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纳米碳酸钙干燥设备选择_纳米碳酸钙闪蒸干燥机_超微细碳酸钙组合干燥工艺

时间:2013-10-01 13:19:37  来源:实验室  作者:易度

  纳米碳酸钙的用途
碳酸钙是我们生活生产中常见的原料,石灰石的主要成分就是碳酸钙。碳酸钙主要分为重质碳酸钙以及轻质碳酸钙两种。其中轻质碳酸钙是经过煅烧、干燥、粉碎后制成的产品。而纳米碳酸钙就是以轻质碳酸钙为原料采用化学方法合成的产品。纳米碳酸钙的粒径在1-100nm之间,包含了我们常说的超细碳酸钙以及超微细碳酸钙。纳米碳酸钙由于晶体结构与表面电子结构的变化,拥有了普通碳酸钙不具备的性能。由于纳米碳酸钙白度加高,被广泛用于造纸、涂料行业。随着近几年的发展,在食品、制药、化妆品行业都开始应用纳米碳酸钙。
纳米碳酸钙晶体干燥
常州市易度干燥设备有限公司作为一家老牌干燥机生产企业,对纳米材料干燥工艺进行了大量的研究与模拟实验。其中纳米碳酸钙的干燥与超细碳酸钙干燥方法相比,纳米碳酸钙在干燥设备选择、干燥工艺上均有明显的不同,对产品的要求也从单一的含水量扩充到白度、粒径、活化度等指标。目前国内纳米碳酸钙行业干燥工艺粗略分为三种(详见碳酸钙干燥设备):
1 喷雾干燥法:将碳酸钙浆料送入喷雾干燥塔中获得干粉;
2 滤饼干燥法:通过对浆料的过滤、浓缩获得滤饼,再对滤饼进行干燥粉碎;
3 粉碎干燥一体法:以气流干燥为代表的新型干燥法;
纳米碳酸钙喷雾干燥机
喷雾干燥法是将料液送入雾化器内分散为小液滴,再与干燥介质进行热交换,蒸发液滴内部水分,得到干粉。目前喷雾干燥设备在固体饮料干燥活性氟化钾干燥聚羧酸系减水剂干燥透明质酸钠干燥行业中有较好的干燥效果。在活性碳酸钙滤饼干燥工艺中,将滤饼进行加水打浆再通入雾化器中进行干燥。常州市易度干燥设备有限公司干燥实验室内有一台喷雾干燥试验样机,在进行碳酸钙的过程长,发生了结垢现象。对于大规模纳米碳酸钙生产企业来说,需要尺寸更庞大、能耗更高的喷雾干燥主塔这无疑增加了设备投资与干燥成本。加之经过喷雾干燥机烘干后的纳米碳酸钙干粉粒径非常小,给后续气固分离设备造成了较大的难度。目前使用喷雾干燥法红纳米碳酸钙的企业并不多见。
碳酸钙浆料浓缩压滤与干燥
上述第二种方法,是将碳酸钙溶液经过板框压滤机(或采用离心机、真空压滤机)制成碳酸钙滤饼,再使用带式干燥设备(或盘式干燥机)进行烘干,最后再使用粉碎机将干品进行粉碎,即可制得纳米碳酸钙产品。
使用带式干燥设备烘干碳酸钙的过程中,热风与湿物料的接触面积较大,提高了热效率,且在干燥过程中不会出现粉尘飞扬的情况,处理量较大。单是经过板框压滤机后碳酸钙滤饼的含水量大约40%左右,若采用带式干燥机需要更长的干燥周期。获得的干粉会选型团聚现象,需要增设粉碎设备进行打散。
由于国内主要能源为煤矿,鉴于回转干燥设备在对苯二甲酸干燥硫酸镍干燥等行业具有较好效果,常州市易度干燥设备有限公司推荐使用回转干燥设备代替碳酸钙带式干燥机进行碳酸钙滤饼烘干。但是由于回转干燥工艺中使用烟道气作为干燥介质,所以纳米碳酸钙产品内掺有黑色粉末是不可避免的。这显然是不符合纳米碳酸钙产品要求,一般在普通级轻质碳酸钙选择回转干燥机。
纳米碳酸钙气流干燥机
气流干燥工艺是将干燥介质碳酸钙湿料进行接触。在气流的输送下,碳酸钙在气流管内运动。整个干燥过程一般在10s之内,非常快速。气流干燥设备非常适用于轻质粉状物料,在硼酸干燥磷酸氢钙干燥硬脂酸盐干燥行业较为常见。目前纳米碳酸钙行业主要采用环式气流干燥机、旋流干燥机以及对撞流干燥设备。这些都是由气流干燥设备经过改进而来。与纳米碳酸钙喷雾干燥设备相比,碳酸钙气流干燥机更节能!
纳米碳酸钙旋转气流干燥设备
在超重力反应结晶法制备纳米碳酸钙工艺中,主要是采用旋转气流干燥设备进行烘干脱水。但是由于该工艺目前只局限于白炭黑干燥,在纳米碳酸钙干燥中,存在着白度、水分含量不符合工艺要求的情况。常州市易度干燥设备有限公司技术部进行了大量的研究,对旋转气流干燥设备进行改造,并加入了带式干燥机进行组合。该设备结构如下所示:
纳米碳酸钙旋转气流-带式干燥组合设备
上图为纳米碳酸钙旋转气流-带式干燥组合设备,其中1-带式干燥机;2-热风循环风机;3-粉碎机;4-螺旋进料装置;5-旋转气流干燥主机;6-旋风分离器A;7-布袋除尘器;8-旋风分离器B;9-湿气风机;10-送风机;11、冷风机;12-燃油反射炉;13-搅拌机;14-u形干燥管;15-引风机
如图所示,在此套干燥系统中,大致可分为3个部分:供热装置、一级干燥段以及二级干燥段。其中供热装置包含了燃油反射炉、风机;一级干燥段是带式干燥设备、风机以及旋风分离器组成;二级干燥段主要有旋转气流干燥机、粉碎机、进料装置、旋风分离器、布袋除尘器以及风机组成。
纳米碳酸钙旋转气流-带式干燥组合设备干燥流程:经过上级板框压滤机处理的碳酸钙滤饼经过初级粉碎后,进入一级干燥段进行干燥,其中带式干燥机可以蒸发大部分水分,热风循环风机起到了提高热能利用率。经过带机处理后,碳酸钙的水分含量约为14%左右。此时可将半干品进行二次粉碎,送入二级干燥段。碳酸钙颗粒在旋转气流干燥室内流态化,大颗粒逐渐变小、水分逐渐蒸发。最后干品由旋风分离器收集,尾气经过处理后排空。
在进行纳米碳酸钙干燥的过程中,一级干燥段内带式干燥机的操作温度因控制在208-219℃,使得物料松散,颗粒间不会出现粘结。旋转气流的进风温度控制在290-320℃,温度过高则会发生变性;过度则干品的水分含量偏高。
纳米碳酸钙闪蒸干燥设备
目前国内高分子聚合物滤饼干燥工艺中主要采用闪蒸干燥机进行生产。且我公司自主设计制造的纳米氧化锌干燥设备在客户生产线中平稳运行多年,这也证明了碳酸钙滤饼的闪蒸干燥工艺具有一定可行性。常州市易度干燥设备有限公司进行了干燥模拟试验,所用设备结构如下所示:
纳米碳酸钙闪蒸干燥机
上图为纳米碳酸钙闪蒸干燥机,其中1-热风炉用风机;2-热风炉;3-送风机;4-闪蒸干燥机主机;5-加料设备(双螺旋加料装置);6-旋风分离器;7-引风机;8-布袋除尘器;
目前国内使用闪蒸干燥机烘干碳酸钙滤饼的企业有一定的数量。纳米碳酸钙闪蒸干燥工艺的优势主要有干燥时间短(约为5s即可完成干燥)、干燥设备的热源选择灵活(可根据客户实际情况选择煤、气、电或油作为燃料)、热效率高、干燥后产品的流动性好,不会出现过度干燥的情况。但是我公司经过市场调查发现国内使用闪蒸干燥设备的纳米碳酸钙生产厂家都存在加料困难(滤饼的含固量超过40%则会出现打滑现象)、粘壁现象。常州市易度干燥设备有限公司技术部经过研究,对闪蒸干燥机进行了结构改造。
首先使用双螺杆进料器代替单螺杆,并将料斗从方形改为圆形。将料斗下方的加料段进行结构改造,采用独特设计的叶片,减少进料的阻力。设备的材质会导致碳酸钙粘附在内壁上,设备与湿物料接触段可使用聚四氟乙烯喷涂-烧结加工法进行处理。
纳米碳酸钙桨叶-微粉干燥设备
上述采用带式-旋转气流组合干燥设备进行纳米碳酸钙的烘干脱水,目前组合干燥工艺在该行业并不少见。如带式-闪蒸组合干燥、桨叶-微粉组合干燥等。其中后者为桨叶干燥机与微粉干燥机相串联的组合型干燥设备。该设备如下所示:
纳米碳酸钙桨叶-微粉组合干燥设备
上图为纳米碳酸钙桨叶-微粉组合干燥设备
在使用桨叶-微粉干燥设备进行纳米碳酸钙脱水的过程中,也存在这干燥流程长、产生粉尘量大、设备投资较大(约闪蒸干燥系统价格的一倍)。可对该干燥系统进行改造,可获得更高品质的纳米碳酸钙粉末。
纳米碳酸钙干燥设备选择
在选择纳米碳酸钙干燥设备的过程中,需要进行综合考虑。常州市易度干燥设备有限公司对超微细碳酸钙烘干工艺进行了大量深入的研究。可联系我公司,获取纳米碳酸钙干燥技术方案!电话:13809072359!

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