噴霧干燥技術在白炭黑生產中的應用

摘要：根據生產實踐經驗，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典型操作參數。

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,是橡膠工業重要的補強原料。因其微觀結構和聚集體形態和炭黑類似，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展進步白炭黑打漿機的開發和完善，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，形成規模經濟，離心噴霧和壓力噴霧干燥在白炭黑行業里得到廣泛應用，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，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的霧化器里，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，除塵，含供風系統等

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，圖，示出的是旋轉霧化器噴霧干燥的基本流程，除塵系統是布袋除塵器，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，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，霧化器的數量，噴嘴的角度，噴嘴至塔頂的距離等均需合理的設計，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展下力量開發節能降耗產品，在現有基礎上，為用戶生產降低成本做實質性工作對于白炭黑產業，我們會推出綜合性設備，力爭作到節能，降耗，減排等方面的工作。