盤（pán）式（shì）連（lián）續（xù）幹燥器在硝酸銨生產（chǎn）中的（de）應用

    硝酸銨是（shì）一種強氧化（huà）劑，與有機物、可燃物（wù）、亞硝酸鈉、漂白粉、酸、銅、鋅、鋁、硫等接觸能引起爆炸或燃燒，主要用於製造炸藥和（hé）彈藥。炸藥水分對（duì）炸藥（yào）性能影（yǐng）響較（jiào）大，水分含量較高，不（bú）僅爆炸性能下降，而且安全性也降低，硝酸銨的細度和（hé）水（shuǐ）分是影響炸藥性（xìng）能的重要因素。

    硝酸銨吸濕（shī）性很強，易結塊，故硝（xiāo）酸（suān）銨是一種較（jiào）硬、大塊和機械感度低的物（wù）質（zhì），其有效粉碎作用形（xíng）式主要是擠壓、撞擊和剪切。其粉碎比（bǐ）大（dà）決（jué）定了粉碎過程的多（duō）步性——粗碎和細碎。粗碎機多為狼牙破碎機或錘式破碎機，細碎機則常用輪碾機和凸輪粉碎機。傳統（tǒng）工藝是破碎機粗碎，輪碾機細碎、混合、幹燥。這就必須（xū）提高炸藥混合的溫（wēn）度，輪碾機的碾砣也必須加（jiā）重，使（shǐ）該工序效率低，安全性較差（chà），混合時間長，粉塵飛揚，工作環境（jìng）惡劣，嚴重（chóng）威脅（xié）著工人的健康。采用氣流幹燥係統雖然可以解決上述硝酸銨破碎係統存在的部分問題（tí），但能（néng）耗高，效果不太理想。我們將盤式連（lián）續幹燥器成功用於硝酸銨的幹燥，很好地解決（jué）了上述問題。

1  工（gōng）作原理

1.1  氣流幹燥的原理和特點

（1）氣流幹（gàn）燥的原理

    氣流幹燥是指把泥狀及粉（fěn）粒體狀（zhuàng）等濕（shī）物料，采用適當的加料方（fāng）式，將其（qí）連續加入幹燥管內（nèi），在高速熱氣流的輸送和分散中，使濕（shī）分蒸發得到粉狀或粒狀幹燥產品的過（guò）程。典型的氣流幹燥裝置主要由空（kōng）氣加熱器、加料器、氣流幹燥管、旋風分離器、風機等組成。

（2）氣流幹燥的特點

①幹燥強度大。由於物料在氣流中高度分散，顆粒的全部表（biǎo）麵（miàn）積即為幹燥的有（yǒu）效麵積，因此傳熱傳質強（qiáng）度較大。

②幹燥時間短。幹燥（zào）介質在氣流幹（gàn）燥（zào）管（guǎn）中的速度（dù）一般為10～20 m/s，氣固兩相之間的接觸幹燥時（shí）間（jiān）很短，一般為0.5~2 s；又是並流操作，因此特別適用於（yú）熱（rè）敏（mǐn）性物料的幹燥。

③氣流幹燥管結構簡單，占地麵積小（xiǎo），易（yì）於建造和（hé）維修。

④處理量大，熱（rè）效率高。當幹燥非（fēi）結合水時，熱效率可達60%。

    但是，氣流幹燥也存（cún）在嚴重的不足，其（qí）一是係統阻力大。由於操作氣速高（gāo），幹（gàn）燥係統壓降較大，故動力消耗大。而且幹燥產品需（xū）要（yào）用旋風分（fèn）離器和袋濾器等分離下來，因此分離（lí）係統負荷較（jiào）重。其二是幹燥產品磨損較大。由於操作氣速高，因（yīn）而物料易被粉（fěn）碎、磨損，難以保持幹（gàn）燥前的結晶形狀（zhuàng）和光澤。

1.2  盤式連續幹燥器的原理和特點

（1）盤式連續幹燥器的結構原理（lǐ） 

    濕物料自加料盤連續地加到（dào）幹燥器上部第（dì）一層幹燥盤上，帶（dài）有耙葉的耙臂作回轉運（yùn）動使耙葉連（lián）續地翻抄物料。物料沿指數螺旋（xuán）線流過幹燥盤表麵，在小幹燥盤上的物料（liào）被（bèi）移送到外緣，並在外緣落到下方的（de）大幹燥盤外（wài）緣，在大幹燥盤上物料向裏移動並從中間落（luò）料口落入下一層小幹燥盤中。大小幹燥盤（pán）上下（xià）交替排（pái）列，物料得以連續地流過整個幹燥器。中空的幹燥盤內通入加熱介質，加熱介質形式有飽（bǎo）和蒸汽、熱水、導熱油（yóu）和（hé）熔（róng）鹽，加熱介質由幹燥盤的一端進入，從另一端導出。已幹物料從^後一層幹燥盤落到集料盤，^後被耙（pá）葉移送到出料口排出。濕份從物料中逸出，由設在頂蓋上的排濕口排出。從底層（céng）排出（chū）的幹物料可直接包裝。

    盤式連續幹燥器由幹燥盤、耙臂、裝在（zài）耙臂（bì）上的若幹耙葉、碾滾、主軸、傳動裝置、外殼等組成，中空的幹燥盤內通入加熱介質。幹燥盤在幹燥器內水平層式布置，幹燥盤靜止不動，物料在盤麵上在耙葉（yè）推動下運動（dòng），在運動過程中被幹燥盤加熱，進（jìn）行傳熱傳質完成幹燥作業，根據（jù）被幹燥物料的（de）產量、性質（zhì）、初（chū）始及^終含水量，確（què）定幹燥盤層數（幹燥麵積）。

（2）盤式連續幹燥器特（tè）點

    盤式連續幹燥器是一種新（xīn）型傳（chuán）導式幹燥設備，具（jù）有連續運行、密閉（bì）操作、幹燥強度（dù）大（dà）、濕度梯度分布合理、動力消耗低、設備操作簡（jiǎn）單、占地麵積小等優點。同時，其配置（zhì）簡單，不（bú）需氣流幹燥所必（bì）須配（pèi）置的旋風除塵器，不使用熱風作為加熱介質，因此，不會（huì）發生因熱風和（hé）粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產品損失。

    盤式連續幹燥器幹（gàn）燥硝酸銨的流程： 含濕量為15％左右的硝酸銨由（yóu）輸送器輸送到位於盤式幹（gàn）燥機頂（dǐng）部的加料（liào）器中，被加入幹燥器內進行幹燥作（zuò）業。幹燥盤內通（tōng）入90 ℃熱水作為加熱介質（zhì），物料在幹燥盤上的運動過程中完成（chéng）傳熱傳質過程，已（yǐ）幹物料在幹燥機底部的排料口排出（chū），從物料中逸出的濕汽（qì）直接排入大氣。

2  4800 t/a硝酸銨幹燥選型實例

2.1  已知與給定條件(表1)

表1

2.2    計算過程（chéng）

（1）蒸發水量

W＝Ｇ１－Ｇ２＝102 kg/h

（2）幹燥所需熱（rè）量

Q＝W·γｗ＋ＧＣ·Ｃｓ·( ｔ２-ｔ１)＋ Ｇ１· θ１· Ｃｗ·( ｔ２-ｔ１)＝102×2 310＋597×1.5×(80-20)＋702×15%×4.18×(80-20)＝315 760 kJ/h

（3）算術（shù）平均溫差

△tm＝（（90-20）-（85-80））/ln((90-20)/(85-80))=24.6℃

（4）幹燥所需麵積（jī）

取傳熱係數 K=100W/㎡· ℃

則 A=Q/K.△tm=315 760/100/24.6/3 600=35.7㎡

2.3      設備選型

    根據以上給定的（de）參數（shù）經物料及熱量衡算並結合物料的試驗情況，每小（xiǎo）時處理（lǐ）600 kg硝酸銨需GDPG2200/12A型盤式連續幹燥器一台，設備（bèi）性能指標如表2。

表2

3  本（běn）幹燥係統的特點和（hé）性能表（biǎo）

3.1  特（tè）點

（1） 連續運行，熱效率高。盤式連續幹燥器以傳導傳熱（rè）方式進行幹燥，幹燥過（guò）程中幹燥器內隻通入極少量（或不通入）空氣，其尾氣攜帶量很少，故其熱效率可（kě）達65%以上。

（2） 動力消耗低、噪音小。由於幹燥過程中料層很薄，主軸轉速低，物料傳送係統所需的功率小，電耗很少，其全套幹燥裝置動力消耗（hào）僅是對流方（fāng）式傳熱裝置動力消（xiāo）耗的1/5~1/7，且噪音很小。

（3） 物（wù）料受熱均勻。由於幹燥過程中物料在幹燥盤中沿阿基（jī）米德螺線（xiàn）運動軌跡翻滾前進，物料所走路程為幹燥盤半（bàn）徑的5倍（bèi），且（qiě）逐層下落，因此物料接觸加熱盤麵時間基本相同，受熱很均勻。

（4） 物料損失小、環境保護好。由於在幹燥過程中，物料上進（jìn）下出，物（wù）料分（fèn）布也（yě）是上（shàng）濕（shī）下幹，且（qiě）幹燥尾氣流（liú）速極低（約（yuē）0.1 m/s）,因此物料粉塵很難浮到設備頂部，更不會被尾氣夾（jiá）帶排走，不僅不損失（shī）物料，而且不會汙染環境。

（5） 幹燥能力大，每台盤式連續幹燥器每小時處理硝酸銨700多公斤，滿足了硝酸銨生產的（de）要求。

（6）設備密閉連續操作，工人勞動（dòng）強度低。

（7）產品質量穩定。

3.2  與氣流幹燥對比的能耗表(表3)

表3

由上表可（kě）以看出，年產（chǎn）4 800噸（dūn）硝酸銨應用盤式連續幹燥器比氣（qì）流幹燥比較可以節省（shěng）費用為456192元。

4  應用前景

    盤式連續（xù）幹燥器自開發成功（gōng）後，已在（zài）礦業、醫藥（yào）、化工、染料、農藥、食品等領域得到大量工業（yè）應用。目前，國內絕大多數生產硝酸銨的廠家采用傳統的氣流幹燥機幹燥硝酸銨，由（yóu）於（yú）幹燥方式的落（luò）後，導致生產（chǎn）效率較低，勞動強度較大，環境汙染較嚴重（chóng），生產成本高。而（ér）采用（yòng）盤式連續幹（gàn）燥器幹燥硝酸銨，則大大減低了（le）生產成本，提高了產品（pǐn）質量（liàng），降低了工人的勞動強度，保護了環境。因此，盤式（shì）連續幹燥（zào）器在硝酸銨的幹燥上具有很好的應用前景。