如何提高噴霧干燥造粒效率和粉料質量,從而降低生產成本,提高產品合格率,是陶瓷工作者一直探討的課題。噴霧干燥是陶瓷工廠能耗大戶之一,其燃料消耗約占陶瓷產品燃料消耗的20%,占粉料制成本的30%左右,提高制粉效率,節約能耗顯得尤為重要;與此同時,粉料質量的好環直接影響后期制品的合格率。筆者認為可以從以下幾方面來提高制粉效率和粉料質量。
一、保證泥漿流動性的前提下提高泥漿濃度。
我們知道,泥漿濃度越高,干燥單位質量粉料的能耗就越小。但在生產上,泥漿濃度提高其粘度增加,流動性變差,霧化效果也變差。由此可以選擇合適的減水劑,來保證獲得流動性好、濃度高的泥漿。
生產實踐表明:濃度提高10個百分點,蒸發水量下降50-60%,能耗下降30-40%,而產量卻增加60-80%,同時,泥漿濃度提高后,粉料球形程度高,流動性可得到顯著改善。由于霧滴收縮小,大顆粒百分含量增加,排氣性能提高,干粉容重提高,壓縮比下降。
目前陶瓷廠常用的減水劑有:腐植酸鈉、水玻璃、 STPP、鞣型減水劑(AST)、亞酸硫紙漿廢液、聚丙烯酸鈉等。
二、提高泥漿溫度。
由于泥漿是溶解了氣體的懸濁液,隨著溫度的提高,水中溶解的氣體呈明顯降低趨勢,提高泥漿的溫度可以降低泥漿氣體的含量。同時,溫度提高,泥漿的粘度減小,流動性增加,霧化動力消耗下降,而且泥漿表面張力也隨之減小,使漿液容易撕裂成霧滴,得到圓球形顆粒料。而在低溫時,則會出現較多的“蘋果形”顆粒,容易引起“拱橋”效應,粉料容重降低,影響粉料質量。提高泥漿溫度可以利用噴塔尾氣或窯爐的余熱(通過換熱管)與泥漿進行換熱。
三、增加塔頂輔助噴嘴。
由于目前陶瓷廠多用壓力式噴霧干燥塔、其熱風是從上入塔,漿料則向上噴,導致塔頂上部有相當高的熱空間無霧滴進入。為了充分利用熱源、提高粉料產量,可在塔頂增設輔助噴嘴。
四、改進分風結構,提高蒸發強度。
在進風口處設置分風器,使進入塔內的熱風從塔的中軸線沿徑向逐漸減小。由此可以將風分成幾股旋轉進入塔內,或者將風分成幾股平行向下運動,這種改進可以提高熱量的利用率,也能使粉料含水率均勻,從而提高粉料質量。
五、控制進、排風溫度。
提高進、排風溫度可以有效地提高粉料的產量。但隨著進風溫度的提高、粉料的容重會降低。一般調整進風溫度在400-500℃;排風溫度要確保穩定,以保證粉料的含水率一致,同時送漿壓力與噴槍數量也直接影響到粉料的含水率。
六、合適的陶瓷添加劑。
添加劑作為陶瓷生產的輔助原料,它可以彌補原料本身無法克服的缺陷。對粘土含量少或不含粘土的坯料,由于可塑性差難以成型,必須加入潤濕劑和增塑劑,使坯料顆粒之間形成液態間層,從而增加其可塑性,減小顆粒間的內摩擦力,保證壓制坯體時壓力分布均勻且壓力損失減小,同時保證粉料的顆粒結構及性能。常用的添加劑有:乙酸三甘醇、甘油、纖維素衍生物、高聚合度多糖等,其添加量在0.2~l%之間,具有良好的效果。
七、顆粒級配的調節。
通過調整噴霧壓力與噴嘴孔徑來調整粉料粒徑。一般壓力增大、噴霧高度增加,霧滴變小;反之噴霧高度下降,霧滴變大。噴嘴孔徑縮小,顆粒變小;噴嘴孔經增大,顆粒變大。生產中通常要求大顆粒量要高達50%左右,細粉盡可能減少,以保證壓制坯體時排氣容易,以減少層裂缺陷,并降低壓縮比,提高流動性。
八、確保燃料充分燃燒,調整燃油或氣與風量的配比。
避免燃料灰燼落入粉料中,造成產品起泡、色臟等質量問題。同時嚴格控制熱風爐內爐溫,一般要求產生至少1000℃高溫,波動范圍應盡量小。
九、合理的陳腐期。
陳腐是用來保證粉料的含水率均勻。同時坯料中大量繁殖厭氧細菌,在低溫高濕環境下,同時又不斷死亡,變成腐植酸,使坯料可塑性提高,一般粉料的陳腐期為24-48/小時。
影響制粉效率和粉料質量的因素是多方面的,有的相互關聯和制約,要根據生產實際情況調整或孜進工藝,從而提高生產效率。
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