阻燃劑是目前^上產(chǎn)量^大的橡膠塑料助劑之一,其中使用^多的是含氯或溴的聚烯烴阻燃劑。但鹵系阻燃劑^大的問(wèn)題是在阻燃的同時(shí),放出大量的有毒氣體(如HCl、HBr、多溴代二苯并二惡烷等),產(chǎn)生腐蝕性煙霧。這些煙霧、有毒氣體給滅火、逃離和恢復(fù)工作帶來(lái)很大困難。近期有研究稱溴系阻燃劑DBDPO在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生致癌物質(zhì)二羥基喹啉,而使它的使用受到了限制,它在溴系阻燃劑中的比例已從1989年的26%降至1992年的16%。由于溴系阻燃劑在阻燃舞臺(tái)上舉足輕重的地位,目前尚未找到取代它的適用的阻燃體系。
在尋求環(huán)保、安全阻燃劑的形勢(shì)下,自20世紀(jì)90年代開(kāi)始,一種新型無(wú)機(jī)膨脹型阻燃劑——可膨脹石墨得到了迅速發(fā)展??膳蛎浭谶_(dá)到同樣阻燃效果時(shí),用量遠(yuǎn)小于普通阻燃劑;在相同用量下,阻燃效果大大好于普通阻燃劑。其亦可和多種阻燃劑發(fā)生協(xié)同阻燃作用,如紅磷、APP、金屬氧化物、無(wú)機(jī)水合物等,阻燃效果顯著。北京理工大學(xué)、^科學(xué)技術(shù)大學(xué)、河北大學(xué)等科研單位已經(jīng)對(duì)其阻燃性能及應(yīng)用進(jìn)行了研究??膳蛎浭谧枞碱I(lǐng)域的深入研究和廣泛應(yīng)用,無(wú)疑會(huì)給阻燃界帶來(lái)一場(chǎng)全新的革命。
在膨脹石墨生產(chǎn)中,干燥操作單元是一個(gè)重要環(huán)節(jié),干燥器能否正確選擇直接影響到產(chǎn)品的質(zhì)量、操作環(huán)境和運(yùn)行成本。選擇干燥器時(shí),一般需考慮以下幾個(gè)因素:干燥器不污染環(huán)境、易于操作、熱效率高、能耗少、占地面積小、能保證產(chǎn)品質(zhì)量。綜合以上幾點(diǎn)的考慮及對(duì)物料性質(zhì)的分析(阻燃劑類物料含水率較大,比較松散,流動(dòng)性一般,干燥后粒度要求嚴(yán)格),
百得干燥研究開(kāi)發(fā)了^適合此種物料烘干的設(shè)備——盤(pán)式干燥機(jī)。
膨脹石墨干燥設(shè)備 選型分析
(1) 熱風(fēng)循環(huán)烘箱
熱風(fēng)循環(huán)烘箱是一種較傳統(tǒng)的干燥設(shè)備,內(nèi)部主要結(jié)構(gòu)有:逐層放置的物料盤(pán)、框架、電熱元件加熱器。該烘箱通過(guò)風(fēng)機(jī)產(chǎn)生循環(huán)流動(dòng)的熱風(fēng),吹到濕物料的表面實(shí)現(xiàn)加熱,以此達(dá)到干燥目的。干燥過(guò)程所用的熱源為蒸汽、電或者導(dǎo)熱油。
石墨^早的干燥工藝流程采用烘箱干燥,被干燥的膨脹石墨被均勻地鋪在烘盤(pán)中在放置在框架上,烘箱內(nèi)有循環(huán)熱風(fēng)加熱。物料在烘箱內(nèi)部被加熱干燥,直至到^后干燥合格,再由人工卸料。烘箱干燥系統(tǒng)的^主要缺點(diǎn)是工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、占地面積大、干燥時(shí)問(wèn)長(zhǎng)、工作環(huán)境差。
(2) 閃蒸干燥機(jī)
閃蒸干燥機(jī)是一種底部帶有旋轉(zhuǎn)粉碎裝置的豎式流化床干燥設(shè)備,能同時(shí)完成物料的粉碎、干燥、分級(jí)等操作,主要用于膏糊狀、濾餅狀、泥漿狀物料的干燥。其主體為一個(gè)圓筒形干燥室,主要由三部分組成:底部的粉碎流化段、中部干燥段和頂部分級(jí)段。閃蒸干燥機(jī)是流化技術(shù)、旋流技術(shù)、噴動(dòng)技術(shù)及對(duì)流傳熱技術(shù)的優(yōu)化組合。
作為改進(jìn)型的熱風(fēng)對(duì)流型干燥設(shè)備,閃蒸干燥機(jī)適合干燥分散性好,不易團(tuán)聚,適用于粒度小、水分含量高濾餅狀物料,在干燥膨脹石墨中存在一下問(wèn)題:① 物料需要熱風(fēng)帶動(dòng),干燥過(guò)程中有大量熱量排出,造成能耗高;② 由于物料在干燥機(jī)中高速運(yùn)動(dòng),顆粒破壞嚴(yán)重,產(chǎn)品品質(zhì)降低;③ 設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜,投資較高。
(3) 盤(pán)式干燥機(jī)
盤(pán)式干燥機(jī)是一種多層固定空心加熱圓形載料盤(pán)、立式連續(xù)、熱傳導(dǎo)為主的干燥設(shè)備,由干燥盤(pán)、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、傳動(dòng)裝置、外殼等組成。將熱源通入各層中空的干燥盤(pán)內(nèi),以熱傳導(dǎo)的方式加熱干燥盤(pán)上的濕物料,干燥盤(pán)靜止不動(dòng),在轉(zhuǎn)動(dòng)耙葉的作用下,濕物料不斷移動(dòng)翻滾干燥,水蒸汽隨設(shè)備風(fēng)機(jī)排出,合格的干燥成品從設(shè)備底部連續(xù)排出。
此流程的特點(diǎn)是干燥機(jī)連續(xù)工作,占地面積小;由于采用蒸汽作為熱源,利用的是蒸汽的潛熱,因此干燥強(qiáng)度大,熱效率高,使能耗大大降低;而且設(shè)備密閉工作,操作環(huán)境好,對(duì)環(huán)境^。
膨脹石墨盤(pán)式干燥機(jī) 工藝流程圖
盤(pán)式干燥機(jī) 工作原理
盤(pán)式干燥機(jī)是一種新型傳導(dǎo)式干燥設(shè)備,具有連續(xù)運(yùn)行、密閉操作、蒸發(fā)強(qiáng)度大、濕度梯度分布合理、動(dòng)力消耗低、占地面積小等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),其配置簡(jiǎn)單,不需氣流干燥所必須配置的旋風(fēng)除塵器,不使用熱風(fēng)作為加熱介質(zhì),因此不會(huì)發(fā)生因熱風(fēng)和粉塵分離不好隨尾氣夾帶造成的產(chǎn)品損失。
盤(pán)式干燥機(jī)由干燥盤(pán)、耙臂、裝在耙臂上的若干耙葉、主軸、傳動(dòng)裝置、外殼等組成,中空的干燥盤(pán)內(nèi)通入加熱介質(zhì)。干燥盤(pán)在干燥器內(nèi)水平層式布置,干燥盤(pán)靜止不動(dòng),物料在盤(pán)面上由耙葉推動(dòng)運(yùn)動(dòng),在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中被干燥盤(pán)加熱,進(jìn)行傳熱傳質(zhì)完成干燥作業(yè),根據(jù)被干燥物料的產(chǎn)量、性質(zhì)、初始及^終含水量,確定干燥盤(pán)層數(shù)(干燥面積)。
膨脹石墨盤(pán)式干燥機(jī) 特點(diǎn)及優(yōu)勢(shì)
(1) 連續(xù)運(yùn)行、熱效率高
盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)以傳導(dǎo)傳熱方式進(jìn)行干燥,干燥過(guò)程中干燥機(jī)內(nèi)只通入極少量(或不通入)空氣,其尾氣攜帶量很少,故其熱效率可達(dá)65%以上。
(2) 動(dòng)力消耗低,噪音小
由于干燥過(guò)程中料層很薄,主軸轉(zhuǎn)速低,物料傳送系統(tǒng)所需的功率小 ,電耗很少,其全套干燥裝置動(dòng)力消耗僅是對(duì)流方式傳熱裝置動(dòng)力消耗的1/5~1/7,且噪音很小。
(3) 物料受熱均勻,干燥時(shí)間短
由于干燥過(guò)程中物料在干燥盤(pán)中沿阿基米德螺線運(yùn)動(dòng)軌跡翻滾前進(jìn),物料所走路程為干燥盤(pán)半徑的5倍,且逐層下落,因此物料接觸加熱盤(pán)面時(shí)間基本相同,受熱很均勻。
(4) 物料損失小、環(huán)境保護(hù)好
由于在干燥過(guò)程中,物料上進(jìn)下出,物料分布也是上濕下干,且干燥尾氣流速極低(約0.1m/s),因此物料粉塵很難浮到設(shè)備頂部,更不會(huì)被尾氣夾帶排走,不僅不損失物料,而且不會(huì)污染環(huán)境。
(5) 設(shè)備密閉連續(xù)操作,工人勞動(dòng)強(qiáng)度低
(6) 安裝方便,占地面積小
由于干燥盤(pán)層式布置、立式安裝,即使干燥面積很大,占地面積也很小。
(7) 節(jié)省能源
干燥介質(zhì)可利用鍋爐所產(chǎn)生廢熱蒸汽,從而節(jié)省了大量的熱量。
(8) 產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定
由于采用盤(pán)式連續(xù)干燥方式,物料受熱均勻,產(chǎn)品質(zhì)量能得以保證。
目前,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)膨脹石墨的廠家采用傳統(tǒng)的烘箱干燥機(jī)等對(duì)流干燥工藝,由于烘干方式的落后,導(dǎo)致生產(chǎn)效率較低,勞動(dòng)強(qiáng)度較大,設(shè)備占地面積大,生產(chǎn)成本高。而采用盤(pán)式連續(xù)干燥機(jī)烘干膨脹石墨,則大大減低了生產(chǎn)成本,提高了產(chǎn)品質(zhì)量,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,保護(hù)了環(huán)境。因此,盤(pán)式干燥機(jī)在膨脹石墨等阻燃劑行業(yè)具有很好的應(yīng)用前景。