本发明属于岩沥青加工领域，涉及一种干燥岩沥青粉的方法，具体涉及一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法。
背景技术：
岩沥青粉是一种天然沥青改性剂，由天然岩沥青矿料加工而成，用来对道路施工中的沥青混合原料进行改性。经过岩沥青粉改性后的沥青具有更加优越的路用性能，与传统的改性剂相比，大幅提高了道路对车辙、水损害、裂缝、坑槽、拥包的抗性，通过多年来国内外的试验研究和工程实践，越来越受到重视，具有广大的推广和应用前景。但岩沥青粉的加工设备和工艺相对落后，制约了其在道路施工中的大规模应用。
在使用岩沥青粉作为改性剂之前，需要对其进行干燥，目前岩沥青粉的干燥工艺仍然是采用对流干燥的方式，将来自燃烧装置的热能以对流方式由热气体传导至湿物料表面，由物料表面传至物料内部，使物料水分充分蒸发。由于与一般的矿石原料相比，岩沥青矿含水量不稳定，含油量高，对热量敏感，在干燥过程中受热容易软化、结块，操作不当容易起火燃烧，还会引起岩沥青老化。因此在干燥岩沥青粉的过程中，国内一般采用低温常压干燥方法，温度一般低于200℃，筒内压力基本与环境压力一致，干燥效率约为75千克/小时。按照公式g＝av/100×[(w1-w2)/(100-w1)]计算，(g为回转烘干机的生产能力，按含有终水分的烘干物料计，单位为吨/小时；a为回转烘干机的单位容积蒸发强度，单位为kg/m3；v为回转烘干机的容积，单位为m3；w1为初水分；w2为终水分)，每小时仅可烘干含水量15％的湿料5吨左右。
技术实现要素：
为了解决现有岩沥青粉的干燥效率低下的问题，本发明采用超高温负压干燥方法对岩沥青粉进行干燥，大大提高了岩沥青粉的干燥效率。
本发明采取的技术方案如下：
一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法，采用超高温热气流对干燥器内的岩沥青粉进行快速干燥，干燥过程中产生的水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态。
进一步的，干燥温度为370-420℃，所述干燥温度是指超高温热气流的温度。
进一步的，在干燥过程中，所述干燥器内的压力为0.6-0.8个大气压。
进一步的，干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为25-30s。
进一步的，在干燥之前，向干燥器内通入热气流，对干燥器进行预热处理。
进一步的，预热温度为300-370℃，预热时间为1-10min；所述预热温度是指预热时热气流的温度。
进一步的，预热处理后，继续向干燥器内通入热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到干燥的初始温度后，在干燥器内加入岩沥青粉。
进一步的，所述干燥的初始温度为370-390℃，所述干燥温度不小于干燥的初始温度。
进一步的，所述水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出至除尘冷凝器中，进行除尘冷凝，冷凝水从除尘冷凝器的下料阀门排出，部分岩沥青粉尘留在除尘冷凝器的下料阀门处的滤网上，回收后再次返回干燥器进行干燥。
进一步的，通过鼓风机将热气流输送到干燥器内。
本发明与传统岩沥青粉的干燥方法相比，具有以下有益效果：本发明采用超高温负压的方法干燥岩沥青粉，利用超高温的热空气与岩沥青粉进行短时间的接触，即可将岩沥青粉中大部分的水分蒸发出来，避免岩沥青粉在干燥时出现的融化、结块、粘附现象，保证了干燥的质量和效率。同时，采用引风机将干燥器内的水蒸气引出，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态，一方面降低了水分瞬间蒸发使干燥器内压强升高带来的安全隐患以及对设备的损坏，另一方面干燥器处于负压下使得物料的干燥速度更快。
具体实施方式
以下将结合实施例来详细说明本发明的实施方式，所举实施例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法，采用超高温热气流对干燥器内的岩沥青粉进行快速干燥，干燥过程中产生的水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态。具体的，由于岩沥青粉含水量不稳定，含油量高，对热量敏感，操作不当容易起火燃烧，因此传统的干燥方法常采用低温常压干燥，温度一般低于200℃，压力为1个大气压，在此条件下水分蒸发较慢。由于岩沥青粉属于非晶体，没有固定的熔点，在干燥过程中，会随着时间逐渐融化变软、结块，甚至粘附在干燥器内壁上，还会使岩沥青粉中的有效成分老化，降低使用性能。因此本发明将超高温气流通入干燥器内，可以加速岩沥青粉的干燥速度，使得气流与岩沥青粉在短时间的接触后，在岩沥青粉变软结块之前，将其中大部分的水分蒸发出来，保证了干燥的质量和效率。但是，水分在超高温气流下瞬间蒸发带来的副作用是干燥器内气压迅速升高，高于1个大气压，气压的升高增加了设备损坏的概率，且带来安全隐患，同时气压升高也不利于岩沥青粉内的水分的进一步蒸发，因此本发明将引风机与干燥器的出气口连通，采用合适的风量将干燥器内的水蒸气引出，使干燥器内的气压降低到负压状态，克服了气压升高带来的一系列问题。使用本发明的干燥方法干燥岩沥青粉，岩沥青粉不断从进料口加入，从出料口排出，干燥过程为连续性干燥。
在根据本发明的一个实施例中，干燥温度为370-420℃，例如干燥温度为370℃、380℃、390℃、400℃、410℃或420℃，优选420℃。具体的，本发明采用的干燥温度较传统方法提高了一倍左右，因此当物料量一定时，干燥时间会大大变短，或者当干燥时间一定时，进料量会大大增加。
在根据本发明的一个实施例中，干燥过程中，所述干燥器内的压力为0.6-0.8个大气压，例如干燥器压力为0.6、0.7或0.8个大气压。具体而言，本发明采用引风机将干燥器内的水蒸气引出，使干燥器始终处于负压状态，在本实施例中，优选干燥器内的压力为0.8个大气压，此时引风量不需太大，设备耗能低，同时又能保证干燥器不被高压损坏和干燥效率高。
在根据本发明的一个实施例中，干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为25-30s，例如时间为25s、27s、28s或30s。具体而言，由于本发明采用超高温气流和在负压下进行干燥岩沥青粉，使得岩沥青粉的干燥速度大大加快。具体而言，当干燥器内压力设定为0.8个大气压，采用传统单筒回转干燥器，干燥器的容积和加入的待干燥的物料量与传统方法一致时，对于普通含水量(15-25％)的岩沥青粉来说，物料从进入干燥器到排出干燥器的时间大约为25-30s。如果采用传统干燥方法，当进料量与本发明一致，且要达到跟本发明相同的出料含水量，干燥时间会延长至约为本发明的3.6倍。但是一般来说，岩沥青粉在干燥器内干燥时间超过90s就会结块，所以为了避免结块一般会减少物料量。总之，本发明可以大大降低干燥时间或增加进料量，提高干燥效率，同时也减少了岩沥青粉变软、结块和老化现象。
在根据本发明的一个实施例中，在干燥之前，向干燥器内通入热气流，对干燥器进行预热处理，预热温度为300-370℃，例如预热温度为300℃、320℃、340℃、360℃或370℃等，优选360℃；预热时间为1-10min，例如预热时间为1min、3min、5min、7min、8min或10min，优选5min。具体的，本发明在岩沥青粉干燥之前，首先将干燥器预热，使得干燥器本体和干燥器内的空气温度可以快速达到干燥时的温度，缩短岩沥青粉的干燥时间。
在根据本发明的一个实施例中，预热处理后，继续向干燥器内通入热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到干燥的初始温度后，在干燥器内加入岩沥青粉；所述干燥的初始温度为370-390℃，例如温度370℃、380℃或390℃，所述干燥温度不小于干燥的初始温度。具体的，预热处理后，继续通入高温热气流，当干燥器本体和干燥器内的空气温度达到370-390℃时，在干燥器内加入岩沥青粉。由于干燥过程中持续向干燥器内通入热气流，因此干燥温度大于或等于干燥的初始温度，在本实施例中，所述干燥的初始温度优选370℃，所述干燥温度优选420℃。在本发明的干燥温度下，可以使水分迅速蒸发，提高岩沥青粉的干燥效率，即如果进料到出料时间一定的情况下，采用本发明的方法在一定时间内干燥的物料(岩沥青粉)量多，或者当干燥的物料量一定时，采用本发明的方法干燥时间更短。在本实施例中，预热和干燥的超高温热气流是通过燃烧加热器产生的，通过鼓风机将燃烧加热器内的热气流输送到干燥器内，本发明实施例所述干燥器为单筒回转干燥器。
在根据本发明的一个实施例中，所述水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出至除尘冷凝器中，进行除尘冷凝，冷凝水从除尘冷凝器的下料阀门排出，部分岩沥青粉尘留在除尘冷凝器的下料阀门处的滤网上，回收后再次返回干燥器进行干燥。具体的，所述引风机不仅可以抽走干燥器内的水蒸气，部分岩沥青粉尘也被抽到除尘冷凝器内，所述除尘冷凝器的下料阀门处安装有过滤网，过滤网将岩沥青粉尘和冷凝水分离，冷凝水从除尘冷凝器的下料阀门处流出，岩沥青粉尘留在滤网上，每隔一段时间清理过滤网，将岩沥青粉尘回收后重新进入干燥器内干燥。引风机的风量与热气流量、物料量、物料含水量、干燥器的容积、干燥器的压力、进料到出料的时间有关，由于上述参数都是可以计算的，因此引风机的风量可以确定。
为了更详细的说明水分瞬间蒸发带来的副作用，下面以具体的数据进行解释。假定使用本发明的干燥方法每小时可以干燥18吨物料，物料含水量为15％，进料到出料的时间为30s，干燥器的容积为45m3,干燥器内的压力为1个大气压，则通过计算可知，干燥器内的物料为18×1000kg/3600s×30s＝150kg,物料中的含水量为150kg×15％＝22.5kg，这些水完全转化成水蒸气后的体积为22.5×1000/18×22.4＝28m3(其中18为水的摩尔质量，22.4是标况下1mol气体的体积)，由于干燥器的容积为45m3，由理想气体状态方程可得出此时干燥器内的压力将升高至1.62个大气压(我们家用高压锅的压力一般为1.2个大气压)，如此高的气压容易造成设备损坏，有安全隐患。
为了降低安全隐患，本发明采用引风机在30s内将水分蒸发产生的28m3水蒸气排出，则引风量至少需要28m3/30s×3600s/h＝3360m3/h。为了进一步提高干燥效率，增加安全系数，可使干燥筒在持续生产中始终处于负压状态，将饱含水蒸气的高温空气迅速排出，经过实验摸索，干燥器内的气压在0.8个大气压时可满足上述要求，此时计算得到引风量为3360/0.8＝4200m3/h。
下面通过一些具体的实施例来进行介绍。
实施例1
一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法，包括如下步骤：
s1：通过鼓风机将燃烧加热器产生的热气流输送到干燥器(容积为45m3)内，对干燥器进行预热处理，其中预热温度为360℃，预热时间为5min；
s2：继续通入高温热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到370℃后，在干燥器内加入含水量为15％的岩沥青粉，加入量为18吨/小时，干燥器内温度保持在370-420℃；干燥过程中产生的水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出至除尘冷凝器中，引风机风量为3500m3/h，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态，冷凝水和部分岩沥青粉尘从除尘冷凝器的下料阀门排出；
s3：干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为25s。
实施例2
一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法，包括如下步骤：
s1：通过鼓风机将燃烧加热器产生的热气流输送到干燥器(容积为45m3)内，对干燥器进行预热处理，其中预热温度为360℃，预热时间为5min；
s2：继续通入超高温热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到380℃后，在干燥器内加入含水量为20％的岩沥青粉，加入量为16吨/小时，干燥温度保持在380-420℃；干燥过程中产生的水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出至除尘冷凝器中，引风机风量为3800m3/h，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态，冷凝水和部分岩沥青粉尘从除尘冷凝器的下料阀门排出；
s3：干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为30s。
实施例3
一种超高温负压干燥岩沥青粉的方法，包括如下步骤：
s1：通过鼓风机将燃烧加热器产生的热气流输送到干燥器(容积为45m3)内，对干燥器进行预热处理，其中预热温度为360℃，预热时间为5min；
s2：继续通入高温热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到400℃后，在干燥器内加入含水量为25％的岩沥青粉，加入量为14吨/小时，干燥温度保持在400-420℃；干燥过程中产生的水蒸气和部分岩沥青粉尘由引风机引出至除尘冷凝器中，引风机风量为4200m3/h，使干燥器在干燥过程中始终处于负压状态，冷凝水和部分岩沥青粉尘从除尘冷凝器的下料阀门排出；
s3：干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为30s。
实施例1-实施例3的岩沥青粉经过干燥后，从干燥器的卸料口排出的物料含水量均降至2％以下，且岩沥青粉在干燥过程中没有融化、结块和老化现象。
对比例1
一种干燥岩沥青粉的方法，包括如下步骤：
s1：通过鼓风机将燃烧加热器产生的热气流输送到干燥器(容积为45m3)内，对干燥器进行预热处理，其中预热温度为150℃，预热时间为10min；
s2：继续通入高温热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到160℃后，在干燥器内加入含水量为15％的岩沥青粉，，加入量为18吨/小时，干燥温度保持在160-180℃，压力为1个大气压；
s3：干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为30s。
对比例2
一种干燥岩沥青粉的方法，包括如下步骤：
s1：通过鼓风机将燃烧加热器产生的热气流输送到干燥器(容积为45m3)内，对干燥器进行预热处理，其中预热温度为150℃，预热时间为10min；
s2：继续通入高温热气流，当干燥器本体及干燥器内空气温度达到160℃后，在干燥器内加入含水量为15％的岩沥青粉，加入量为5吨/小时，干燥温度保持在160-180℃，压力为1个大气压；
s3：干燥完成的岩沥青粉从干燥器的卸料口排出并收集，所述岩沥青粉从进料到出料的时间为30s。
在对比例1中，加入的岩沥青粉的物料量及含水量与实施例1相同，经过干燥后，得到的岩沥青粉的含水量为6％，而只有含水量在2％以下的岩沥青粉才合乎要求。
在对比例2中，加入的岩沥青粉的含水量与实施例1相同，但物料量与实施例1不同，实施例1物料量为18吨/小时，对比例2的物料量为5吨/小时，经过干燥后，得到的岩沥青粉的含水量与实施例1相似(小于2％)，即为了得到合乎要求的岩沥青粉，加料量必须减少。
由此可以看出，采用超高温负压的方法干燥岩沥青粉，大大提高了干燥效率。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。