磺酸盐的干燥工艺的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种磺酸盐的干燥工艺，它的步骤如下：(1)微波干燥阶段：将活性物浓度为37%～65%、水份含量63%～35%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，得到含水量为5%～10%的磺酸盐；(2)热风干燥阶段：将含水量为5%～10%的磺酸盐进入热风干燥器，得到含水量≤1%的磺酸盐；(3)冷风冷却阶段，得到含水量≤1%的片状磺酸盐。物料内水分子发生定向高频振动，相互摩擦，使整个物料形成发热体，微波直接作用于水分子，无传导损耗，干燥时间短，只需几分钟或几十分钟；微波直接对水分子作用，易控温，微波穿透、选择性加热，干燥均匀，可提高物料品质；能量利用率高。
【专利说明】磺酸盐的干燥工艺
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种制备高纯度磺酸盐的干燥工艺。
【背景技术】
[0002]磺酸盐干燥工艺主要采用以下几种形式干燥器:滚筒刮板干燥机，喷雾干燥机，真空奉巴式干燥机和微波干燥机。
[0003]I)滚筒刮板干燥机:滚筒式干燥机的工作原理是让液体或泥浆状物料在蒸汽或其它热载体加热的滚筒表面形成薄膜，滚筒转一圈的过程中便被干燥完毕，用刮刀把产品刮下来，露出的滚筒表面再次与物料接触并形成薄膜进行干燥。干燥物料的粉碎和包装需在除湿的封闭空间内进行。在用于磺酸盐产品时，该干燥方式存在以下问题:一是干燥后物料依然处于高温下，并不会变脆从滚筒表面完全脱离，而是呈现软膏状黏着在滚筒表面，难以用刮板去除干净，滞留在滚筒表面的物料有可能因为长期受热变色从而影响产品质量，而且也会影响热传导效率；二是刮板刮下来的物料可能积聚在刮板上，结成不规则块状物料，必须再经过粉碎，需要加装一个粉碎机；三是刮板受力大的情况下可能刮毛滚筒表面。
[0004]2)喷雾干燥机:工作原理是空气经过滤和加热，进入干燥器顶部空气分配器，热空气呈螺旋状均匀地进入干燥室。料液经塔体顶部的高速离心雾化器，(旋转)喷雾成极细微的雾状液珠，与热空气并流接触在极短的时间内可干燥为粉末状成品。成品连续地由干燥塔底部和旋风分离器中输出，废气由引风机排空。在干燥过程中物料成功的被雾化干燥，但是在收集阶段，成品强烈吸水，结块。旋风分离器内会出现产品吸水粘结成块，需经常清理。同时除尘也是喷雾干燥面临的问题，没有被收集的微量磺酸盐粉末随空气吹出，常用的网带式除尘很容易就会被堵死。且喷雾干燥能耗非常高。
[0005]3)真空耙式干燥机:真空耙式干燥机由带蒸汽夹套的筒体、耙齿、搅拌轴、粉碎棒等部件组成。需要被干燥物料从筒体上方加入，在不断正反转动的耙齿的搅拌下，物料轴向来回走动，与壳体内壁接触的表面不断更新，受到蒸汽(或热水)的间接加热，耙齿的均匀搅拌，粉碎棒的粉碎，使物料表面水分更有利的排出，气化的水分从真空泵出口处放空。该干燥方式存在以下几个问题:一是物料的粘壁现象，导致热传导效率变得很低；二是该物料在真空加热情况下会起大量的泡沫，这些泡沫会被真空泵抽出去造成产品损失；三是干燥物料为不规则块状，需配备粉碎机。该方式可行性最差。
[0006]4)微波干燥。微波干燥的工作原理是通过微波对物料内水分子发生定向高频振动，相互摩擦，使整个物料形成发热体，将物料在传送带上均匀铺开，使水分能快速蒸发，达到干燥效果。该方法具有如下优点，微波直接作用于水分子，无传导损耗，干燥时间短，只需几分钟或几十分钟；微波直接对水分子作用，易控温，微波穿透、选择性加热，干燥均匀，可提高物料品质；电能利用率高，比传统方式节能40% ;自动布料，密封无扬尘改善劳动条件；使用清洁能源，无污染。但微波干燥在水分高于5%效果好，5%以下有局限性，需配以热风辅助干燥，可达到非常好的效果。
【发明内容】
[0007]本发明要解决的技术问题是磺酸盐的干燥时间长，温度难控制，提供一种干燥速度快，能耗低，易操作，易清理，工作环境整洁、无污染的磺酸盐的干燥工艺。
[0008]本发明的技术方案:
(I)干燥器材料为工业级304不锈钢，传输带材质为聚四氟乙烯，采用无极变速传动方式，频率为2400~2500 MHz。
[0009](2)设备工作环境要求:本发明中微波干燥段和热风干燥段及冷风段紧密相连，三个工段工作环境要求相同。电力系统主要供微波干燥段使用，热风干燥段及冷却工段预留进出风口，配备热风系统和冷风系统，工作电源:380V，50Hz。
[0010](3)设备工作环境:A、设备控制主机环境温度:季节常温，环境相对湿度< 85% ;B、设备主体(微波发生源部分):周围应无腐蚀性气体，无易燃、易爆气体，环境温度-10°C~38°C，环境相对湿度< 85%。
[0011](4)设备最大脱水能力为120 kg/ho
[0012](5)微波系统:1)微波频率:2400~2500 MHz ；2)微波功率:可调；3)冷却系统:专用风冷、水冷、油冷混合冷却技术；4)变压器:微波专用变压器；5)微波馈能形式:采用顶部馈能方式，充分发挥微波的穿透能力，有利于提高物料升温效率和提高设备的产能。
[0013](6)机械结构:1)微波腔体大致结构:A、尺寸:根据产能要求设计尺寸；B.腔体材料:工业级不锈钢；C、排湿排气系统:配备排湿风机，用户自行从风机口对接出车间。2)热风干燥腔体结构:A、尺寸:根据微波段尺寸设计；B、腔体材料:工业级不锈钢(做保温处理)；C、进出风系统:预留进出风口，用户自行配备热风系统。3)冷风腔体结构:A、尺寸:根据微波段尺寸设计、腔体材料:工业级不锈钢；C、进出风系统:预留进出风口，用户自行配备冷风系统。4)过渡性腔体结构:A、尺寸:根据产能要求设计尺寸；B、数量:2段；C、腔体材料:工业级不锈钢。5)上料装置、下料装置:根据产能要求设计尺寸。6)收料装置:刮刀距离可以调节。7)传输带厚度:0.91mm。8)微波腔体段每两米一个观察窗(可视)。
[0014](7)布料系统:可将物料倒至储料仓内，储料仓下方设计布料器，可将物料均匀布置在传送带上，布料厚度为0.5^2 _，宽度可自行调节。
[0015](8)控制系统:1)控制面板:工作状态显示和设备运行状况监控，人机界面操作，PLC程序控制，可设定不同的自动化程序，方便人员操作，以实现自动化生产，并备用一套手动操作程序。2)工作状态显示和监控(各电气元件、电流、电压等)，在出现故障点时，自动进行保护性操作，提醒操作者。待故障恢复，由操作人员进行启动，按原设定程序继续运行，设定紧急开关、线路排列整齐、标示明显。3)功率控制:微波系统分组控制，可根据设定程序自动化调节微波输出强度，实现了工业微波设备的高度自动化和人性化理念。4)温度控制:配备测温装置3套，生产过程中采用精确的实时测温，针对已设定的温度要求与微波功率实现联动，自动化调节微波场强，以实现工艺要求和更节能的效果。5)变频调速:传动速度变频可调，可结合不同的物料特性、布料厚度、微波强度调节出最佳的工艺效果，并植入自动化程序，以实现自动化作业，不但可改善产品品质，而且能节约生产成本。6)可视系统:视频摄像头2个，并配套灯光，可以通过显示器看到腔体内实时情况，以便工艺调节和应急反应。
[0016](9)安全保护系统:1)具备干燥腔门未闭合无法开机，可防止误操作而造成微波泄漏。2)设备安全标准:微波泄露量< lmW/cm2 (低于国家安全标准< 5 mW/cm2)。
[0017](10)产出产品质量:微波干燥机和喷雾干燥机的成品质量比较好，而滚筒刮板和真空耙式干燥则可能因为粘壁的物料加热过久而变色影响产品质量。
[0018](11)运行成本:喷雾干燥需要干净的空气热源，一般采用电加热，燃气加热等方式，成本较高；滚筒干燥、真空耙式干燥可以直接在夹套里通蒸汽，加热成本低，但是真空耙式干燥在运行物料在不断的被搅拌，电机功率较大；微波干燥电能利用率高，比传统方式节能 40%。
[0019](12)维护成本:滚筒干燥结构简单，前期投资最低，但是刮刀为易损件，需要经常磨刀，更换及校正；耙式干燥结构简单，前期投资较低，无易损件，维护成本低；喷雾干燥机前期投资高，雾化器和变频器为易损件，且变频器为高速变频器，采购周期较长；微波干燥前期投入适中，属电力设备易于维护，使用周期长，维护成本较低。
[0020](13)工艺说明:物料通过分布器(刮板)均匀进入微波干燥段，温度:10(Tl5(rC，初始水分含量为63%~35%，终水分含量为5%~10 % ;然后进入热风干燥段，将其二次干燥，热风温度为12(Tl50°C，风量100~500 m3/h，将磺酸盐干燥到含水率小于1% ;进入冷却段，冷却段用清洁的、O~10°C冷干风冷却，使产品变脆，用刮板刮成片状。然后用塑料袋包装密封。
[0021]物料在微波干燥输送过程中可以分为三个干燥阶段:(I)升温阶段，物料进入微波室，开始吸收微波能量，物料温度快速上升。(2)恒速阶段，保持物料温度，水蒸气快速、均匀逸出。(3)降速阶段，物料不再有水蒸气逸出，水份达到要求。
[0022]针对铺料厚度，微波功率等对微波干燥的影响进行了多组试验，经过对过程分析及样品含水量分析，得到以下结论:相同进料量情况下，铺料厚度对微波干燥最终含水量无明显影响；干燥功率越高，最终含水量越小；干燥时间越长，干燥效果越好。
[0023]调整布膜分布器，确定`分布器在0.5mm, lmm, 1.5mm, 2mm膜厚分布时的设置。
[0024](14)工艺流程:干燥工艺流程图如图1所示。
[0025](15)本发明的效果是:物料内水分子发生定向高频振动，相互摩擦，使整个物料形成发热体，微波直接作用于水分子，无传导损耗，干燥时间短，只需几分钟或几十分钟；微波直接对水分子作用，易控温，微波穿透、选择性加热，干燥均匀，可提高物料品质；能量利用率高；应用范围广，适用于较粘稠物料的干燥；自动布料，密封无扬尘改善劳动条件；使用清洁能源，无污染。
[0026]说明书附图
图1为磺酸盐干燥工艺流程图。
【具体实施方式】
[0027]实施例1
一种磺酸盐的干燥工艺，它的步骤如下:
(I)微波干燥阶段:将活性物浓度为65%、水份含量35%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，微波干燥的温度为103°C，膏体磺酸盐铺料厚度2mm，干燥时间4min，所述输送带材质为聚四氟乙烯，微波干燥器的微波频率为2400~2500 MHz，微波功率为100 KW，微波段长度为8m，得到含水量为5.5%的磺酸盐；(2)热风干燥阶段:将含水量为5.5%的磺酸盐进入热风干燥器，热风干燥的温度为122°C，风量100 m3/h，干燥时间2 min，所述热风段长度为4 m，得到含水量< 1%的磺酸盐；
(3)冷风冷却阶段:冷风为洁净干燥冷空气，温度为6°C，时间Imin，所述冷风冷却段的长度为2m，段末设有将物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片状磺酸盐。
[0028]实施例2
一种磺酸盐的干燥工艺，它的步骤如下:
(1)微波干燥阶段:将活性物浓度为55%、水份含量45%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，微波干燥的温度为117°C，膏体磺酸盐铺料厚度1.5 _，时间6 min,所述输送带材质为聚四氟乙烯，微波干燥器的微波频率为2400~2500 MHz，微波功率为115 KW，微波段长度为8m，得到含水量为6%的磺酸盐；
(2)热风干燥阶段:将含水量为6%的磺酸盐进入热风干燥器，热风干燥的温度为128°C，风量210 m3/h，干燥时间3 min，所述热风段长度为4 m，得到含水量< 1%的磺酸盐；
(3)冷风冷却阶段:冷风为洁净干燥冷空气，温度为8°C，时间1.5min，所述冷风冷却段的长度为2m，段末设有将物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片状磺酸盐。
[0029]实施例3
一种磺酸盐的干燥工艺，它的步骤如下:
(1)微波干燥阶段:将活性物浓度为46%、水份含量54%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，微波干燥的温度为135°C，膏体磺酸盐铺料厚度1mm，时间8min，所述输送带材质为聚四氟乙烯，微波干燥器的微波频率为2400~2500 MHz，微波功率为130KW，微波段长度为12 m，得到含水量为8%的磺酸盐；
(2)热风干燥阶段:将含水量为8%的磺酸盐进入热风干燥器，热风干燥的温度为136°C，风量380m3/h，干燥时间4min，所述热风段长度为6 m，得到含水量≤1%的磺酸盐；
(3)冷风冷却阶段:冷风为洁净干燥冷空气，温度为5°C，时间2min，所述冷风冷却段的长度为3 m，段末设有将物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片状磺酸盐。
[0030]实施例4
一种磺酸盐的干燥工艺，它的步骤如下:
(1)微波干燥阶段:将活性物浓度为37%、水份含量63%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，微波干燥的温度为1481:，膏体磺酸盐铺料厚度0.5 mm，时间12min，所述输送带材质为聚四氟乙烯，微波干燥器的微波频率为2400~2500 MHz，微波功率为150 KW，微波段长度为12m，得到含水量为10%的磺酸盐；
(2)热风干燥阶段:将含水量为10%的磺酸盐进入热风干燥器，热风干燥的温度为148°C，风量470 m3/h，干燥时间6min，所述热风段长度为6m，得到含水量< 1%的磺酸盐；
(3)冷风冷却阶段:冷风为洁净干燥冷空气，温度为2°C，时间3min，所述冷风冷却段的长度为3 m，段末设有将物料刮起的刮板，得到含水量< 1%的片状磺酸盐。
【权利要求】
1.一种磺酸盐的干燥工艺，其特征在于:它的步骤如下: (1)微波干燥阶段:将活性物浓度为37%~65%、水份含量63%~35%的膏体磺酸盐均匀分布在输送带上进入微波干燥器，微波干燥的温度为100°C ~150°C，膏体磺酸盐铺料厚度0.5~2 mm，干燥时间4~12 min，得到含水量为5%~10%的磺酸盐； (2)热风干燥阶段:将含水量为5%~10%的磺酸盐进入热风干燥器，热风干燥的温度为12(Tl50°C，风量100~500 m3/h，干燥时间2~10 min，得到含水量≤1%的磺酸盐； (3)冷风冷却阶段:冷风为洁净干燥冷空气，温度为O~10°C，干燥时间I~5min，得到含水量< 1%的片状磺酸盐。
2.根据权利要求1所述的磺酸盐的干燥工艺，其特征在于:所述步骤(1)中输送带材质为聚四氟乙烯，微波干燥器的微波频率为2400~2500 MHz，微波功率为100~150 KW，微波段长度为8_12m。
3.根据权利要求1所述的磺酸盐的干燥工艺，其特征在于:所述步骤(2)中热风段长度为 4-6 m。
4.根据权利要求1所述的磺酸盐的干 燥工艺，其特征在于:所述步骤(3)中冷风冷却段的长度为1-3 m，段末设有将 物料刮起的刮板。
【文档编号】F26B3/02GK103712420SQ201310678496
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年12月14日 优先权日:2013年12月14日
【发明者】史海全, 李素红 申请人:河南兴亚表面活性剂股份有限公司