā)現(xiàn)松動(dòng)時(shí)及時(shí)聯(lián)系維修人員調(diào)整，如發(fā)現(xiàn)主機(jī)內(nèi)有異常聲音，要及時(shí)停車通知維修人員檢查修理，防止損壞傳動(dòng)零部件或干燥機(jī)；

嚴(yán)格控制袋濾器進(jìn)口溫度，嚴(yán)禁超標(biāo)。

5 閃蒸干燥中常見故障

①閃干機(jī)出口風(fēng)溫偏低，產(chǎn)生原因：給料量過大、進(jìn)口風(fēng)溫低，熱風(fēng)爐供熱能力偏低、熱風(fēng)量小，處理方法：減小給料量，調(diào)大二甲醚流量，調(diào)大熱風(fēng)量；②閃干機(jī)出口風(fēng)溫偏高，產(chǎn)生原因：給料量過小、進(jìn)口風(fēng)溫偏高，熱風(fēng)量過大，處理方法：增大給料量，調(diào)小二甲醚流量，減小熱風(fēng)量；③袋濾器結(jié)露，產(chǎn)生原因：干燥機(jī)出口風(fēng)溫偏低，處理方法：停止給料，提高干燥機(jī)進(jìn)口熱風(fēng)溫度，調(diào)大風(fēng)量，烘干濾袋或更換濾袋；④袋濾器抽風(fēng)機(jī)排放口出現(xiàn)大量粉塵，產(chǎn)生原因：干燥機(jī)出口溫度長(zhǎng)時(shí)間偏高，履帶破損，處理方法：停車，更換濾袋。嚴(yán)格控制進(jìn)袋濾器溫度；⑤干燥機(jī)主機(jī)超載，產(chǎn)生原因：給料量過大、進(jìn)口風(fēng)溫偏低、引風(fēng)機(jī)引風(fēng)量過小，濕物料結(jié)塊或粘壁。處理方法：減小給料量、調(diào)整天然氣流量或風(fēng)量、調(diào)大風(fēng)量；⑥給料機(jī)料斗內(nèi)物料搭橋，給料機(jī)過載，產(chǎn)生原因：進(jìn)料斗中物料結(jié)塊或太實(shí)、物料結(jié)塊過大造成給料螺旋積料、雜物混入。處理方法：停止進(jìn)料、消除結(jié)塊，空載運(yùn)轉(zhuǎn)清除積料、清除雜物，均勻給料。