专利名称：高水分硅藻土的粉碎与干燥方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明提供一种高水分硅藻土的粉碎与干燥方法及装置。其方法由三级连续的干燥、粉碎和三次分选、两级分离回收的工艺流程构成。其装置主要由红外烘道、粉碎机、气流干燥管和分选回收等设备构成。属作业领域的固体材料粉碎、干燥和气固分离技术。
硅藻土是古生物硅藻遗体-硅藻壳的沉积矿物。主要由脱水的硅凝胶组成，多孔结构。天然硅藻土原土含有大量的水分。因产地、硅藻类型和杂质含量不同，原土含水量不同。美、日等国的硅藻土原土含水量在30％-50％，我国硅藻土含水量大多在50％-60％之间。因硅藻土所含的水分主要在内部孔隙之中，所以有假固相；即通常状态下是固体块状，而一旦受到外力的挤压或打击，硅藻壳孔隙中的水分就会流出变成泥浆。正因为此，硅藻土的粉碎和干燥则成为一个技术课题。
目前，含水在40％以下的硅藻土，可以用轻型悬锤式粉碎机粉碎，之后进行气流干燥。而含水在40％以上的硅藻土，即使用轻型悬锤式粉碎机也会将硅藻壳内的水分打击出来，造成物料粘附在锤片和机壳壁上，塞机而无法继续粉碎。因此也无法直接进行气流干燥。现行较好的的方法有三种。一是将高含水量的原土压成大坯块，在棚子里自然干燥。经60-90天的时间(冬季需时间长)水分降至10％左右，再进行粉碎和干燥。这种方法的优点是节省了部分热能。缺点是1)自然晾晒周期长，受天气影响，难以保证大规模工业生产。2)会混进泥沙，造成二次污染。3)增加了压坯、晾晒和干坯的粉碎工序，工艺连续性差。第二种方法是先采用转筒干燥机预干燥，然后再进行粉碎和气流干燥。这个方法可以实现工业化大生产；但是，由于转筒干燥传热膜系数低(0.12-0.24kw/m3.k)，因而热效率低，成本高；同时车间粉尘密度大，工作条件差。第三种方法是采用锯切式粉碎机粉碎原土，之后进行气流干燥。该法可以将水分在55％以下的物料直接粉碎并进行气流干燥。但对于含石块等杂质的天然物料，常会出现损坏锯片而停机的情况；并且水分在55％以上时，物料也会粘在锯片和机壳壁上，影响连续作业。
为克服现有技术上述不足，本发明提供一种高水分硅藻土的粉碎与干燥方法及装置，能够加工含水量高达60％的硅藻原土并提高热利用率降低成本，实现工业化大规模生产。
本发明采用如下技术措施实现上述目的。
1、采用三级连续的干燥、粉碎和三次分选、两级分离回收的工艺流程。第一级采用红外烘道对高水分的原土进行预干燥，使水分降到30％以下再用轻型悬锤式粉碎机进行粉碎。第二级采用卧式、进料口对应的管底部卸料口安装有粗料粉碎机的干燥管干燥；物料在卸料口处被沉降分选，沉降下来的大颗粒经粉碎后再返回干燥管干燥，并同主料流一起进入风机再次粉碎。第三级用气流速度更高的立式干燥管干燥；干燥的料流用可调速产品分选机分选(第二次)，合格的料流进入旋风分离器分离，粗料流用转齿式粉碎机再次粉碎，然后用可调速杂质分选机分选(第三次)，弃去杂质，可利用的料流再用风机送回产品分选机循环分选。旋风分离后的微细料流用风机送入布袋除尘器再次分离回收。
2、采用烟道气和被干燥物料隔离的红外烘道，烟道的底隔层采用SiC为基体的红外辐射材料；在进料口一端安装一个主燃烧器，两侧分别安装多个小的辅助燃烧器；以煤气或天然气为燃料，主要通过热辐射方式加热红外辐射材料层；红外辐射材料又通过辐射方式对下层的物料进行加热。
3、采用红外烘道排出的烟道气作为气流干燥的热源。
通过上述措施，实现了高水分硅藻土的粉碎和气流干燥。由于气流干燥的传热膜系数高(2.3-7.0kw/m3.k)，是转筒干燥的20-30倍；而预干燥采用了效率高的辐射式加热方法；红外烘道排除的烟道气又得以综合利用；所以整个系统的热利用率高，成本低。加之淘汰了锯切式粉碎机，不会因物料中有石块或水分太高而停机。另外，本发明实现了在负压下气流输送和机械化输送，连续作业，工作环境好，有利于工业化大生产。
图1为本发明工艺流程示意图。
其工艺过程由预干燥、粉碎、第一级气流干燥、再粉碎、第二级气流干燥、产品分选、杂质分选、产品分离、微细品回收和包装主要工序构成。在第一级气流干燥中有一个粉碎回路；杂质分选有一个循环粉碎和分选的回路。
图2为本发明装置结构示意图。
带式输送机(1)卸料端对带式输送机(2)进料端。带式输送机(2)采用耐温胶带或钢带；置于红外烘道(3)之中。烘道进料端安装有燃烧器(4)。燃烧器燃料进口接煤气管路，进气口接鼓风机(5)。烘道烟道气底隔层为红外辐射材料(3-1)；烟道两侧有多个辅助燃烧器孔(3-2)；其上安装有辅助燃烧器(7)；烘道的水蒸汽出口接风机(6)，风机出口接烟囱。带式输送机(2)出料端对粉碎机(8)进料口，粉碎机出口接卧式气流干燥管(9)进料口。干燥管进料口对应的管底部卸料口接粗料粉碎机(10)，粗料粉碎机出口接干燥管出口变径的细管部；干燥管进气口接烘道烟道气出口，出气口接粉碎风机(11)。粉碎风机出口接第二级立式干燥管(12)进口。干燥管出口接产品分选机(13)进料口。产品分选机粗料出口经阀(14)接粉碎机(15)进料口。粉碎机出料口接杂质分选机(16)进料口。杂质分选机粗料出口接废料斗(17)，细料出口经循环风机(18)接回产品分选机进料口。产品分选机细料出口接旋风分离器(19)进口。旋风分离器出料口经阀(20)接输送机(21)；出气口经风机(22)接布袋除尘器(23)进气口。除尘器卸料口接输送机(24)，出气口经风机(26)接烟囱。输送机(24)出料口经阀(25)接输送机(21)；输送机接包装机。由此构成了完整的装置系统。
本发明的具体运行过程如下含水60％以下的物料经带式输送机送入红外烘道进行预干燥。烘道辐射材料的表面温度在300-500℃，由燃烧器燃料进给量和空气进量来调节。烘道气温在100--150℃。带式输送机的速度由调速电机控制，使预干燥后物料含水在30％以下。干燥蒸发的水蒸气由引风机排入烟囱。预干燥好的物料经粉碎进入第一级干燥管，干燥管的进气温度在350℃左右。细料经干燥后进入第二级干燥管。大颗粒沉降下来，经粗料粉碎机再粉碎后再次进入干燥管干燥。合并料流再经风机粉碎后进入第二级干燥管干燥。第二级干燥管进口温度在250℃左右；气体流速高于第一级干燥管。干燥后的物料经产品分选机分选，合格的料流进入旋风分离器；不合格的粗料经再次粉碎后进入杂质分选机分选，可利用的料流经风机送回产品分选机循环分选；废料在气浮状态下弃渣。中粗产品在旋风分离器分离下来经阀进入输送机。微细品经风机进入布袋除尘器分离，再经输送机和隔离阀进入产品输送机与中粗品混合在一起。洁净的空气和水蒸气经风机排入烟囱。产品分选机的临界粒径根据需要在10--100μm范围内调节。杂质分选机临界粒经在50--150μm范围内调节。布袋除尘器进气温度应不低于100℃。
本发明适合于高含水量的硅藻土、硅胶等多孔性物料的粉碎和干燥；也可以用于硅藻土助滤剂和化肥缓释剂的生产。
实施例1采用ZrO2-SiC辐射材料做红外烘道烟道底隔离层，烘道长30米，进料端安装有一个主燃烧器，两侧安装12个小的辅助燃烧器；以空气混合煤气为燃料，烟道气出口温度为400℃左右，辐射材料表面温度为300-500℃。烘道内安装有钢带输送机，以调速电机控制带速。干燥含水60％的吉林抚松硅藻土，预干燥后含水30％；经粉碎进入气流干燥、粉碎和分选系统。第一级干燥管进气温度为350℃，第二级干燥管进气温度为250℃，除尘器进口温度为105℃；分离回收的干燥精土含水0.8％。
实施例2如实施例1的装置及工艺条件。用于干燥含水50％的沉淀法生产的硅胶，预干燥后原料含水25％，经两级气流干燥后，回收的产品含水为0.6％(不包括结构水)。
权利要求
1.一种高水分硅藻土的粉碎与干燥方法，其特征在于采用了三级连续的干燥、粉碎和三次分选的工艺流程。第一级采用以辐射式传热为主的红外烘道对物料进行预干燥，使物料含水由50％-60％降至30％以下，再进行粉碎。第二级采用卧式、进料口对应的管底部卸料口安装有粗料粉碎机的干燥管干燥，沉降下来的大颗粒经粗料粉碎机粉碎后与主料流一起进入粉碎风机再次粉碎。第三级采用立式干燥管干燥，并用可调速产品分选机分选；分选出的粗料经第三次粉碎后，由可调速杂质分选机分选弃渣，可利用料流再用风机送回产品分选机循环分选。
2.权利要求1所述的高水分硅藻土的粉碎与干燥方法，其特征还在于采用了烟道气和被干燥物料隔离的红外烘道，以煤气或天然气为燃料，主要通过热辐射方式加热红外辐射材料层，红外辐射材料层又通过辐射方式对物料进行加热。
3.权利要求1、2所述的高水分硅藻土的粉碎与干燥方法，其特征还在于采用红外烘道排出的350℃左右的烟道气作为气流干燥的热源。
4.一种高水分硅藻土的粉碎与干燥装置，其特征在于由红外烘道、轻型悬锤式粉碎机、第一级卧式干燥管、粉碎风机、第二级立式干燥管、产品分选机、粉碎机、杂质分选机、旋风分离器和布袋除尘器等主要设备通过输送设备或管路连接构成。
5.权利要求4所述的高水分硅藻土的粉碎与干燥装置，其特征还在于红外烘道烟道气和被干燥物相隔离，烟道的底隔层采用了红外辐射材料；在进料口端安装有一个主燃烧器，两侧分别安装有多个小的辅助燃烧器。第一级卧式干燥管进料口对应的管底部安装有粗料粉碎机，粉碎机出口接干燥管变径细管部。
全文摘要
一种高水分硅藻土的粉碎与干燥方法及装置，采用了三级连续的干燥、粉碎和三次分选、两级分离回收的工艺流程。第一级采用红外烘道对物料进行预干燥，粉碎后用卧式干燥管第二次干燥；粉碎后再用立式干燥管第三次干燥。产品及杂质用两级可调速分选机分选，用旋风分离器和布袋除尘器分离回收。红外烘道采用煤气或天然气为燃料，主要以辐射方式加热，提高了传热效率；排出的烟道气作为气流干燥的热源，实现了热能的综合利用和机械化连续生产，降低了生产成本。本发明适合于高水分的硅藻土和硅胶等多孔性物质的干燥；也可以用于硅藻土助滤剂和硅藻土化肥缓释剂的加工。
文档编号C09C1/40GK1453112SQ02108678
公开日2003年11月5日 申请日期2002年4月23日 优先权日2002年4月23日
发明者尹兴伊 申请人:尹兴伊