1. 流化床干燥装置
振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置,它通常是物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助物料流化,不仅有利于边界层湍流,强化传热传质,而且还确保了干燥设备在相对稳定流力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外,还能根据工艺需要附有物料造粒、冷却、筛分和输送等工艺。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳品、盐业、和矿冶等工业部门得到广泛应用。振动流化床干燥机的工作原理:目前应用最广的卧式振动流化床干燥机,形状和基本结构与普通卧式流化床干燥机很相似。区别在于振动流化床整个机体通过弹簧支撑在底座上,多孔板稍向出料端倾斜,机体一侧或两侧装有振动电机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化,并在振动作用下向前运动。该机由振动电机抛掷产生激振力,物料在给定方向的激振力的作用下跳跃前进,同时床底下输入的热风使物料处于流化状态,物料颗粒与热风充分接触,从而达到理想效果。物料自进料口进入机内,在振动力作用下,物料沿水平方向抛掷向前连续运动。热风向上穿过流化床和湿物料换热,湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出,干燥物料由排料口排出。它具有非常突出的优点:
1、在很低的气速下可获得均匀的流化,从而大大降低了能耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带;
2、物料停留时间分布均匀,几乎可以认为是“活塞式流动”,并且停留时间易于调节控制,因此可获得非常理想的产品含水率。
2. 流化床干燥装置的课程设计
沸腾干燥机原理:散粒状固体物料由加料器加入流化床干燥器中。过滤后的洁净空气加热后由鼓风机通入流化床底部经分布板与固体物料接触,形成流态化达到气固两相的热质交换。
物料干燥后由排料口排出,废气由流床顶部排出,经旋风除尘器和布袋除尘器回收固体粉料后排出。
3. 流化床干燥装置的工艺设计及安全预评价
振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置,它通常是物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助物料流化,不仅有利于边界层湍流,强化传热传质,而且还确保了干燥设备在相对稳定流力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外,还能根据工艺需要附有物料造粒、冷却、筛分和输送等工艺。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳品、盐业、和矿冶等工业部门得到广泛应用。振动流化床干燥机的工作原理:目前应用最广的卧式振动流化床干燥机,形状和基本结构与普通卧式流化床干燥机很相似。区别在于振动流化床整个机体通过弹簧支撑在底座上,多孔板稍向出料端倾斜,机体一侧或两侧装有振动电机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化,并在振动作用下向前运动。该机由振动电机抛掷产生激振力,物料在给定方向的激振力的作用下跳跃前进,同时床底下输入的热风使物料处于流化状态,物料颗粒与热风充分接触,从而达到理想效果。物料自进料口进入机内,在振动力作用下,物料沿水平方向抛掷向前连续运动。热风向上穿过流化床和湿物料换热,湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出,干燥物料由排料口排出。它具有非常突出的优点:
1、在很低的气速下可获得均匀的流化,从而大大降低了能耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带;
2、物料停留时间分布均匀,几乎可以认为是“活塞式流动”,并且停留时间易于调节控制,因此可获得非常理想的产品含水率。
4. 流化床干燥装置的操作方法
常用的干燥方法:
①常压干燥即在一个大气压条件下的干燥称常压干燥,本法设备简单,常用箱式干燥器(烘箱或烘房),缺点是干燥时间长,可能因过热而使不耐热成分破坏,而且易结块。
②减压干燥减压干燥是在密闭容器中抽真空后进行干燥的方法。此法优点是温度较低,产品质松易粉碎。此外,减少了空气对产品的不良影响,对保证产品质量有一定意义。特别适合于含热敏感成份的物料。常用器械为减压干燥器。干燥效果取决于真空度的高低与被干燥物堆积的厚度。
③喷雾干燥喷雾干燥系指用雾化器将液态物料分散成雾滴,并利用热空气来干燥雾滴而获得干品的一种方法。此法能直接将溶液、混悬液、乳状液干燥成颗粒或粉末,省去进一步蒸发、粉碎操作。其原理是将被干燥的液体物料经雾化器分散成许多细小的液滴,进入流动的热空气流中,由于其总表面积极大,故干燥速度极快,在数秒钟内完成水分蒸发,具有瞬间干燥的特点。
④沸腾干燥又名流化干燥,是流化技术在药物干燥中的新发展。主要用于湿粒状物料的干燥,如片剂、颗粒剂等颗粒的干燥。具有干燥效率高,干燥均匀,产量高,适用于同一品种的连续生产,而且温度较低、操作方便、占地面积小等优点。但干燥室内不易清洗,尤其不宜用于有色颗粒的干燥,同时干燥后细粉比例较大。沸腾干燥的原理是利用从流化床底部吹入的热气流使颗粒吹起悬浮,流化翻滚如“沸腾状”,物料的跳动大大增加了蒸发面,热气流在悬浮的颗粒间通过,在动态下进行热交换,带走水分,达到干燥目的。若采用减压沸腾干燥,干燥效率更高。
⑤冷冻干燥系指使被干燥液体冷冻成固体,在低温低压下利用水分升华性能,使冰直接变成气体而除去,从而达到干燥目的的一种干燥方法。冷冻干燥要求高度的真空和低温,所得制品具多孔性,疏松易溶,特别适用于一些不耐热药品、低熔点药品的干燥。如酶类、抗生素、疫苗等,也可避免易氧化药物的分解。
5. 流化床干燥装置的认识
对于振动流化床干燥机来说,它们也可以有很好的干燥功能以外,它们也有附着物料的功能,对于这样的一种设备来说,它们一般经常应用于于制糖的行业或者是化肥行业当中,对于这样的一种技术来说,它们已经发展的相当的成熟,目前对于这样的技术来说,它们已经形成了系列化的。
6. 流化床干燥装置设计
振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置,它通常是物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助物料流化,不仅有利于边界层湍流,强化传热传质,而且还确保了干燥设备在相对稳定流力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外,还能根据工艺需要附有物料造粒、冷却、筛分和输送等工艺。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳品、盐业、和矿冶等工业部门得到广泛应用。振动流化床干燥机的工作原理:目前应用最广的卧式振动流化床干燥机,形状和基本结构与普通卧式流化床干燥机很相似。区别在于振动流化床整个机体通过弹簧支撑在底座上,多孔板稍向出料端倾斜,机体一侧或两侧装有振动电机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化,并在振动作用下向前运动。该机由振动电机抛掷产生激振力,物料在给定方向的激振力的作用下跳跃前进,同时床底下输入的热风使物料处于流化状态,物料颗粒与热风充分接触,从而达到理想效果。物料自进料口进入机内,在振动力作用下,物料沿水平方向抛掷向前连续运动。热风向上穿过流化床和湿物料换热,湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出,干燥物料由排料口排出。它具有非常突出的优点:
1、在很低的气速下可获得均匀的流化,从而大大降低了能耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带;
2、物料停留时间分布均匀,几乎可以认为是“活塞式流动”,并且停留时间易于调节控制,因此可获得非常理想的产品含水率。
7. 流化床干燥装置,干燥过程中,干燥尾气处理的方式是什么
一、气态污染物治理方法之一:粉尘控制技术:
1、高压静电除尘技术:将50赫兹、220伏交流电变成100千瓦以上直流电加到电晕极(阴极)形成不均匀高压电场,使气体电离产生大量的负离子和电子,使进入电场的气体粉尘荷电,在电场力的作用下,荷电粉尘趋向相反的电极上,一般阳极为集尘极,依靠振打落入灰斗排出,完成净化除尘过程。高压静电除尘器低阻可广泛用于建材、冶金、化工等行业粉尘污染场合。它处理粉尘浓度高,对001微米微细或高比电阻粉尘,除尘效果更为明显,系列产品满足不同风量的烘干设备,匹配灵活,适合烘干机废气特性的粉尘治理。
2、旋风除尘技术:旋风除尘器工作原理是在风机的作用下,含尘气流由进口以较高的速度沿切线方向进入除尘器蜗壳内,自上而下作螺旋形旋转运动,尘粒在离心力的作用下,被甩向外壁,并沿壁面下旋,随着圆锥体的收缩而转向轴心,受下部阻力而返回,沿轴心由下而上螺形旋转经芯管排出。外壁的尘粒在重力和向下运动的气流带动下,沿壁面落入灰斗,达到除尘的目的。由于旋风除尘器是依靠尘粒惯性分离,除尘效率与粒径成正比,粒径大除尘效果好;粒径小,除尘效果差,一般处理20微米以上的粉尘,除尘效率在70%~90%。
3、袋除尘技术:袋式除尘器对颗粒0.1微米含尘气体,除尘效率可高达99%,烘干机废气除尘选用袋除尘器不用考虑排放浓度超标问题。烘干机抗结露玻纤袋除尘器是目前理想的除尘净化设备。该设备采用微机控制,分室反吹,定时清灰,并装有温度检测显示,超温报警装置,采用CW300—FcA抗结露玻纤滤袋,可有效防止滤袋结露,也不会烧坏滤袋。
4、湿法除尘技术:含尘气体由引风机通过风管送入除尘塔下部,由于断面变大,流速降低,并且粗颗粒粉尘先在气流中沉降,较细粉尘随气流上升,喷淋下来水珠与粉尘气流逆向运动,粉尘被湿润自重不断增加,在重力作用下,克服气流的升力而下降成泥浆水,通过下部管道进入沉淀池,达到除尘的目的。泥浆水一般经过2~3级循环沉淀变清水,用泵打入除尘塔内循环使用,不造成二次污染。
5、湿法除尘技术:由沉降室和高压静电组成除尘工艺是含尘废气由引风机经风管高速送入沉降室,碰撞到墙壁上,气流走向改变,使风速迅速降低,颗粒粉尘沉降,经输送设备排出,微细粉尘随气流进入高压静电除尘器电场,在离子的连续轰击下而荷电,飞向集尘极被收集后排出,净化后的气体由风管排入大气。
6、旋风+高压静电除尘技术:脉冲袋式除尘器利用技术是烘干机含尘废气由风管进入前级旋风除尘器进行预除尘,粉尘由灰斗经排灰设备排出,气流含尘浓度降低,然后进入高压静电除尘器的二级除尘,净化后的气体出风机排入大气,使除尘效率提高,工艺灵活,安全可靠。
二、气态污染物治理方法之二:二氧化硫控制技术:
1、抛弃法:将脱硫的生成物作为固体废物抛掉;
2、回收法:将SO2转变成有用的物质加以回收;
3、湿法脱除SO2技术:
(1)、石灰石-石膏法脱硫技术 烟气先经热交换器处理后,进入吸收塔,在吸收塔里SO2 直接与石灰浆液接触并被吸收去除。治理后烟气通过除雾器及热交换器处理后经烟囱排放。吸收产生的反应液部分循环使用,另一部分进行脱水及进一步处理后制成石膏。
(2)、旋流板脱硫除尘技术 针对烟气成份组成的特点,采用碱液吸收法,经过旋流、喷淋、吸收、吸附、氧化、中和、还原等物理、化学过程,经过脱水、除雾,达到脱硫、除尘、除湿、净化烟气的目的。脱硫剂:石灰液法、双碱法、钠碱法。
4。 半干法脱除SO2技术喷雾干燥脱硫技术:利用喷雾干燥的原理,在吸收剂(氧化钙或氢氧化钙)用 固定喷头喷入吸收塔后,一方面吸收剂与烟气中发生化学反应,生成固体产物;另一方面烟气将热量传递给吸收剂,使脱硫反应产物形成干粉,反应产物在布袋除尘器(或电除尘器)处被分离,同时进一步去除SO2。 循环流化床烟气脱硫技术 利用流化床原理,将脱硫剂流态化,烟气与脱硫剂在悬浮状态下进行脱硫反应。
5。 干法脱除SO2技术:
(1)活性炭吸附法、在有氧及水蒸气存在的条件下,可用活性炭吸附SO2。由于活性炭表面具有的催化作用,使吸附的SO2被烟气中的氧气氧化为SO3,SO3再和水反应吸收生成硫酸;或用加热的方法使其分解,生成浓度高的SO2,此SO2可用来制酸,设备通常是采用活性炭吸附塔。
(2)、催化氧化法、在催化剂的作用下可将SO2氧化为SO3后进行利用。可用来处理硫酸尾气及有色金属冶炼尾气,技术成熟,已成为制酸工艺的一部分。但用此法处理电厂锅炉烟气及炼油尾气,则在技术上、经济上还存在一些问题需要解决,通常采用的设备是光催化氧化废气处理设备。
三、气态污染物治理方法之三:氮氧化物处理技术:
1、吸附法:活性炭吸附设备利用吸附剂对NOx 的吸附量随温度或压力的变化而变化的原理, 通过周期性地改变反应器内的温度或压力,来控制NOx 的吸附和解吸反应,以达到将NOx 从气源中分离出来的目的。常用的吸附剂为分子筛、硅胶、活性炭和含氨洗煤。
2、光催化氧化法:光氧催化废气处理设备是利用TiO2 半导体的光催化效应脱除NOx 的机理是: TiO2受到超过其带隙能以上的光辐射照射时,价带上的电子被激发,超过禁带进入导带,同时在价带上产生相应的空穴。电子与空穴迁移到粒子表面的不同位置,空穴本身具有很强的得电子能力,可夺取NOx 体系中的电子,使其被活化而氧化。电子与水及空气中的氧反应生成氧化能力更强的·OH及O-2 等,是将NOx 氧化生成NO-3 的主要氧化剂。
3、液体吸收法:水吸收、酸吸收(如浓硫酸、稀硝酸) 、碱液吸收(如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化镁)和熔融金属盐吸收。还有氧化吸收法、吸收还原法及络合吸收法等对以一氧化氮为主的氮氧化物,可先进行氧化,将废气的氧化度提高到l~1.3后,再进行吸收。
4、吸收还原法:用亚硫酸盐、硫化物、硫代硫酸盐、尿素等水溶液吸收氮氧化物,并使其还原为N2亚硫酸铵具有较强的还原能力,可将NOx还原为无害的氮气,而亚硫酸铵则被氧化成硫酸铵,可作化肥使用。
5、生物法:微生物净化氮氧化物有硝化和反硝化两种机理,适宜的脱氮菌在有外加碳源的情况下,利用氮氧化物为氮源,将氮氧化物同化合成为有机氮化合物,成为菌体的一部分(合成代谢) ,脱氮菌本身获得生长繁殖;而异化反硝化作用(分解代谢)则将NOx 还原成氮。
四、气态污染物治理方法之四:挥发性有机污染物控制技术:
1.吸收法:利用某一VOC易溶于特殊的溶剂(或添加化学药剂的溶液)的特性进行处理,这个过程通常都在装有填料的吸收塔中完成。
2.冷凝法:对于高浓度VOC,可以使其通过冷凝器,气态的VOC降低到沸点以下,凝结成液滴,再靠重力作用落到凝结区下部的贮罐中,从贮罐中抽出液态VOC,就可以回收再利用。
3.吸附法:利用某些具有从气相混合物中有选择地吸附某些组分能力的多孔性固体(吸附剂)来去除VOC的一种方法。目前用以处理VOC常用的吸附剂有活性炭和活性碳纤维,所用的装置为阀门切换式两床(或多床)吸附器。
4.生物法:利用微生物分解VOC,一般用于处理低浓度VOC。
5.等离子体法:低温等离子废气处理设备通过陡前沿、窄脉宽(ns级)的高压脉冲电晕放电,在常温常压下获得非平衡等离子体,即产生大量的电子和O・、OH・等活性粒子,对VOCs分子进行氧化、降解反应,使VOCs转化为无害物。
6.氧化法:对于有毒、有害、不须回收的VOC,热氧化法是一种较不错的处理方法。它的基本原理是VOC与O2发生氧化反应,生成CO2和H20,化学方程式如下:aCxHyOz+bO2→cCO2+dH2O 一般通过以下两种方法使氧化反应能够顺利进行:一是加热,使含VOC的废气达到氧化反应所需的温度;二是使用催化剂,氧化反应在较低的温度下在催化剂表面进行。
五、气态污染物治理方法之五:恶臭控制技术:
1、微生物分解法 利用循环水流将恶臭气体中污染物质容于水中,再由水中培养床培养出微生物,将水中的污染物质降解为低害物质,除臭效率可达70%,但受微生物活性影响,培养出来的微生物只能处理一种或几种相近性质的气体,为提高处理效率和稳定运行,需要频繁添加药剂、控制PH值、温度等,这样运行费用相对比较高,投入人工也比较多,而且生物一旦死亡将需要较长时间重新培养。
2、等离子法 利用活性炭内部空隙结构发达,有巨大比表面积原理来吸附通过活性炭池的恶臭气体分子,初期处理效率可达65%,但极易饱和,通常数日即失效,需要经常更换,并需要寻找废弃活性碳的处理办法,运行维护成本很高,适用于低浓度、大风量气体,对醇类、脂肪类效果较明显,但湿度大的废气效果不明显,且容易造成环境二次污染。
3、等离子法 利用高压电极发射离子及电子,破坏恶臭分子结构的原理,轰击废气中恶臭分子,从而裂解恶臭分子,对低浓度的恶臭气体净化效果明显,在正常运行情况下可达到80%以上,能处理多种臭气充分组成的混合气体,不受湿度的影响,且无二次污染;但用电量大,且还需要清灰,运行维护成本高,对高浓度易燃易爆气体极易引起爆炸。
4、植物喷洒液除臭法 通过向产生恶臭气体的空间喷洒植物提取液将恶臭气体进行中和、吸收,达到脱臭的目的,除臭效果低浓度可达到50%,不同的臭气选择不同的喷洒液,需经常添加植物喷洒液,且需维护设备,运行维护费用高,易造成二次污染。
5、UV光解净化法:UV光解处理设备采用UV紫外线,在光解净化设备内,裂解氧化恶臭物质分子链,改变物质结构,将高分子污染物质裂解、氧化为低分子无害物质,其脱臭效率可99%,脱臭效果大大超过1993年颁布的恶臭物质排放标准(GB14554-93),能处理氨、硫化氢、甲硫醇、甲硫醚、苯、苯乙烯、二硫化碳、二甲基二硫醚等高浓度混合气体,内部光源可使用三年,设备寿命在十年以上,净化技术可靠且非常稳定,净化设备无须日常维护,只需接通电源即可正常使用,且运行成本低,无二次污染。
六、气态污染物治理方法之六:卤化物气体控制技术:
1.首先考虑其回收利用价值。如氯化氢气体可回收制盐酸, 含氟废气能生产无机氟化物和白炭黑等。
2.吸收和吸附等物理化学方法在资源回收利用和卤化物深度处理上工艺技术相对成熟, 优先使用物理化学类方法处理卤化物气体。
3.碱液吸收含氯或氯化氢(盐酸酸雾)废气;水、碱液或硅酸钠,吸收含氟废气;石灰水洗涤低浓度氟化氢废气;水吸收氟化氢生成氢氟酸,同时有硅胶生成,应注意随时清理,防止系统堵塞。
4.电解铝行业治理含氟废气宜采用氧化铝粉吸附法。
七、气态污染物治理方法之七:含重金属气体控制技术:
1、从机理方面控制:
(1)、尽可能阻止(或减少)金属颗粒的形成。如在燃烧中通过改变金属化合物的形式来改变金属饱和压力,使它在尾部烟道中尽量按我们想要的方式冷凝下来;
(2)、减少排出炉膛的金属颗粒数量。这样,进入大气的重金属元素必然会减少,如采用除尘设备。
2、从设备处于燃烧前后的位置来控制:
(1)、燃烧前预处理 主要指煤炭加工技术,包括选煤、动力配煤、型煤、水煤浆等,这些技 术一般通过提高煤燃烧效率,减少烟气的排放量来达到降低重金属污染的目的。采用先进的 洗选技术可使煤中重金属元素含量明显降低。
1)浮选法:重金属元素与其他矿物质类似,主要存在于无机物中,当在煤粉浆液中加入有机浮选剂进行浮选时,有机物主要成为浮选物,无机矿物质则主要成为浮选矿渣,这样,重金属元素将会富集在浮选废渣中,从而起到除去煤中重金属的目的。
2)化学脱硫:煤中重金属元素相当一部分存在于硫化物、硫酸盐中,如As、Co、Hg、Se、Pb、Cr、Cd等元素就主要存在于硫酸盐中。如果采用一定的化学方法脱去原煤中的硫酸盐与硫化物,也就相应除去了存在于其中的重金属元素。 燃烧中控制 改变燃烧工况和添加固体吸附剂。由于重金属在高温下易挥发,且挥发率随温度升高而升高。挥发后的重金属会在烟道下游发生凝结、非均相冷凝、均相结核等物理化学变化,形成亚微米颗粒继而增加排放到大气中的重金属量。