磺酸鹽的干燥工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種磺酸鹽的干燥工藝，它的步驟如下：(1)微波干燥階段：將活性物濃度為37%～65%、水份含量63%～35%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，得到含水量為5%～10%的磺酸鹽；(2)熱風(fēng)干燥階段：將含水量為5%～10%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，得到含水量≤1%的磺酸鹽；(3)冷風(fēng)冷卻階段，得到含水量≤1%的片狀磺酸鹽。物料內(nèi)水分子發(fā)生定向高頻振動，相互摩擦，使整個物料形成發(fā)熱體，微波直接作用于水分子，無傳導(dǎo)損耗，干燥時間短，只需幾分鐘或幾十分鐘；微波直接對水分子作用，易控溫，微波穿透、選擇性加熱，干燥均勻，可提高物料品質(zhì)；能量利用率高。
【專利說明】磺酸鹽的干燥工藝
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種制備高純度磺酸鹽的干燥工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磺酸鹽干燥工藝主要采用以下幾種形式干燥器:滾筒刮板干燥機，噴霧干燥機，真空奉巴式干燥機和微波干燥機。
[0003]I)滾筒刮板干燥機:滾筒式干燥機的工作原理是讓液體或泥漿狀物料在蒸汽或其它熱載體加熱的滾筒表面形成薄膜，滾筒轉(zhuǎn)一圈的過程中便被干燥完畢，用刮刀把產(chǎn)品刮下來，露出的滾筒表面再次與物料接觸并形成薄膜進行干燥。干燥物料的粉碎和包裝需在除濕的封閉空間內(nèi)進行。在用于磺酸鹽產(chǎn)品時，該干燥方式存在以下問題:一是干燥后物料依然處于高溫下，并不會變脆從滾筒表面完全脫離，而是呈現(xiàn)軟膏狀黏著在滾筒表面，難以用刮板去除干凈，滯留在滾筒表面的物料有可能因為長期受熱變色從而影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且也會影響熱傳導(dǎo)效率；二是刮板刮下來的物料可能積聚在刮板上，結(jié)成不規(guī)則塊狀物料，必須再經(jīng)過粉碎，需要加裝一個粉碎機；三是刮板受力大的情況下可能刮毛滾筒表面。
[0004]2)噴霧干燥機:工作原理是空氣經(jīng)過濾和加熱，進入干燥器頂部空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻地進入干燥室。料液經(jīng)塔體頂部的高速離心霧化器，(旋轉(zhuǎn))噴霧成極細微的霧狀液珠，與熱空氣并流接觸在極短的時間內(nèi)可干燥為粉末狀成品。成品連續(xù)地由干燥塔底部和旋風(fēng)分離器中輸出，廢氣由引風(fēng)機排空。在干燥過程中物料成功的被霧化干燥，但是在收集階段，成品強烈吸水，結(jié)塊。旋風(fēng)分離器內(nèi)會出現(xiàn)產(chǎn)品吸水粘結(jié)成塊，需經(jīng)常清理。同時除塵也是噴霧干燥面臨的問題，沒有被收集的微量磺酸鹽粉末隨空氣吹出，常用的網(wǎng)帶式除塵很容易就會被堵死。且噴霧干燥能耗非常高。
[0005]3)真空耙式干燥機:真空耙式干燥機由帶蒸汽夾套的筒體、耙齒、攪拌軸、粉碎棒等部件組成。需要被干燥物料從筒體上方加入，在不斷正反轉(zhuǎn)動的耙齒的攪拌下，物料軸向來回走動，與殼體內(nèi)壁接觸的表面不斷更新，受到蒸汽(或熱水)的間接加熱，耙齒的均勻攪拌，粉碎棒的粉碎，使物料表面水分更有利的排出，氣化的水分從真空泵出口處放空。該干燥方式存在以下幾個問題:一是物料的粘壁現(xiàn)象，導(dǎo)致熱傳導(dǎo)效率變得很低；二是該物料在真空加熱情況下會起大量的泡沫，這些泡沫會被真空泵抽出去造成產(chǎn)品損失；三是干燥物料為不規(guī)則塊狀，需配備粉碎機。該方式可行性最差。
[0006]4)微波干燥。微波干燥的工作原理是通過微波對物料內(nèi)水分子發(fā)生定向高頻振動，相互摩擦，使整個物料形成發(fā)熱體，將物料在傳送帶上均勻鋪開，使水分能快速蒸發(fā)，達到干燥效果。該方法具有如下優(yōu)點，微波直接作用于水分子，無傳導(dǎo)損耗，干燥時間短，只需幾分鐘或幾十分鐘；微波直接對水分子作用，易控溫，微波穿透、選擇性加熱，干燥均勻，可提高物料品質(zhì)；電能利用率高，比傳統(tǒng)方式節(jié)能40% ;自動布料，密封無揚塵改善勞動條件；使用清潔能源，無污染。但微波干燥在水分高于5%效果好，5%以下有局限性，需配以熱風(fēng)輔助干燥，可達到非常好的效果。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是磺酸鹽的干燥時間長，溫度難控制，提供一種干燥速度快，能耗低，易操作，易清理，工作環(huán)境整潔、無污染的磺酸鹽的干燥工藝。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案:
(I)干燥器材料為工業(yè)級304不銹鋼，傳輸帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，采用無極變速傳動方式，頻率為2400~2500 MHz。
[0009](2)設(shè)備工作環(huán)境要求:本發(fā)明中微波干燥段和熱風(fēng)干燥段及冷風(fēng)段緊密相連，三個工段工作環(huán)境要求相同。電力系統(tǒng)主要供微波干燥段使用，熱風(fēng)干燥段及冷卻工段預(yù)留進出風(fēng)口，配備熱風(fēng)系統(tǒng)和冷風(fēng)系統(tǒng)，工作電源:380V，50Hz。
[0010](3)設(shè)備工作環(huán)境:A、設(shè)備控制主機環(huán)境溫度:季節(jié)常溫，環(huán)境相對濕度< 85% ;B、設(shè)備主體(微波發(fā)生源部分):周圍應(yīng)無腐蝕性氣體，無易燃、易爆氣體，環(huán)境溫度-10°C~38°C，環(huán)境相對濕度< 85%。
[0011](4)設(shè)備最大脫水能力為120 kg/ho
[0012](5)微波系統(tǒng):1)微波頻率:2400~2500 MHz ；2)微波功率:可調(diào)；3)冷卻系統(tǒng):專用風(fēng)冷、水冷、油冷混合冷卻技術(shù)；4)變壓器:微波專用變壓器；5)微波饋能形式:采用頂部饋能方式，充分發(fā)揮微波的穿透能力，有利于提高物料升溫效率和提高設(shè)備的產(chǎn)能。
[0013](6)機械結(jié)構(gòu):1)微波腔體大致結(jié)構(gòu):A、尺寸:根據(jù)產(chǎn)能要求設(shè)計尺寸；B.腔體材料:工業(yè)級不銹鋼；C、排濕排氣系統(tǒng):配備排濕風(fēng)機，用戶自行從風(fēng)機口對接出車間。2)熱風(fēng)干燥腔體結(jié)構(gòu):A、尺寸:根據(jù)微波段尺寸設(shè)計；B、腔體材料:工業(yè)級不銹鋼(做保溫處理)；C、進出風(fēng)系統(tǒng):預(yù)留進出風(fēng)口，用戶自行配備熱風(fēng)系統(tǒng)。3)冷風(fēng)腔體結(jié)構(gòu):A、尺寸:根據(jù)微波段尺寸設(shè)計、腔體材料:工業(yè)級不銹鋼；C、進出風(fēng)系統(tǒng):預(yù)留進出風(fēng)口，用戶自行配備冷風(fēng)系統(tǒng)。4)過渡性腔體結(jié)構(gòu):A、尺寸:根據(jù)產(chǎn)能要求設(shè)計尺寸；B、數(shù)量:2段；C、腔體材料:工業(yè)級不銹鋼。5)上料裝置、下料裝置:根據(jù)產(chǎn)能要求設(shè)計尺寸。6)收料裝置:刮刀距離可以調(diào)節(jié)。7)傳輸帶厚度:0.91mm。8)微波腔體段每兩米一個觀察窗(可視)。
[0014](7)布料系統(tǒng):可將物料倒至儲料倉內(nèi)，儲料倉下方設(shè)計布料器，可將物料均勻布置在傳送帶上，布料厚度為0.5^2 _，寬度可自行調(diào)節(jié)。
[0015](8)控制系統(tǒng):1)控制面板:工作狀態(tài)顯示和設(shè)備運行狀況監(jiān)控，人機界面操作，PLC程序控制，可設(shè)定不同的自動化程序，方便人員操作，以實現(xiàn)自動化生產(chǎn)，并備用一套手動操作程序。2)工作狀態(tài)顯示和監(jiān)控(各電氣元件、電流、電壓等)，在出現(xiàn)故障點時，自動進行保護性操作，提醒操作者。待故障恢復(fù)，由操作人員進行啟動，按原設(shè)定程序繼續(xù)運行，設(shè)定緊急開關(guān)、線路排列整齊、標(biāo)示明顯。3)功率控制:微波系統(tǒng)分組控制，可根據(jù)設(shè)定程序自動化調(diào)節(jié)微波輸出強度，實現(xiàn)了工業(yè)微波設(shè)備的高度自動化和人性化理念。4)溫度控制:配備測溫裝置3套，生產(chǎn)過程中采用精確的實時測溫，針對已設(shè)定的溫度要求與微波功率實現(xiàn)聯(lián)動，自動化調(diào)節(jié)微波場強，以實現(xiàn)工藝要求和更節(jié)能的效果。5)變頻調(diào)速:傳動速度變頻可調(diào)，可結(jié)合不同的物料特性、布料厚度、微波強度調(diào)節(jié)出最佳的工藝效果，并植入自動化程序，以實現(xiàn)自動化作業(yè)，不但可改善產(chǎn)品品質(zhì)，而且能節(jié)約生產(chǎn)成本。6)可視系統(tǒng):視頻攝像頭2個，并配套燈光，可以通過顯示器看到腔體內(nèi)實時情況，以便工藝調(diào)節(jié)和應(yīng)急反應(yīng)。
[0016](9)安全保護系統(tǒng):1)具備干燥腔門未閉合無法開機，可防止誤操作而造成微波泄漏。2)設(shè)備安全標(biāo)準(zhǔn):微波泄露量< lmW/cm2 (低于國家安全標(biāo)準(zhǔn)< 5 mW/cm2)。
[0017](10)產(chǎn)出產(chǎn)品質(zhì)量:微波干燥機和噴霧干燥機的成品質(zhì)量比較好，而滾筒刮板和真空耙式干燥則可能因為粘壁的物料加熱過久而變色影響產(chǎn)品質(zhì)量。
[0018](11)運行成本:噴霧干燥需要干凈的空氣熱源，一般采用電加熱，燃氣加熱等方式，成本較高；滾筒干燥、真空耙式干燥可以直接在夾套里通蒸汽，加熱成本低，但是真空耙式干燥在運行物料在不斷的被攪拌，電機功率較大；微波干燥電能利用率高，比傳統(tǒng)方式節(jié)能 40%。
[0019](12)維護成本:滾筒干燥結(jié)構(gòu)簡單，前期投資最低，但是刮刀為易損件，需要經(jīng)常磨刀，更換及校正；耙式干燥結(jié)構(gòu)簡單，前期投資較低，無易損件，維護成本低；噴霧干燥機前期投資高，霧化器和變頻器為易損件，且變頻器為高速變頻器，采購周期較長；微波干燥前期投入適中，屬電力設(shè)備易于維護，使用周期長，維護成本較低。
[0020](13)工藝說明:物料通過分布器(刮板)均勻進入微波干燥段，溫度:10(Tl5(rC，初始水分含量為63%~35%，終水分含量為5%~10 % ;然后進入熱風(fēng)干燥段，將其二次干燥，熱風(fēng)溫度為12(Tl50°C，風(fēng)量100~500 m3/h，將磺酸鹽干燥到含水率小于1% ;進入冷卻段，冷卻段用清潔的、O~10°C冷干風(fēng)冷卻，使產(chǎn)品變脆，用刮板刮成片狀。然后用塑料袋包裝密封。
[0021]物料在微波干燥輸送過程中可以分為三個干燥階段:(I)升溫階段，物料進入微波室，開始吸收微波能量，物料溫度快速上升。(2)恒速階段，保持物料溫度，水蒸氣快速、均勻逸出。(3)降速階段，物料不再有水蒸氣逸出，水份達到要求。
[0022]針對鋪料厚度，微波功率等對微波干燥的影響進行了多組試驗，經(jīng)過對過程分析及樣品含水量分析，得到以下結(jié)論:相同進料量情況下，鋪料厚度對微波干燥最終含水量無明顯影響；干燥功率越高，最終含水量越??；干燥時間越長，干燥效果越好。
[0023]調(diào)整布膜分布器，確定`分布器在0.5mm, lmm, 1.5mm, 2mm膜厚分布時的設(shè)置。
[0024](14)工藝流程:干燥工藝流程圖如圖1所示。
[0025](15)本發(fā)明的效果是:物料內(nèi)水分子發(fā)生定向高頻振動，相互摩擦，使整個物料形成發(fā)熱體，微波直接作用于水分子，無傳導(dǎo)損耗，干燥時間短，只需幾分鐘或幾十分鐘；微波直接對水分子作用，易控溫，微波穿透、選擇性加熱，干燥均勻，可提高物料品質(zhì)；能量利用率高；應(yīng)用范圍廣，適用于較粘稠物料的干燥；自動布料，密封無揚塵改善勞動條件；使用清潔能源，無污染。
[0026]說明書附圖
圖1為磺酸鹽干燥工藝流程圖。
【具體實施方式】
[0027]實施例1
一種磺酸鹽的干燥工藝，它的步驟如下:
(I)微波干燥階段:將活性物濃度為65%、水份含量35%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，微波干燥的溫度為103°C，膏體磺酸鹽鋪料厚度2mm，干燥時間4min，所述輸送帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，微波干燥器的微波頻率為2400~2500 MHz，微波功率為100 KW，微波段長度為8m，得到含水量為5.5%的磺酸鹽；(2)熱風(fēng)干燥階段:將含水量為5.5%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，熱風(fēng)干燥的溫度為122°C，風(fēng)量100 m3/h，干燥時間2 min，所述熱風(fēng)段長度為4 m，得到含水量< 1%的磺酸鹽；
(3)冷風(fēng)冷卻階段:冷風(fēng)為潔凈干燥冷空氣，溫度為6°C，時間Imin，所述冷風(fēng)冷卻段的長度為2m，段末設(shè)有將物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片狀磺酸鹽。
[0028]實施例2
一種磺酸鹽的干燥工藝，它的步驟如下:
(1)微波干燥階段:將活性物濃度為55%、水份含量45%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，微波干燥的溫度為117°C，膏體磺酸鹽鋪料厚度1.5 _，時間6 min,所述輸送帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，微波干燥器的微波頻率為2400~2500 MHz，微波功率為115 KW，微波段長度為8m，得到含水量為6%的磺酸鹽；
(2)熱風(fēng)干燥階段:將含水量為6%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，熱風(fēng)干燥的溫度為128°C，風(fēng)量210 m3/h，干燥時間3 min，所述熱風(fēng)段長度為4 m，得到含水量< 1%的磺酸鹽；
(3)冷風(fēng)冷卻階段:冷風(fēng)為潔凈干燥冷空氣，溫度為8°C，時間1.5min，所述冷風(fēng)冷卻段的長度為2m，段末設(shè)有將物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片狀磺酸鹽。
[0029]實施例3
一種磺酸鹽的干燥工藝，它的步驟如下:
(1)微波干燥階段:將活性物濃度為46%、水份含量54%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，微波干燥的溫度為135°C，膏體磺酸鹽鋪料厚度1mm，時間8min，所述輸送帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，微波干燥器的微波頻率為2400~2500 MHz，微波功率為130KW，微波段長度為12 m，得到含水量為8%的磺酸鹽；
(2)熱風(fēng)干燥階段:將含水量為8%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，熱風(fēng)干燥的溫度為136°C，風(fēng)量380m3/h，干燥時間4min，所述熱風(fēng)段長度為6 m，得到含水量≤1%的磺酸鹽；
(3)冷風(fēng)冷卻階段:冷風(fēng)為潔凈干燥冷空氣，溫度為5°C，時間2min，所述冷風(fēng)冷卻段的長度為3 m，段末設(shè)有將物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片狀磺酸鹽。
[0030]實施例4
一種磺酸鹽的干燥工藝，它的步驟如下:
(1)微波干燥階段:將活性物濃度為37%、水份含量63%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，微波干燥的溫度為1481:，膏體磺酸鹽鋪料厚度0.5 mm，時間12min，所述輸送帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，微波干燥器的微波頻率為2400~2500 MHz，微波功率為150 KW，微波段長度為12m，得到含水量為10%的磺酸鹽；
(2)熱風(fēng)干燥階段:將含水量為10%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，熱風(fēng)干燥的溫度為148°C，風(fēng)量470 m3/h，干燥時間6min，所述熱風(fēng)段長度為6m，得到含水量< 1%的磺酸鹽；
(3)冷風(fēng)冷卻階段:冷風(fēng)為潔凈干燥冷空氣，溫度為2°C，時間3min，所述冷風(fēng)冷卻段的長度為3 m，段末設(shè)有將物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片狀磺酸鹽。
【權(quán)利要求】
1.一種磺酸鹽的干燥工藝，其特征在于:它的步驟如下: (1)微波干燥階段:將活性物濃度為37%~65%、水份含量63%~35%的膏體磺酸鹽均勻分布在輸送帶上進入微波干燥器，微波干燥的溫度為100°C ~150°C，膏體磺酸鹽鋪料厚度0.5~2 mm，干燥時間4~12 min，得到含水量為5%~10%的磺酸鹽； (2)熱風(fēng)干燥階段:將含水量為5%~10%的磺酸鹽進入熱風(fēng)干燥器，熱風(fēng)干燥的溫度為12(Tl50°C，風(fēng)量100~500 m3/h，干燥時間2~10 min，得到含水量≤1%的磺酸鹽； (3)冷風(fēng)冷卻階段:冷風(fēng)為潔凈干燥冷空氣，溫度為O~10°C，干燥時間I~5min，得到含水量< 1%的片狀磺酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磺酸鹽的干燥工藝，其特征在于:所述步驟(1)中輸送帶材質(zhì)為聚四氟乙烯，微波干燥器的微波頻率為2400~2500 MHz，微波功率為100~150 KW，微波段長度為8_12m。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磺酸鹽的干燥工藝，其特征在于:所述步驟(2)中熱風(fēng)段長度為 4-6 m。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的磺酸鹽的干 燥工藝，其特征在于:所述步驟(3)中冷風(fēng)冷卻段的長度為1-3 m，段末設(shè)有將 物料刮起的刮板。
【文檔編號】F26B3/02GK103712420SQ201310678496
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月14日
【發(fā)明者】史海全, 李素紅 申請人:河南興亞表面活性劑股份有限公司