氯化铵干燥系统及干燥工艺的制作方法

本发明涉及一种氯化铵干燥系统，本发明还涉及一种氯化铵干燥工艺。

背景技术：

氯化铵为无色晶体或白色结晶性粉末，有引湿性。粉状氯化铵极易潮解，吸湿点一般在76%左右，当空气中相对湿度大于吸湿点时，氯化铵即产生吸潮现象，而容易结块，影响其使用，因此，在例如包装前，需要对氯化铵进行干燥，以避免结块。

此外，氯化铵的化学稳定性相对较弱，在100℃时开始分解，337.8℃时可以完全分解为氨气和氯化氢气体，因此，在对氯化铵进行干燥时，干燥温度不宜过高。

需知，在物料干燥领域，干燥前的物料通常被称为湿物料，如图1中标号3所指代的湿物料；干燥后的物料通常被称为干料，如图1中标号16所指代的干燥产品。需知，干料和湿物料统称为物料。在干燥过程中，用于将干燥所挥发出来的成分，例如水蒸气、氨气、氯化铵粉尘带走的气体，通常被称为载湿气，载湿气在干燥过程中作为一种工作气体使用。

图1所示为已知的一种内加热流化床干燥系统的原理图，也是传统氯化铵干燥系统。从图中流化床4的配管来看，其前段通过干燥鼓风机23接入用于干燥物料的加热风，后半段通过冷却鼓风机24接入用于冷却物料的冷却风。加热风和冷却风既作为加热或冷却物料的功能性气体，又作为载湿气，这些气体作为干燥尾气经旋风除尘器6、布袋除尘器9两级除尘后，再经湿式除尘器除氨后直接排入大气11。相对而言，功能性气体作为载湿气，就载湿气的需求而言是严重过量的，易于携带走更大量的因干燥所产生的的氨气和氯化铵粉尘，势必会增加干燥尾气处理的困难度，且因含有害气体较多，难以除净，易于造成环境污染。

此外，相对于载湿气，用作干燥的工作气体本身具备较高的温度，干燥末端，用作干燥的工作气体的温度仍然很高，因此干燥尾气往往要带走较多的热量，造成干燥总体能耗偏高。同时，由于流化床4和气流干燥机选型一旦确定后，因其物料流态化干燥的特点，其流化风速和进风温度不允许较大的波动，进风量和能耗是确定的，产品弹性小。同时，流化是利用气流使氯化铵颗粒处于一种流体状态，氯化铵颗粒呈湍流状态，氯化铵颗粒易于与干燥、流转工艺设备间产生剧烈的碰撞，破坏晶型，并产生细微的尘料，不仅使氯化铵的粒度分布不佳，且尘料易于被干燥尾气携带出而产生损耗。

中国专利文献cn207849900u公布了一种氯化铵干燥的闭路循环流化系统，其采用两台流化床4，其中一台构造为流化床干燥机，另一台构造为流化床冷却机，并且采用二氧化碳作为载湿气和加热的工作气体。大部分工作气体经过布袋除尘后、水洗脱氨后被循环利用。其中的二氧化碳能够与氨气化合而成生碳酸铵，从能够降低工作气体中的氨气含量。然而，工作气体的两用性是流化床的固有特点，始终无法解决干燥尾气量偏大的问题，即便是内循环，环保友好性好，但势必会增加脱除氨气的工艺设备的工作负担。同时也无法避免氯化铵粒度分布不佳，且工作尾气携带走较多物料的问题。尤其是，二氧化碳需要持续供给，使工艺系统容易产生“循环气膨胀”的问题，而超出工艺设备的负荷，极易产生事故。

中国专利文献cn208419545u公开了一种用于铵盐的蒸汽回转干燥系统，其载湿气被独立配给，而用于加热的水蒸气并不与物料直接接触，而是通过物理隔离的方式进行换热。由于载湿气的量较少，且流速较慢，从而可以大幅降低载湿气的对氨气、粉尘的携带能力。该专利文献有赖于一个回转筒，回转筒内安装有用于流通饱和水蒸气的管路，随着回转筒的转动，物料被翻动的同时逐渐的自倾斜的回转筒的一端向另一端移动，而回转筒的转速相对较低，不容易使氯化铵颗粒破碎或者磨损，从而使氯化铵的粒度分布较佳，加之载湿气流速较慢，能够被载湿气带走的氯化铵微粒的量相对较少。该专利文献中，其冷却仍然需要较多的冷空气作为冷却风和流化风，仍然会产生较大的工作气体的消耗，并且会增加后续处理的负担。同时，流化床的存在同样限制了其产能。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够对氯化铵充分干燥的情况下，尾气排放量相对较少的氯化铵干燥系统；本发明还提供了一种氯化铵干燥工艺。

在本发明的实施例中，提供了一种氯化铵干燥系统，其包括：

蒸汽回转干燥机，一端为进料端，另一端为出料端；出料端通过端板封堵，端板留有溢料口，且溢料口配有用于调整其开度的调整机构；

载湿气总成，自进料端接入蒸汽回转干燥机；

进料总成，用于在进料端将湿物料导入蒸汽回转干燥机；

出料总成，用于将干料自出料端导出蒸汽回转干燥机；

尾气净化系统，自出料端将载湿气导出，并净化后排入大气。

可选地，调整机构配置为：

于溢料口相对的两侧设有插槽，提供导引于插槽的插板，以通过插板在插槽中的位置调整溢料口的开度。

可选地，端板的边缘设有至少一个带有封门的排料口。

可选地，溢料口的中心位于端板径向自圆心起的二分之一~三分之二处。

可选地，于蒸汽回转干燥机的回转筒内设有至少一个且不多于三个分隔点，每个分隔点设有若干垂直于回转筒轴线的挡料板组，而将回转筒内分隔成多个干燥区；

挡料板组间设置用于支撑饱和蒸汽管轴向管的管支撑体；

挡料板组与管支撑体间确定出料间隙，用于前级干燥区内的物料向后级干燥区内流通。

可选地，尾气净化系统包括位于前级的旋风除尘器和位于后级的湿式除尘器；

其中，湿式除尘器为基于喷淋的湿式除尘器；

相应地，提供循环管路及配装的喷淋泵，用于循环喷淋水；循环管路配有外排浓液的旁路，湿式除尘器配有用于补液的补液支路。

可选地，所述进料总成包括混料机；

相应地，所述蒸汽回转干燥机或出料总成设有返料结构或返料机构，用于将给定量的干料导入所述混料机，以将该给定量的干料和湿物料混合后向蒸汽回转干燥机给料。

可选地，采用返料机构返料时，返料机构的进料端承接于出料总成所配振动筛；

采用返料结构时，所述返料结构配置为：

于蒸汽回转干燥机的回转筒的外表面设有螺旋形的回料通道。

可选地，返料机构和回料通道均设有流量控制装置。

可选地，出料总成配有冷却器；

冷却器配有松动风装置，该松动风装置包括压缩气系统；

冷却器用于流通干料的腔室开有松动风孔或配有曝气头；

松动风孔或曝气头与所述压缩气系统连接；

冷却器上设有排气口，该排气口接入所述尾气净化系统。

在本发明的实施例中，还提供了一种氯化铵干燥系统，包括以下步骤：

1）使用蒸汽回转干燥机对所导入湿物料进行干燥，在干燥过程中，自蒸汽回转干燥机进料端导入载湿气；在干燥过程中于出料端通过溢料的方式出料，通过调整溢料速度调整物料在蒸汽回转干燥机的滞留时间；

2）载湿气自蒸汽回转干燥机的出料端导出；

3）对导出的载湿气进行净化后排出。

可选地，物料在干燥流转过程中逐渐加强干燥能力。

可选地，物料的干燥时间为15~25min。

可选地，在载湿气导入蒸汽回转干燥机前，需对载湿气进行加热，使载湿气的温度达到110~160℃。

可选地，湿物料导入蒸汽回转干燥机前需混入给定量的干料；

湿物料混入干料的量与干料中的结块量正相关。

可选地，干料先进行筛分，然后对过筛后的干料进行冷却；

通过筛余部分确定所述结块量。

可选地，在对干料进行冷却时，通入压缩空气，以翻动干料，避免粘接。

在本发明的实施例中，通过溢料方式出料，进而通过控制溢料能力调整物料在蒸汽回转干燥机中的滞留时间，从而可以有效的调整物料的干燥质量。而载湿气的量取决于物料的干燥量，载湿气仅用作携湿工作气体，干燥则由间接的方式完成，载湿气的用量非常少，降低了后续的尾气净化系统的负担，并减轻了对大气的污染。

附图说明

图1为已知的一种内加热流化床干燥系统原理图。

图2为第一实施例中氯化铵干燥系统原理图。

图3为第二实施例中氯化铵干燥系统原理图。

图4为一实施例中蒸汽回转干燥机尾端结构示意图。

图5为一实施例中蒸汽回转干燥机中部断面结构示意图。

图6为一实施例中第一挡料板结构示意图。

图7为一实施例中第二挡料板结构示意图。

图中：1.冷凝水外排，2.饱和蒸汽，3.湿物料，4.流化床，5.返料螺旋输送机，6.旋风除尘器，7.旋风卸料阀，8.返料卸料阀，9.布袋除尘器，10.引风机，11.排入大气，12.湿式除尘器，13.螺旋输送机，14.布袋卸料阀，15.喷淋水泵，16.干燥产品，17.循环水回水，18.循环水上水，19.斗式提升机，20.振动筛，21.出料卸料阀，22.空气预热器，23.干燥鼓风机，24.冷却鼓风机，25.加热前载湿气，26.齿圈，27.饱和蒸汽接入，28.粉体流冷却器，29.疏松风接口，30.产品卸料阀，31.星型卸料阀，32.出料螺旋输送机，33.出料罩，34.蒸汽回转干燥机，35.加热后载湿气，36.混料机，37.返料螺旋，38.软水补充，39.浓液外排，40.导入罩，41.管过孔，42.出料端板，43.出料口，44.盖板，45.排料口，46.管支撑体，47.第一挡料板，48.第二挡料板，49.管支撑槽，50.装配孔，51.板体，52.装配孔，53.板体。

具体实施方式

可以理解的是，由一个系统直接排放入大气的气体可被称为尾气。不过随着环保要求的提高，应用系统通常配备有尾气净化系统，换言之，尾气生成后未被净化前可被称为尾气，由此，净化后排入大气11的部分记为净化尾气。

在本发明的实施例中，核心的工艺设备是蒸汽回转干燥机34，可以选用例如中国专利文献cn204944086u、cn204757589u、cn201014901y、cn201377966y、cn201575669u等所公开蒸汽回转干燥机34。这类蒸汽回转干燥机34区别于传统的干燥机，其为干燥提供热能的介质是饱和蒸汽2。热交换采用间接的方式实现，供热介质与物料间不产生直接接触，一般而言，换热管通过排布在蒸汽回转干燥机34内，换热管内流通饱和蒸汽，物料在蒸汽回转干燥机34的回转筒内沿轴向移动，同时旋转的回转筒会翻动物料，从而实现间接的干燥。

进而提供独立的载湿气总成，载湿气自回转筒的一端向另一端流通，载湿气所需要的量相对较少。

一般而言，蒸汽回转干燥机34的回转筒属于典型的圆筒结构，而具有确定的一端和另一端，并且一般情况下，物料自一端进料，从另一端出料。用于进料的一端记为进料端，用于出料的一端记为出料端。

蒸汽回转干燥机34的回转筒自进料端到出料端有2~3°的安装倾角，出料端相对于进料端低。工作状态时，回转筒转动，转速3~5rpm，物料随回转筒转动由进料侧向出料侧运动。在蒸汽回转干燥机34内，物料和加热蒸汽间接接触，逐渐升温脱水，蒸发的水分由载湿气带走。物料在干燥机内的停留时间为15~25min，以获得充分的干燥。干燥后的物料从出料罩33底部排出，进而经出料螺旋输送机32、星型卸料阀31、斗式提升机19的输送，将物料输送、提升。干燥产品经振动筛20筛分后，去除块料。大部分过筛后的粉料由粉体流冷却器28冷却降温后，由产品卸料阀30排出，得到干燥产品。

振动筛20设置的目的在于获得期望粒度的干料，筛余部分往往是因结块等原因所产生的块料，湿物料在干燥过程中易于结块。对此，下文中会有涉及，例如通过在湿物料中混入一定量的干料，以减少干料中块料。

蒸汽回转干燥机34一般以压力为0.35~1.0mpa的饱和蒸汽作为干燥热源，通过回转密封连接至蒸汽回转干燥机34回转筒内的换热管总成。

在本发明的实施例中，载湿气总成在图2和图3中采用例如鼓风机泵入原始的载湿气，载湿气自进料端接入接入蒸汽回转干燥机34。载湿气同样在导入蒸汽回转干燥机34前也需预热，基于同前的目的，加热后载湿气35与湿物料混合，有助于降低结块量，也会减轻湿物料与干燥设备间的粘接。对载湿气的预热，在优选的实施例中需要达到110~160℃。

具体地，在混料机36处引入预热后的载湿气，有助于快速的将部分水蒸气带走，降低湿物料在输送过程中粘接。具体是通过预热载湿气，提高了载湿气温度，有助于提高进料段物料的干燥效率，使湿物料尽快脱水，降低粘度。

图2和图3中，固定设置的出料罩33的前端与回转筒间动密封配合，尾气净化系统自出料罩33的顶部接出，可以采用引风的方式将回转筒侧的尾气吸排出来。

图2和图3中，尾气净化系统包括两级净化，显而易见的是，在本领域关于尾气的净化至少包含一级，一般不多于四级，两级三级相对较多。

前一级净化装置为旋风除尘器6，旋风除尘器6的除尘不需要过滤、喷淋等工作介质，其借助于离心力将尘粒从尾气中分离，尘粒沉降，沉降下来的物料可被回收。

旋风除尘器6的下部由灰斗和安装在灰斗下端的旋风卸料阀7组成，可以通过旋风卸料阀7回收物料。

例如图2中排入大气11所指代的设备为引风机，引风机为湿式除尘器12的后级设备。引风机将净化后的尾气直接排入大气，由于采用间接的方式加热物料，载湿气仅用作携湿工作气体，载湿气总量相对较少，处理量比较少，易于实现较好的净化。

另外，作为基本构成，氯化铵干燥系统还包括进料总成和出料总成，其中前者用于在进料端将湿物料导入蒸汽回转干燥机，后者用于将干料自出料端导出蒸汽回转干燥机。

图2和图3中，进料总成采用混料机36用于将湿物料和部分干料混合后向蒸汽回转干燥机34供料。如果不混合干料，则可以使用例如螺旋输送机向蒸汽回转干燥机34供料，也可以采用其他输送机构供料。

使用螺旋输送机供料在于螺旋输送机具有圆柱形的壳体，容易与蒸汽回转干燥机34间形成相对较好的密封。

另在图3中可见，混料机36通过管状的导入罩40接入蒸汽回转干燥机34，导入罩40与混料机36共轴线，同轴地导入载湿气。

在一些实施例中，图2中的混料机36的管壳可以开进气口，空气预热器22通过管路连接至该进气口，以导入载湿气。

出料总成在图2和图3所示的结构中，适配于出料罩33的下端，所配置的是出料螺旋输送机32，进而配置星型卸料阀31，以及将干料提升到给定高度的斗式提升机19，承接斗式提升机19的振动筛20，以及承接振动筛20过筛后物料的粉体流冷却器28，粉体流冷却器28的下端设有产品卸料阀30，用于卸出成品。

相对于流化床4，蒸汽回转干燥机34可以通过转速的改变来调整产量，载湿气相应适配流速即可。

在图2和图3所示的蒸汽回转干燥机34中，干燥每吨相同的物料需要产生100~120m³的尾气排放量；而对于传统的流化床干燥，则有800~1000m³尾气/吨处理量，由此可知，基于本发明实施例的氯化铵干燥系统可以大幅降低尾气的处理量及排放量。

除了用空气作载湿气外，还可用压缩空气、氮气、二氧化碳等作为载湿气。

对于排入大气11的尾气，尾气处理前氨浓度950~5000mg/m³，除尘、除氨后浓度53~66mg/m³，氨气净排放与尾气排放量呈正比，因尾气排放量减少，按同样的排放浓度计算，氨气净排放可大幅度降低。

图2和图3分别示出了一种返料方式，图2所示为外部循环返料结构，图3所示为回转筒自返料，返回部分干料能够解决湿物料粘壁、结块和热效率低的问题。回转筒自返料可简化返料设备，减小设备占地。

回转筒自返料是通过在回转筒外表面构造返料结构的方式实现返料，具体是在回转筒的外表面设置螺旋形的回料通道，通过转向的适配，在回转筒的转动过程中，少量干料会通过回料通道返回到进料端。

返料机构可见于图2所示的结构中，需提供独立的输送机构，占地相对较大。图2中，返料机构配置为返料螺旋输送机5。

两种返料方式的返料位置也有不同，图2中，返料位置取自振动筛20过筛后的干料，图3所示的结构中，返料位置为回转筒的出料端。

将该给定量的干料和湿物料混合后向蒸汽回转干燥机34给料，能够有效避免物料粘管、粘壁问题，提高生产稳定性。

因湿物料含水量有差异，且工作状况在工作过程中会发生变化，为了方便调整合适的返料比，返料机构和回料通道均设有流量控制装置。

流量控制最为简单的控制方法是通过流量控制阀进行控制。

关于确定返料比的控制点，在一些实施例中可以选用湿料的含水率进行设计。含水率越高，越需要返回更多的干料，反之，则需要返回较少的干料。

在图2和图4所示的结构中，冷却总成配有粉体流冷却器28，以对干燥后的干料进行降温，进而进行物料的包装。

粉体流冷却器28配有松动风装置，该松动风装置包括压缩气系统；

粉体流冷却器28用于流通干料的腔室开有松动风孔或配有曝气头；

松动风孔或曝气头与所述压缩气系统连接。

由于松动风必然要被排出，而干燥后的干料仍然会维持一定的温度，氨气仍然会继续挥发出来，松动风构成另一种类型的载湿气，从而，将粉体流冷却器13排出的风导入尾气净化系统，与蒸汽回转干燥机34上直接排除的尾气共同净化。解决了“气提除氨”的二次污染问题和“循环气膨胀”问题。

粉体流冷却时，松动风量远少于干燥风量，且粉体流冷却器正压排风，空气易分配，运行调节简单。

图2和图3中，粉体流冷却器28是一个料罐结构，中上部为柱形罐，下部为锥形罐头，锥形罐头上开有输松风接口，疏松在此处完成。

疏松风的排出则在柱形罐的上端完成，气流具有较长的穿越距离，而充分发挥其输送作用。

在优选的实施例中，蒸汽回转干燥机34的干燥能力自进料端向出料端增强。针对物料特征，将回转筒在轴向分成进料段和干燥段，不同位置环形换热管的间距不同。进料段位于回转筒的进料端，其长度为1.5~3m，其环形换热管的中心距为150~300mm。干燥段位于进料段和出料罩33之间，其环形换热管的中心距为100~130mm。进料采用较大的间距，可防止湿物料在换热管间黏附。干燥段采用较小的间距，可提高有效换热面积，增加筒体利用率。

图4所示为蒸汽回转干燥机34的回转筒的尾端，也就是出料端的结构示意图，图中，出料端通过端板封堵，构成图中所示的出料端板42，出料端板42留有溢料口，即图6中所示的出料口43。

出料口43大致在出料端板42的自圆心起的径向中部，其中心大致自圆心起二分之一~三分之二处。

溢料口配有用于调整其开度的调整机构，从而通过调整该调整机构，使出料口43的开度发生变化，使位于回转筒内的物料的层厚发生变化，以适应不同的应用。

在图4所示的结构中，调整机构配置为：

于溢料口相对的两侧设有插槽，提供导引于插槽的插板，以通过插板在插槽中的位置调整溢料口的开度。

图4中，盖板44为固定设置的板体，在出料口43的两侧设置若干调整孔，通过在不同调整孔上的装配调整盖板44的位置。

此外，出料端板42的边缘设有至少一个带有封门的排料口45，封门可以常开，也可常闭，即便是常开，对整体的干燥行程影响也不大。排料口45主要用于停机前的干料的排净操作。

图5为回转筒中部的断面结构示意图，具体是在蒸汽回转干燥机34的回转筒内设有至少一个且不多于三个分隔点，每个分隔点设有若干垂直于回转筒轴线的挡料板组，而将回转筒内分隔成多个干燥区；

挡料板组间设置用于支撑饱和蒸汽管轴向管的管支撑体46；

挡料板组与管支撑体46间确定出料间隙，用于前级干燥区内的物料向后级干燥区内流通。

通过挡料板组对物料的阻挡，可以提高物料在某一干燥区内的滞留时间，而提高干燥效果。

关于挡料板组，如图5所示，由若干第一挡料板47和第二挡料板38组配而成。

需知，挡料板组组配的严密性并不要求很高。

挡料板可以装配在回转筒中心的管轴上，或者相互间组配形成环形结构。

在图2和图3所示的结构中，用于尾气净化的后一级净化设备为湿式除尘器12，湿式除尘器12是基于喷淋方式进行降尘的除尘器。图1中，提供喷淋水的部分包括循环管路及配装的喷淋泵，循环喷淋必然会使的喷淋水的浓度逐渐提高，为此，循环管路配有外排浓液的旁路，即图3中所示的浓液外排39所对应的管路。湿式除尘器12还配有用于补液的补液支路，如图3中所示的软水补充38所对应的管路。

通过以上的描述，氯化铵干燥方法的流程大致已经明确，其包括以下步骤：

1）使用蒸汽回转干燥机34对所导入湿物料进行干燥，在干燥过程中，自蒸汽回转干燥机34进料端导入载湿气；在干燥过程中于出料端通过溢料的方式出料，通过调整溢料速度调整物料在蒸汽回转干燥机34的滞留时间；

2）载湿气自蒸汽回转干燥机34的出料端导出；

3）对导出的载湿气进行净化后排出。

在优选的实施例中，物料在干燥流转过程中逐渐加强干燥能力，以避免前期干燥过快导致板结。

物料的干燥时间为15~25min。

在载湿气导入蒸汽回转干燥机34前，需对载湿气进行加热，使载湿气的温度达到110~160℃。

湿物料导入蒸汽回转干燥机34前需混入给定量的干料；

湿物料混入干料的量与干料中的结块量正相关。

干料先进行筛分，然后对过筛后的干料进行冷却；

通过筛余部分确定所述结块量。

根据权利要求16所述的氯化铵干燥方法，其特征在于，在对干料进行冷却时，通入压缩空气，以翻动干料，避免粘接。

进而，步骤4）中在对载湿气进行除湿前，先对载湿气进行冷却。

在载湿气导入蒸汽回转干燥机34前，需对载湿气进行加热，使载湿气的温度达到110~160℃。

净化后的载湿气在导入蒸汽回转干燥机34前若给气量或给气压力不足时，通过补气的方式平衡给气量或给气压力；

若补气前给气量或给气压力超出设定值时，通过排放的方式平衡给气量或给气压力；

排放点位于步骤4）用于除湿的设备前。

湿物料导入蒸汽回转干燥机34前需混入给定量的干料。

物料在干燥流转过程中逐渐加强干燥能力。

物料的干燥时间为15~25min。

干料先进行筛分，然后对过筛后的干料进行冷却；

在对干料进行冷却时，通入压缩空气，以翻动干料，避免粘接。

用于翻动干料的压缩空气在翻动干料后被收集至尾气净化系统而并入载湿气。

载湿气净化的方法是先进行旋风除尘，然后进行喷淋洗消。

喷淋洗消的洗消液基于内循环方式使用或喷淋后排出的方式使用；

若采用内循环方式时，定时的排出浓度达到给定要求的浓液，进而补入淡液。

淡液为软化水或氯化铵的过滤母液；

过滤母液作为洗消液时，采用喷淋后排出的方式使用。