减少空心桨叶干燥机烘干氢氧化铝的结疤探讨.pdf

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1、第37卷第6期化工机械785减少空心桨叶干燥机烘干氢氧化铝的结疤探讨陈红武+(中铝中州分公司特种氧化铝厂)摘要探讨了桨叶干燥机烘干碳分分解氢氧化铝和种分分解氢氧化铝的结疤来源和形成机理，分析了结疤在碳分氢氧化铝收尘中富集的原因，并结合生产实际，提出了结疤清理和防止结疤的新思路。关键词桨叶干燥机氢氧化铝烘干中图分类号TQ051．8+92文献标识码B文章编号0254-6094(2010)06-0785--04空心桨叶干燥机由于其干燥强度高达10．7kg／(m2·h)，热效率达到80％～90％⋯，因此在

2、氢氧化铝烘于中得到广泛应用。但经过几年的生产实践，发现桨叶、热轴、夹套及壳体等部位结疤严重。桨干机烘干种分氢氧化铝时，5～7个月左右主要部位结疤呵达2～5mm；烘干碳分氢氧化铝时，10天左右主要部位结疤也可达2—5mm。因结疤的导热性很小，约为1．2—1．6W／(m2·K)，仅为钢材的1／35左右旧1，从而使能耗上升，产能下降(结疤严蕈时，产能只有正常时的1／3～1／2)。为此，笔者就氢氧化铝烘干中的结疤来源以及如何延长清理周期进行探讨。1烘干工艺流程简介桨叶干燥机烘干氢氧化铝的工艺流程示意如图1

3、所示，桨叶干燥机是氢氧化铝烘干的主要设备，其换热效率对氢氧化铝烘干的产能和能耗有着重要的影响。氢氢化鲳缝违垫垄柚直幸扁．I抽真空·医矗酹硇+一过热蒸汽盟图1氢氧化铝烘干流程示意图2碳分氢氧化铝烘干过程结疤来源及形成机理笔者对桨叶干燥机烘干碳分氢氧化铝的结疤进行了分析，其主要化学成分列于表1。表1烘干碳分氢氧化铝结疤成分及成品结果对照表％从表1可知，结疤料和成品相比，其SiO：、Na：0含量大幅上升，灼减下降。根据碳分分解工艺，碳酸化分解率如果控制过大(高于标准分解率)，会使含水铝硅酸钠析出和丝钠铝

4、石混入(图2、3)口1，严重污染氢氧化铝。生产实际也证明，分解率过大时，产出的是一些细图2碳酸化分解率过大产品电镜·陈红武，男，1969年11月生，高级工程师，工艺研究室主任。河南省焦作市，454174。786化工机械2010焦图3含丝纳铝石的深度碳分产品电镜粒疏松、结晶结构恶劣的氢氧化铝，它具有很强的吸附能力，这不仅使氢氧化铝洗涤困难，碱含量增高外，还会使镓的损失增加。热力学分析表明，SiO：在分解过程中的行为主要取决于它在溶液中的平衡浓度㈡J。铝酸钠溶液的SiO：浓度可由下式表示：[sio：(

5、OH)22．]-堕掣×L11ajexp[AGr／(2RT)]在碳分过程后期，特别是分解率过大时，因Na+浓度升高、OH一浓度大幅下降以及a。降低等而使铝酸钠溶液的SiO：平衡浓度急剧下降，而以水合铝硅酸钠的形式析出。因水合铝硅酸钠的白度在94％一97％之间¨1，并不对氢氧化铝产品的白度造成影响。碳分氢氧化铝烘干过程中因水合铝硅酸钠(Na20·A1203·1．7Si02·nH20)和丝钠铝石(Na20·AI：03·2C02·nH：0)细小、表面积大而容易粘附在桨叶、热轴和夹套壳体的金属表面，还在管道

6、、仓壁等过程中结疤，脱落时造成对产品的污染。同时洗涤后氢氧化铝残存的碳酸钠(Na：CO，)在烘干过程中因溶解度小而快速结晶析出造成结疤。水合铝硅酸钠和丝钠铝石除在桨叶干燥机烘干过程中结疤外，在烘干过程中，部分丝钠铝石分解，形成固体铝酸钠，这是表1结疤成分中氧化钠含量高的原因之～；因丝钠铝石以及其分解产物固体铝酸钠和水合铝硅酸钠在收尘料中富集，造成收尘料Na：O、SiO：含量升高，且容易吸潮也是造成水分偏高的原因之一。从表2可知，种分产品和收尘结果除附着水分有较大差异外，其他各项指标基本一致；碳分收

7、尘和成品的SiO：、附碱及水分都有较大的差异。表2碳分、种分氢氧化铝成品和收尘分析结果对照表％经研究水合铝硅酸钠带负电荷，而氢氧化铝的等电点为pH等于8．1，pH值大于8．1，氢氧化铝带负电荷；pH值小于8．1，氢氧化铝带正电荷。中州分公司的氢氧化铝洗涤比较彻底，但还残留微量的Na，CO，和NaOH，pH值在7．0—7．2之间，因此氢氧化铝‘电位为正，带正电荷。故结疤后的水合铝硅酸钠吸附氢氧化铝，使氢氧化铝参与了结疤。因此，碳分氢氧化铝烘干过程中的结疤主要以Na20·Ai203·1．7Si02·n

8、H20、Na20·A1203·2C02·nH20、Na20·A1：O，、AI(OH)，以及Na：CO，等形式存在。3种分氢氧化铝烘干过程结疤来源及形成机理在氢氧化铝种分过程中，精液带入的部分硅渣(水合铝硅酸钠和水合铝硅酸钙)在分解过程中作为晶种而被氢氧化铝包裹，而溶液中的SiO：因种分分解率一般控制较低，二氧化硅不易析出，从而使种分氢氧化铝中水合铝硅酸钠含量较低。在种分过程中，因存在NaOH吸收空气中的CO：，使Na：CO，的浓度增高，NaOH水溶液吸收为典型的化学吸收。61。在洗