流化床干燥设备在制盐工业的应用

2019.01.04

食盐也是我国对外输出的一种大宗商品，出口的食盐主要是真空制盐。从海水中提炼食用和工业盐非常便利，盐其实也是一种矿物质，特别在新疆地区这种矿产资源非常丰富，海盐在工业上得到广泛应用。我国是盐消耗大国，位居世界第一。2005年我国盐产量超过5500万吨，2006年盐产量预计将达到6300万吨，占全球18.3％，仅次于美国。我国盐产业存在的主要问题是技术落后、能耗大。现时原盐吨售价仅300-400元，而干燥1吨盐要消耗0.07-0.1吨蒸汽，同时还要消耗电量。能耗在制盐成本中占有相当大的比例。因此，如何正确选用和使用干燥设备很重要。

一、盐的某些物理性质

这里的盐系指以氯化钠为主的工业盐和食用盐。纯净的氯化钠是无色透明的立方晶体，由于杂质的存在而成为白色立方晶体或细小的结晶粉体，真比重2.165，熔点801℃，沸点1442℃，味咸，pH值呈中性，易溶于水和甘油，难溶于乙醇。

氯化钠是食盐的主要成分，现有真空制盐、精制盐、食用加碘盐、洗涤盐和普通盐这几种品种。普通盐也叫工业盐或原盐，在沿海盐场也称海原盐。

食盐感观指标：白色(精制盐白度≥67-80；粉碎洗涤盐白度≥55；日晒盐白度≥45-55)，无可见外来杂质，无苦味，无异臭。

颗粒粒度：精制盐0.15-0.85mm；粉碎洗涤盐0.5～2.5mm；13晒盐1.0-3.5mm。

水分：精制盐≤0.3％-0.7％；粉碎洗涤盐≤3％-3.5％。

一般来说，无论是那种品种的盐都需要干燥，盐干燥机的设计完善与否至关重要。

二、用于制盐工业的干燥设备

用于制盐工业的干燥设备有回转滚筒干燥机、气流干燥机、流化床干燥机，其中流化床又分为固定式流化床、振动流化床以及内热式流化床等。回转圆筒干燥器的优点是生产能力大、机械化程度高、流体流动阻力小、操作控制方便，其缺点是设备笨重、材料耗量多、热效率低、结构复杂、占地面积大、传动部件多、维修工作量大。气流干燥器的优点是结构简单、造价低、运动部件少、操作稳定、便于控制、湿物料分散均匀、气固两相接触面积大、干燥速度快、干燥能力大、散热面积小(散热少)，其缺点是摩擦磨损大、颗粒破碎严重、流体阻力大。上述两种干燥方式都不太适合制盐工业。制盐工业宜以流化床干燥设备为主。下面介绍一下几种流化床干燥器的性能。

1. 固定式的流化床干燥器

我国使用固定式流化床干燥盐始于20世纪60年代。固定式流化床干燥器的优点是干燥速度快、热效率高、设备结构简单、便于维修。缺点是成品盐粒径不合格的多；风量大、风压高，导致除尘设备尺寸大、动力消耗大；还需要人工不断从干燥器中捞出由于死床形成的盐块。此外，由于固定流化床用气量较大、气速较高，可能夹带着小颗粒盐排出系统之外，造成不必要的损失。但总的来说还是比较适合目前的操作水平。

制盐行业使用固定式流化床干燥尚存在如下问题：①布料不均；②加料器与流化床不配套；③流化床设计不完善，没有充分考虑物料在床内的停留时间，以致盐没有干透而形成团块，甚至没有打散的湿盐在流化床内滚雪球，结出大量盐块。

2.振动流化床干燥机

20世纪80年代中期，我国制盐行业开始使用振动流化床干燥机。从原理上说，振动流化床用于制盐行业有很多优点：振动流化床适用于干燥分散度大、易粘结、不易流化的物料。由于振动促进了物料的流态化，所以风压和风速只需要满足被干燥物料中水分的汽化就可以，因而可比固定流化床减少1/3-1/2气量，减小了动力消耗，还减少了晶粒磨损及其他相关附属设备。振动流化床的机械振动促进了物料均匀分布，减少了粘结，有利于物料的干燥和有序前进，物料干燥比较均匀一致。

中小盐场使用的离心机脱水性能差，脱水后盐的含水量高达4％-6％甚至更高。因此，用固定式流化床干燥很容易造成死床，用振动流化床则可以避免这一现象。振动流化床兼具输送作用，可将盐颗粒及结块盐一并送出干燥器。目前，制盐业所使用的振动流化床的实际耗热量、冷风量、引风量及空塔速度几乎与固定式流化床相差无几，只是利用其不死床特点而已。

3.内热式流化床干燥机

内加热流化床干燥器是在普通固定流化床内设置板式换热器而成，并附有分散装置(在必要时尚需配备空气预除湿器)。湿物料经过加料器时直接被加热升温，物料呈松散状态，流化状况良好；达到干燥要求后，排出系统。

内热式流化床的特点是：传热强度大，热效率高；分散装置可以将容易团聚的物料打散；内置加热器能使物料快速升温，因而可降低总风量，并减少总装机容量；可根据流化床内的温度变化自动调节加料量。用于精盐干燥时，可考虑采用板式加热器，分布板也可采用特殊气流分布板，既可推动物料向前运动，又不会漏失物料。这类干燥器要求湿物料的初始湿含量在3％以下。辽宁某盐场使用了内热式流化床干燥器，吨盐能耗节约了10％。

三、能耗

发达国家干燥盐的强度为3.5-4t/(m²·h)；我国多数盐场为1.75-2 t/(m²·h)，极少数可达2.8t/(m²·h)，具体数据见表5。我国制盐干燥器的能耗比较高，吨盐蒸汽耗量达70-100kg、耗电达7kw·h以上。

根据我国制盐干燥的现状，建议采用以下节能措施：

(1)将流化床的冷却部分去掉，代之以带夹套的螺旋输送器。带夹套的螺旋输送器有三个用途：①夹套内通冷却水，将盐冷却，而冷水被加热后可用来化盐、洗盐或作别用；② 输送机入口处设置呈螺旋状分布的棒条，可以将少量的盐块打碎，可省去筛分机；③ 用螺旋输送机作为加碘机，将盐和碘混合均匀。
(2)在流化床干燥器的排气口安装一台换热器，回收部分热量用于预热冷空气。
(3)将固定流化床改造成内热式流化床，可节能10％。
(4)选择高分离因数的离心机，将离心脱水盐的含水量由3.5％降至2.5％，每年可节约大量的能源。
(5)增加流化床的保温措施及密封性能，每年可节能3％-8％。
(6)提高热风温度，可节省能耗50％，还可减小设备尺寸和节省动力用电。
(7)健全风机谱系，以满足盐厂根据不同条件和需要选择适宜风量、风压的风机型号。使用还发现，前弯风机叶片容易积料而破坏风机的静动平衡，并造成引风机入口的堵塞，应予以改正。
(8)应尽量除去氯化钙、氯化镁，因为这些物料吸水性特强。