本發明涉及一種漿料或粉料的連續干燥系統及其工作方法,可應用于對磷泥、渣中的磷的蒸發收集,氧化鈣或氯化鈣,苯甲酰氯等的化工殘液處理,化工成品干燥,三廢綜合回收處理,汽柴油或機油等油、或有機化工原料的回收。
背景技術:
現有技術中,用電爐法生產黃磷,會產生磷泥、磷渣等廢棄物,而廢棄的磷泥、磷渣中還有相當部分的黃磷沒有完全煉出,這樣造成資源的浪費。
現有的回收黃磷的方法有蒸汽過濾法、干蒸法、化學試劑反應法等等;蒸汽過濾法是將磷泥、渣放入容器中用蒸汽連續加熱,使磷泥渣溶解、過濾出的磷精制后成為成品黃磷,用這種方法處理后的磷泥、渣中仍然有l 5-20%的磷元素不能收回,而且蒸汽耗量大、生產周期長(20天左右),污染依然嚴重;干蒸法是將磷泥、渣裝入蒸餾鐵鍋內加熱鐵鍋、通過導氣管道將磷蒸汽導入熱水鍋中精制成黃磷,這種方法不能連續生產,效率較低,用這種方法處理后的磷泥、渣中仍然有l 5-20%的磷元素不能收回;化學試劑反應法采用二硫化碳作淬取劑、淬取黃磷,這種方法較前兩種方法先進,但是其工藝周期長,回收量小,一次淬取后余渣還有2-5%的磷殘留,操作工藝復雜、溫度不易控制,且對黃磷的質量不易控制。
中國專利文獻CN1152545公開了一種從磷泥渣中回收黃磷的工藝及設備。該現有技術的不足之處在于:需要停機裝、卸料,不能實現連續工作,導致生產效率較低。
中國專利文獻CN103591780A公開了一種漿料或粉料的連續干燥系統的干燥主機,包括:主軸、多層上下設置的環形腔體;各環形腔體通過中央通孔活動密封配合于該主軸上,該主軸上固定有分布于各環形腔體中的刮料板;相鄰的兩個環形腔體之間具有間隙并通過落料通道密封相連;各環形腔體設于導熱液容器中;頂層的環形腔體上設有入料口和排氣口,底層的環形腔體的底部設有出料口。該現有技術的不足之處在于:多層環形腔體上下設置,對于稠度較大的物料,易發生堵塞落料通道的情況;對于水分過多的漿料,則物料會快速從頂部環形腔體流至底層環形腔體中,導致無法干燥物料;其次,各環形腔體受熱不均,底部的環形腔體溫度較高,頂部的環形腔體溫度較低。這導致干燥溫度控制難度較大,即若底部的環形腔體溫度控制過高,容易導致物料碳化;若底部的環形腔體溫度不夠,則導致物料含水量過高,即干燥不達標。再其次,物料需要送到頂層的環形腔體上的入料口,對于流動性較差或稠度較大的物料,無法使用泵輸送,導致加料困難,主要靠人工實現加料,費時費力。再次,各環形腔體底壁上易出現結塊層,清理較困難,同時結塊層導致環形腔體之間的傳熱效率大幅降低,進而嚴重影響干燥效果。
技術實現要素:
本發明要解決的技術問題是提供一種適于對漿料連續干燥的漿料或粉料的連續干燥系統及其工作方法,可對含水量較高、流動性較好的漿料或粉料進行干燥,以避免流動性較好物料從干燥主機的入口直接流至出料口。
為了解決上述技術問題,本發明提供了一種漿料或粉料的連續干燥系統,包括干燥主機;該干燥主機包括:多個豎向設置且前后相間排列的腔體,以及向各腔體加熱的加熱裝置,各腔體內設有適于旋轉的刮料板(各刮料板可采用一軸同時驅動,也可分別采用電機逐一驅動(此時,各腔體可以隨意設置,無需同軸線設置));相鄰的腔體之間通過至少一個過料通道相連,至少存在一對相鄰的腔體,其間設置的過料通道的入口(該入口處于相應腔體后側壁上)在高度方向上都處于相應腔體的中部和/或中上部和/或頂部;至少一個腔體上設有排氣通道;處于前端的腔體上設有入料口,處于后端的腔體上設有出料口;工作時,在各刮料板的旋轉作用下,漿料或粉料從所述前端的腔體依次向后端的腔體移動。由于存在連接于一對相鄰的腔體的中部或中上部或頂部之間的過料通道(也稱:高位過料通道),因此即便是含水量較高的漿料,也無法從干燥主機的入口直接流至出料口;且高位過料通道數量越多,物料在相鄰腔體之間的移動越緩慢,在干燥主機中的干燥時間越長。
優選地,所述排氣通道與一集氣管相連,該集氣管的排氣口與一汽液混合冷凝器相連;
該汽液混合冷凝器包括一封閉的臥式圓筒形冷凝罐,所述集氣管的排氣口與該冷凝罐前端的入口相連,該冷凝罐前端的入口還與一冷凝液輸入管相連,冷凝罐的后端底部設有排放管,該排放管延伸入一回收池中;所述冷凝罐內設有多個沿該冷凝罐的軸向分布的、工作時旋轉的風葉,風葉上分布有多個通孔,風葉旋轉時,能翻動冷凝罐內壁底部的液體并使液體霧化。
進一步優選的方案是,所述排氣通道與一集氣管相連,該集氣管的排氣口與一三通的縱向入口相連,該三通的橫向入口與一冷凝液輸入管相連,該三通的橫向出口與一汽液混合冷凝器的入口相連;橫向入口和橫向出口沿一軸線分布,縱向入口的中心線與該軸線交叉分布;汽液混合冷凝器包括一封閉的臥式圓筒形冷凝罐,所述三通的橫向出口與該冷凝罐前端的入口相連,該冷凝罐的后端底部設有排放管,該排放管延伸入一回收池中,以收集磷、苯甲酰氯、或汽柴油等。
或所述排氣通道與一燃燒器相連,以將揮發物燃燒。
所述冷凝罐內設有多個沿該冷凝罐的軸向分布的、工作時旋轉的風葉,風葉上分布有多個通孔,以在風葉旋轉時,能翻動冷凝罐內壁底部的液體并使液體霧化。將液體(優選溶解或吸收所述揮發物性能較好的溶液)霧化后,與上述揮發物混合接觸,利于快速、充分冷凝揮發物,進而大幅提高揮發物的回收率。
優選地,連接于一對相鄰的腔體的中上部或頂部之間的過料通道的底板向后下方傾斜3-15°,以方便向前方的腔體送料,并可避免稠度較大的物料堵塞過料通道。
進一步優選地,所述的各腔體為環形腔體(以在刮料板旋轉時不存在死角),且同軸線橫向排列,各刮料板固定在一用于驅動各刮料板旋轉的中心主軸上,以簡化結構。
進一步優選地,所述的各風葉同軸固定在一用于驅動各風葉旋轉的驅動軸上,以簡化結構。
進一步優選地,所述的加熱裝置為設于各腔體的側壁上的電熱絲,或完全或部分浸泡各腔體的導熱液容器,或設于各腔體的底部的燃燒爐,或采用隔套加熱方式向各腔體加熱的隔套。具體實施時,根據物料特性、干燥要求等因素進行相應選擇。
進一步優選地,鄰近各風葉的外緣設有盛水容器,風葉旋轉時,各風葉的轉速控制在合理的范圍內(具體參數可通過實驗獲取),使該盛水容器能將冷凝罐內壁底部的液體翻起,并在各風葉上的通孔的作用下使液體霧化。
作為另一種變型的實施方式:各風葉的外緣具有向所述冷凝罐的軸向延伸的彎折部,風葉旋轉時,各風葉的轉速控制在合理的范圍內(具體參數可通過實驗獲取),使該彎折部能將冷凝罐內壁底部的液體翻起,并在各風葉上的通孔的作用下使液體霧化。
進一步優選地,所述冷凝罐的前端向下傾斜1-5°,以減緩混合液排入回收池的速度,利于提高混合液中的吸收的揮發物組分的濃度;或冷凝罐水平設置。
風葉上的通孔均勻分布,且直徑為0.1-2mm,通孔數量越多,霧化效果越好,各風葉的外緣與所述冷凝罐的底部內壁的間隙<5mm。風葉也可采用網板制成。
進一步優選地,所述冷凝罐為夾套式冷凝罐,以采用水冷或冷卻油冷卻;或所述冷凝罐設于一通風通道中,該通風通道的一端設有冷風裝置,以實施風冷。
進一步優選的實施方式是,各相鄰的腔體之間至少連接有一中高位過料通道,各中高位過料通道的入口在高度方向處于相應腔體的中部或中上部,且高位過料通道的底板向后下方傾斜3-15°;將過料通道的入口設置在高度方向處于所述腔體的中部或中上部,可避免在物料較干燥時,由于物料大部分集聚在腔體的中下部,即所述腔體底部的過料通道的入口和出口都存在物料,導致過料通道堵塞或物料推進困難的情況;而對于中高位過料通道,由于其出口一般不存在物料,因此不易出現過料通道堵塞的情況。
上述漿料或粉料的連續干燥系統的工作方法,包括:
A、向各腔體加熱;
B、將漿料或粉料送入前端的腔體,同時各刮料板旋轉;
C、漿料或粉料在各刮料板的旋轉作用下,依次進入各腔體中換熱、干燥,其中包括穿過連接于一對相鄰腔體的中上部或頂部之間的過料通道;最后從后端腔體的出料口排出;期間,揮發物從所述排氣通道輸出,經揮發物收集系統實現揮發物的收集,以收集化工原料或有機物。
所述排氣通道通過一集氣管與該冷凝罐前端的入口相連;或,所述排氣通道與一集氣管相連,該集氣管的排氣口與一三通的縱向入口相連,該三通的橫向入口與一冷凝液輸入管相連,該三通的橫向出口與一汽液混合冷凝器的入口相連;橫向入口和橫向出口沿同一軸線分布,縱向入口的中心線與該軸線交叉分布;所述揮發物收集系統包括一汽液混合冷凝器,該汽液混合冷凝器包括一封閉的臥式圓筒形冷凝罐,所述三通的橫向出口與該冷凝罐前端的入口相連,該冷凝罐的后端底部設有排放管,該排放管延伸入一回收池中;所述冷凝罐內設有多個沿該冷凝罐的軸向分布的、工作時旋轉的風葉;風葉上分布有多個通孔,以在風葉旋轉時,能翻動冷凝罐內壁底部的液體并使液體霧化;所述揮發物與霧化的液體充分混合,并在所述冷凝罐內冷凝,最后從冷凝罐的后端底部的排放管排入回收池中。
本發明的上述技術方案相比現有技術具有以下優點:(1)本發明的干燥主機工作時,漿料或粉料實時從前端腔體輸入,并在各刮料板的旋轉作用下依次進入各腔體干燥,同時將揮發物(例如磷、或苯甲酰氯或汽柴油等)逐個腔體蒸發,揮發物從排氣通道排出,采用收集系統實現揮發物的收集;烘干的漿料或粉料呈干粉體,從后端腔體的底部實時排出;因此,本系統適于對漿料、粉料連續干燥,即適于實時進料、出料,無需停機裝、卸料,故而生產效率較高;(2)由于至少存在一對相鄰的腔體,其間的過料通道都為高位過料通道或中高位過料通道,因此即便是含水量較高、流動性好的漿料,也無法從干燥主機的前端腔體的入口直接流至后端腔體的出料口,以確保漿料被充分干燥;且高位過料通道數量越多,物料在干燥主機中的干燥時間越長。漿料、粉料經逐個腔體蒸發,揮發面積較大,故而揮發物的蒸發效率較高,同時揮發物的回收率較高。在對磷泥、渣的應用中,干燥后的磷泥、渣中的未回收的磷元素含量小于0.5%。(3)本發明的干燥主機,可以作為化工反應器、蒸餾器、反應鍋。由于揮發物與霧滴混合后,快速冷凝,使大部分揮發物溶解在液體中,進而使95%以上的揮發物最終留在回收池中。而現有技術中,直接將含有揮發物的氣體排入回收池,揮發物會隨氣泡跑出回收池的溶液,而進入大氣,導致相應有機物的回收率一般低于60%。(4)工作時,冷凝液輸入管內的高壓液流,使所述三通的縱向入口中形成負壓,并帶動來自集氣管的氣體送入冷凝罐內;使氣體與冷凝液在進入冷凝罐之前就進行的混合、冷卻,利于進一步提供揮發物的冷凝效果和回收率。(5)本發明的多個腔體豎向設置且前后相間排列,使得各環形腔體在采用同一燃燒爐加熱時,受熱較均勻;若采用電熱絲加熱,各環形腔體的加熱溫度可任意單獨控制,可避免有機物料被碳化;由于各環形腔體橫向排列設置,腔體的入料口高度相對于現有技術較低,加料便捷、省時省力。(6)各腔體的內側壁上出現結垢層時,只要加熱各腔體至一定溫度(例如100-200℃),然后在外部用冷水沖各腔體,使各腔體的側壁快速冷卻收縮,即可使結垢層脫離所述內側壁。
附圖說明
為了使本發明的內容更容易被清楚的理解,下面根據的具體實施例并結合附圖,對本發明作進一步詳細的說明,其中
圖1為實施例1至2中的漿料或粉料的連續干燥系統的結構示意圖;
圖2為圖1中的汽液混合冷凝器的結構示意圖;
圖3為圖1中的腔體側面的結構示意圖。
具體實施方式
下面結合附圖及實施例對本發明進行詳細說明:
實施例1
見圖1,本實施例的漿料或粉料的連續干燥系統,包括:干燥主機100、用于收集該干燥主機100排出的揮發物的收集系統。
干燥主機100包括:中心主軸1,5至10個豎向平行設置的環形腔體2,以及向各環形腔體2加熱的加熱裝置。各環形腔體2前后相間排列并滑動密封配合在中心主軸1上,各環形腔體內的刮料板3固定在用于驅動各刮料板旋轉的中心主軸1上。刮料板3呈米字形或為風葉,并貼在相應的環形腔體的后側壁上。所述刮料板3適于貼著環形腔體2的后側壁旋轉,以防止底板上形成垢層,影響底板的導熱性能,同時利于推物料向后方的各腔體位移。
相鄰的兩個環形腔體2之間具有間隙,以方便環形腔體2的側面板直接與導熱介質或電熱絲換熱,方便換熱,進而確保了干燥效果。
相鄰的兩個環形腔體2之間通過一過料通道4密封相連;其中,各對相鄰的環形腔體2,其間的過料通道4包括在高度方向上連接于環形腔體2的中部或中上部或頂部的過料通道;連接于環形腔體2的底部或中下部的過料通道4,不連續設置,以避免水分較多、流動性好的漿料直接從前端的環形腔體2排至后檔的環形腔體。各環形腔體上設有排氣通道7;處于前端的環形腔體2上設有入料口101,處于后端的環形腔體2上設有出料口102。
如圖3,過料通道4的入口40在高度方向處于相應腔體的中部或中上部的過料通道稱為中高位過料通道。
工作時,在各刮料板3的旋轉作用下,漿料或粉料從所述前端的環形腔體2依次向后端的環形腔體2移動。
所述排氣通道7與一集氣管6相連,該集氣管6的排氣口與一三通8的縱向入口相連,該三通8的橫向入口與一冷凝液輸入管相連,該三通8的橫向出口與一汽液混合冷凝器的入口相連;橫向入口和橫向出口沿一軸線分布,縱向入口的中心線與該軸線交叉分布;所述三通8的橫向出口與該冷凝罐12前端的入口相連,該冷凝罐12的后端底部設有排放管,該排放管17延伸入一回收池13中,以收集磷、苯甲酰氯、或汽柴油等。工作時,冷凝液輸入管內的高壓液流,使所述三通8的縱向入口中形成負壓,并帶動來自集氣管6的氣體送入冷凝罐12內。
或所述排氣通道與一燃燒器相連,以將揮發物燃燒。
所述冷凝罐12內的中心軸線上設有轉軸120,該轉軸120上設有多個工作時旋轉的風葉14,轉軸120的一端具有驅動機構。所述冷凝罐12設于一通風通道16中,該通風通道16的一端設有風機,以實施風冷;或,所述轉軸120的另一端具有用于產生冷風的冷風風葉18。
各風葉14上分布有多個通孔,以在各風葉14旋轉時,能翻動冷凝罐13內壁底部的液體并使液體霧化。將液體(優選溶解或吸收所述揮發物性能較好的溶液)霧化后,與上述揮發物混合接觸,利于快速、充分冷凝揮發物,進而大幅提高揮發物的回收率。
各風葉14的外緣具有向所述冷凝罐12的軸向延伸的彎折部,風葉14旋轉時,該彎折部能將冷凝罐內壁底部的液體翻起,并在各風葉14上的通孔的作用下使液體霧化。
作為其他實施方式,所述加熱裝置還可以采用設于各環形腔體2下方的燃燒爐5,燃燒爐5的頂蓋覆蓋在各環形腔體2上,該頂蓋的頂部排出的熱廢氣從一空氣換熱塔9的熱廢氣輸入口輸入并經過該空氣換熱塔9內的換熱管后排出,進入除塵器10后排空;輸入該空氣換熱塔9的新空氣與換熱管換熱后,經引風機11輸入所述燃燒爐5內,以提高燃燒爐5內的燃料的燃燒熱值,實現節能。
作為另一種變型,各環形腔體2的外側壁上設有電熱絲,或各環形腔體設于導熱液容器中。
實施例2
上述實施例1所述的漿料或粉料的連續干燥系統的工作方法,包括:
A、向各環形腔體2加熱;以使所述環形腔體2的溫度適于達到50-700℃(具體溫度需要根據不同的物料進行選擇)。
B、通過泵將漿料、或通過螺旋式輸送器將粉料從前端的環形腔體的入料口輸入,同時開啟主電機15以驅動所述中心主軸1轉動,同時各刮料板3旋轉;
C、漿料或粉料在各刮料板3的旋轉作用下,依次進入各環形腔體2換熱、干燥,最后從后端的環形腔體2的出料口排出;期間,揮發物從所述排氣通道6輸出,揮發物經與該排氣通道6相連的收集系統實現揮發物的收集。
風葉上分布有多個通孔,以在風葉旋轉時,能翻動冷凝罐內壁底部的液體并使液體霧化;所述揮發物與霧化的液體充分混合,并在所述冷凝罐內冷凝,最后從冷凝罐的后端底部的排放管排入回收池中。
由于揮發物與霧滴混合后,快速冷凝,使大部分揮發物溶解在液體中,進而使95%以上的揮發物最終留在回收池中。而現有技術中,直接將含有揮發物的氣體排入回收池,揮發物會隨氣泡跑出回收池的溶液,而進入大氣,導致相應有機物的回收率一般低于60%。
所述漿料或粉料為磷泥、磷渣,或含有汽柴油或苯甲酰氯等有機物;相應地,所述揮發物為磷,或汽柴油或苯甲酰氯等有機物。
所述漿料或粉料也可以為氧化鈣或氯化鈣。
顯然,上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例,而并非是對本發明的實施方式的限定。對于所屬領域的普通技術人員來說,在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這里無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。而這些屬于本發明的精神所引伸出的顯而易見的變化或變動仍處于本發明的保護范圍之中。