一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法与流程

本发明涉及促进水热法生产石膏晶须类最终干燥产品时的稳定化控制领域，尤其涉及一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法。

背景技术：

1、目前，工业化量产一直是水热法产业化的技术瓶颈，不仅涉及到水热法制备过程，还有干燥过程，能否原位遗传制备过程产品的初始状态，尤其是对无机单晶体材料的应用至关重要。由于干燥过程属高温环境，含水无机晶体材料在高温含湿体系下易产生二次结晶和相转变现象，以及颗粒间的团聚和结块问题，这也是困扰水热法工业化稳定实施的主要因素之一。而水热体系下热结晶产生的半水石膏晶须在固液分离过程中因含有20％左右的表观水，使晶须在干燥过程中极容易发生相转变、晶体二次生长和脆性折损共性难题，导致水热法生产石膏晶须时产品不稳定，严重阻碍了产品的应用。虽然国内外相关研究机构对晶须的干燥过程进行了有益尝试，如煅烧窑晶须干燥、隧道窑晶须干燥、滚筒干燥和链式晶须干燥等，但均无法抑制晶须的二次再结晶过程，导致晶须产品脆性过大，使其与橡胶、沥青、工程塑料等材料混炼时产生大量折损现象，致使复合材料性能的衰减和性能的波动问题，严重阻碍了石膏晶须的市场消纳空间。为此，本发明技术基于原位遗传速闪干燥理念，旨在为石膏晶须表观水分在干燥过程中极速气化蒸发创造一个良好环境，避免石膏晶须在干燥过程中发生结构和形态的改变，从而为水热法晶须规模化量产提供技术支撑。

2、国家实用新型专利cn210135765u公开了一种晶须链式干燥机，其特种在于：晶须制备组件、干燥室，干燥室与晶须制备组件连接，干燥室与晶须制备组件之间设置有传送组件，晶须制备组件制好的晶须通过传送组件运输至干燥室，干燥室包括壳体，壳体内设置有容置腔，容置腔内设置有多排送风组件，送风组件沿着传送组件的长度方向排列，送风组件的高度高于传送组件的高度，送风组件用于给传送组件上的晶须提供风能并通过风能对晶须进行干燥。通过多排送风组件的设置,能够使得给晶须提供的风量更加高，虽然能够提升晶须干燥组件的干燥效果，但因干燥时间过长，石膏晶须易产生二次结晶问题，导致晶须的脆性显著升高。

3、国家实用新型专利cn202221007831.8公开了一种硫酸钙晶须生产用干燥装置，其特征在于：所述箱体内设置有筛分腔，且箱体的顶部设置有与筛分腔连通的进料斗，所述筛分腔内设置有筛分架，所述筛分架的一端设置有运动杆，所述箱体的外侧设置有定位架，所述定位架内设置有曲柄，且定位架内设置有输出端与曲柄底部中心处固定连接的电机一，所述曲柄的顶部靠近边缘位置固定连接有固定柱，所述固定柱上转动连接有连杆，所述连杆与运动杆转动连接，虽然可以对硫酸钙晶须原料进行翻动处理，有利于晶须干燥的均匀性，但仍然无法解决石膏晶须在干燥过程中停留石膏过长的问题，仍存在二次结晶脆性大现象。

4、国家实用新型专利cn216790788u公开了一种硫酸钙晶须干燥用辅助装置，其特征在于：烘干筒和支撑该烘干筒的筒架，所述烘干筒内部设置有传送带，所述烘干筒内部设置有分散架；所述分散架由连接架和分散块组成，所述分散块设置有多个，且均匀分布在所述连接架的下方，所述分散块底部与所述传送带的表面贴合且两者可相对滑动；所述分散块为三棱柱型结构，且其中一条楞背向所述传送带的行进方向。虽然该设备可在硫酸钙晶须输送过程中多次分散并形成新的波浪形断面，进一步提高了烘干筒的烘干效率，但由于转动速度的限制，当速度较慢时晶须易发生二次结晶脆性大问题，而转动速度快时，晶须又易折损，仍然无法解决极速闪蒸问题。

5、综上所述，本发明不仅解决了含表观水石膏晶须在干燥过程中热风剪切力场控制、热风流场分布控制、含水石膏晶须浓度场控制、含水石膏晶须流变行为控制、石膏晶须表观水分极速气化控制、石膏晶须超分散行为等问题，更是将石膏晶须产品稳定化控制、表观水极速气化和超分散一体化集成，进而为水热法规模化量产石膏晶须的干燥装备提供了保障。本发明的一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法属自主开发的新技术，利用该技术制造的干燥系统生产的硫酸钙晶须具有产品质量好、分散程度高和晶须产品折损程度低等优势。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，使水热体系下形成的半水硫酸钙晶须极速通过高温环境，旨在极大缩短半水石膏晶须在高温环境下改变结构和形态的时间，进而达到石膏晶须生产过程中的遗传性，从而为水热法规模化量产无机晶体材料提供技术支撑。

2、为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

3、本发明一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，包括：

4、将常温空气经鼓风机送入直火加热炉内，加热至400-500℃，从干燥设备底部切向进入，热风风速3000-30000m3/h，风压:1200-25000pa，同时物料由无级变频双螺旋无轴加料器定量加入，为避免相对较大块状晶须团发生聚体现象，流化段内设有分散器，使热风与石膏晶须充分接触，且在干燥室内高温区停留时间为极短，分散器的转速0-120r/min；在分散器和高速热气流的协同作用下，石膏晶须呈流化态，不仅扩大了表观水的蒸发面积，且提升了石膏晶须与热空气间的传质传热速率，可使晶须表面的水分子速闪汽化，在2-4s内完成干燥过程；

5、同时，为避免流化过程中晶须相互碰撞、晶须与器壁碰撞折损问题，切削力场角度5-10°，再经干燥室顶部分级器，超分散的晶须随干燥尾气一起进入旋风分离器及脉冲袋式捕集器内，进行气固分离，成品晶须再经产品储罐统一排出。

6、进一步的，出风温度为120-180℃、主机内径500-2000mm、主机高度为2000-10000mm、干燥能力为200-2000kgh2o/h、干燥后产品产量为1-30t/h/台。

7、进一步的，出料温度≤45℃。

8、进一步的，干燥设备中物料接触部分为304不锈钢。

9、进一步的，三相交流电压：380v和50hz。

10、进一步的，干燥室顶部的分级器为多角度的孔圆分配盘，以保证晶须产品的超分散性和湿度的均匀性。

11、进一步的，产品回收率＞99.8％，晶须折损率＜10％。

12、进一步的，还包括远程智能化控制系统，用于实现所述干燥控制方法的智能化运行。

13、与现有技术相比，本发明的有益技术效果：

14、本发明的速闪干燥方法采用全封闭负压操作，无粉尘外漏，产品回收率＞99.8％，晶须折损率＜10％。可连续性生产，产品质量稳定，集干燥、分散、分级为一体的高效节能石膏晶须类干燥装置，干燥室顶部的分级器为多角度的孔圆分配盘，可保证晶须产品的超分散性和湿度的均匀性。

15、本发明集合热风剪切力场控制、热风流场分布控制、含水石膏晶须浓度场控制、含水石膏晶须流变行为控制、石膏晶须表观水分极速气化控制、石膏晶须超分散行为等一体化协同调控技术，通过干燥过程中晶须表观水的极速气化，避免石膏晶体因二次结晶而导致结构、形态和性能的变化进而为水热法规模化量产石膏晶须提供助力。

技术特征：

1.一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，出风温度为120-180℃、主机内径500-2000mm、主机高度为2000-10000mm、干燥能力为200-2000kgh2o/h、干燥后产品产量为1-30t/h/台。

3.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，出料温度≤45℃。

4.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，干燥设备中物料接触部分为304不锈钢。

5.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，三相交流电压：380v和50hz。

6.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，干燥室顶部的分级器为多角度的孔圆分配盘，以保证晶须产品的超分散性和湿度的均匀性。

7.根据权利要求1所述的利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，其特征在于，产品回收率＞99.8％，晶须折损率＜10％。

技术总结
本发明公开了一种利用速闪技术生产石膏晶须的干燥控制方法，基于速闪干燥机理，将干燥过程中热风剪切力场控制、热风流场分布控制、含水石膏晶须浓度场控制、含水石膏晶须流变行为控制、石膏晶须表观水分极速气化控制、石膏晶须超分散行为控制一体化，使水热体系下形成的半水硫酸钙晶须极速通过高温环境，旨在极大缩短半水石膏晶须在高温环境下改变结构和形态的时间，进而达到石膏晶须生产过程中的遗传性，利用发明技术生产的晶须产品具有质量稳定、晶须折损率低和分散程度好等优势，从而为水热法规模化量产无机晶体材料提供技术支撑。

技术研发人员：闫国英,史培阳,刘承军,刘剑飞,贾中帅,王继平,赵青,芦福,张波
受保护的技术使用者：包钢集团矿山研究院（有限责任公司）
技术研发日：
技术公布日：2024/4/7