1 前言

干燥作為一種單元操作，涉及的行業十分廣泛，干燥過程遇到的物料種類十分繁多，性質各不相同。針對干燥物料，選擇最適宜的干燥設備十分重要；它不僅是獲得滿意合格產品的重要保障，而且直接影響到投資和能耗。在干燥選擇上，要考慮如下幾個方面：加熱方法（對流、傳導、輻射）對干燥過程的影響；操作強度和操作壓力對干燥過程的影響；產品的最終性能和質量要求；被干燥物料的性質；能源價格等等。但對于某種特定的物料，在無成熟使用經驗或欲對傳統的干燥設備進行改造、更新時，上述分析方法往往難以確定合適的干燥設備。此時，通過實驗獲取相關的數據和信息，從而確定該特定物料的干燥設備，仍是一個有效的值得采用的方法。本文擬就氫氧化鋁干膠濾餅的干燥設備選型試驗，做一探討。

2 實驗目的

干膠濾餅（氫氧化鋁）作為觸媒的載體，要求其具有較大的比表面積和孔容，物料的進口濕含量80%，要求出口濕含量≤3%。根據物料的特性，本次實驗選擇工大設備有限公司提供的旋轉閃蒸干燥器、雙槳葉干燥器和盤式連續干燥器。同時在實驗室采用烘箱干燥，以進行對比分析。

旋轉閃蒸干燥器具有濕物料可一次干制成粒度均勻的合格產品、干燥強度高、連續操作、設備緊湊等優點;但存在能耗高、易破壞物料晶形、后處理設備多等問題。傳導型的盤式連續干燥器是一種由大小中空干燥盤作上下交替排列的干燥器，盤子固定不動，中間轉軸帶有耙臂，每個耙臂上裝有若干耙葉，軸帶動耙臂、耙葉轉動。合理地配置耙葉，使小干燥盤上的物料自中心向盤外緣運動，由小盤外緣落到下一層大干燥盤上；大盤上的物料在耙葉的帶動下自外緣向盤中心運動，由中心落到下一層小干燥盤上。如此往返下落，最后由最下一層盤經出料口排出成品物料。干燥的濕分則由頂部出口排空。該干燥器具有熱效率高、能耗低、可調控性好、物料不易丟失等優點。槳葉干燥器也是一種傳導干燥設備，其主要優點是熱效率高。

本次實驗目的：

⑴ 用旋轉閃蒸干燥器、槳葉干燥器、盤式連續干燥器進行干膠濾餅的干燥，驗證其干燥產品的物化指標是否能達到工藝要求。

⑵ 以上三種干燥設備的實驗結果與烘箱實驗結果進行對比分析。

⑶ 根據生產能力要求作出三種干燥設備的經濟分析。

3 實驗結果及分析

工大化工設備有限公司提供的設備為φ400mm×1500mm旋轉閃蒸干燥器、傳熱面積2.5m2的槳葉干燥器及φ800/6C盤式連續干燥器。實驗共用了兩批干膠（氫氧化鋁），其濕含量為75%～80%。在三種干燥設備及烘箱內進行分別干燥實驗，實驗結果如表1
作為觸媒載體的氧化鋁，重要的技術指標是孔容和比表面積，根據以上實驗結果可得出以下結論：

⑴ 盤式連續干燥器作為干膠的干燥設備，其干燥產品的孔容、比表面積、濕含量等完全達到了相關技術指標要求，而且熱效率高、能耗低。

⑵ 槳葉干燥器和旋轉閃蒸干燥器所干燥的產品技術指標不達標。槳葉干燥器在干燥過程其物料受擠壓，從而物料孔容變小。

⑶ 由于氧化鋁較輕，給旋轉閃蒸干燥的后續分離設備提出了更高的要求。否則如同實驗中出現的情況一樣，產品收率低，損耗在10%左右。

⑷ 從動力消耗看，盤式連續干燥器的動力消耗很小，其他兩種干燥方法則動力消耗較大致使產品成本提高。

綜上所述，旋轉閃蒸和槳葉干燥所得干燥產品，其重要技術指標——孔容、比表面積均較技術指標要求偏低，且干膠存在一定的老化現象。因此這兩種干燥器不適宜做干膠干燥的生產設備。而盤式連續干燥器所干燥的干膠產品，其各項技術指標均達到和超過相關技術指標要求，而且其熱效率高、能耗低，是較理想的干膠設備。在實驗的基礎上，我們決定采用工大化工設備有限公司生產的盤式連續干燥器作為干膠干燥設備。

4 生產實況

物料為氫氧化鋁，濕含量為75%，干燥介質為0.35MPa飽和蒸汽，物料初始溫度為20℃，要求干燥后成品濕含量≤5%，成品產量為80kg/h。經計算，干燥過程蒸發水量為224kg/h，所需熱量為5.28×105kJ/h，所需盤式連續干燥器干燥面積為38.1m2。據此選用石家莊工大化工設備有限公司生產的盤式連續干燥器GDPG2200/14B型一臺，材質為304不銹鋼。該設備實際干燥面積為43.1m2，14層干燥盤，電機功率僅為5.5kW，主軸轉速為1～9r/min，占地10m2，價格為45.7萬元，加上輔助設備定量加料器一臺，破碎機一臺，共計48.3萬元。

80kg/h氫氧化鋁產品的能耗費用為:

蒸汽耗量3640kg/t產品，蒸汽成本218元/t產品；

裝機容量9.9kW（含定量加料器2.2kW，破碎機2.2kW）；

電耗99kW.h/t產品，電費成本54元/t產品；

總的能耗成本為272元/t產品。

（注：電費按0.55元/ kW.h計，蒸汽按60元/t計）

該設備生產中運轉良好，操作方便，產品各項指標符合相關技術要求。干燥中物料由設備上部進入，下部排出產品，設備內空氣濕度上濕下干，干燥尾氣由設備上部排出，尾氣速度約為0.2m/s，物料粉塵不會隨尾氣排出，不污染環境，且產品損失極小。該設備熱效率在60%以上。生產實際證明，我們通過實驗進行干燥設備選型的結果是正確的，經濟效益顯著。