板式换热器在复混（合）肥料生产中的应用

板式换热器在复混（合）肥料生产中的应用
                                   郭霞
             （汉枫缓释肥料（黑龙江）有限公司，黑龙江尚志150600）
    ［摘要］针对复合肥生产中对固体物料连续加热的要求，对普通板式换热器的板对结构形式进行了改进。介绍改进后的板式换热器的结构、工作原理和使用情况。用于高塔复合肥生产线粉状原料的加热和硫包缓释肥料生产中预热颗粒芯料，加热均匀，能耗小，无粉尘逸出，占地面积小，是较为理想的固体物料加热设备。
    ［关键词］复混（合）肥；改进型板式换热器；固体物料加热
    ［中图分类号］TQ444；TQ440．5［文献标识码］B［文章编号］1007－6220（2010）04－0058－02
    板式换热器的传导介质仅作为汽—气、汽—液、液—液交换，但作为液—固交换尚未应用于工业生产中。我公司对板式换热器的板对结构进行改进，将改进后的板式换热器应用于硫包复合肥车间（颗粒状）及高塔车间（粉状）固体物料换热过程，现介绍如下。
    1·改进后的板式换热器结构及工作原理
    该设备利用热气、蒸汽或热水（主要根据生产现场实际情况确定，汉枫采用冷凝热水）通过板对与固体进行换热，主体底部设有屋脊式分料板（角度根据物料的颗粒大小和黏度确定为110°～165°），分料板中心距为400～500 mm，分料板板长300～400 mm。通过振动电机频率调整控制物料在设备中的滞留时间，从而使物料按预定的温度进行换热。板式换热器的板对与箱体之间是可拆卸结构；下箱体与下料斗之间为软连接。板对分布形式为上、下两层和多层结构（根据物料需加热的温升和设备安装空间确定），板对相距18～40 mm（根据物料的细度及密度进行调整），上下两层板对相距400～600 mm。板对采用高平焊制后进行充压成型或采用模板冲压焊制成型，连接形式为叉接形式，叉在上下板对支架上，每个板对有一个进、出水管，形成单独换热循环体；板对为流体弧线形，固体物料在板对外侧既形成阻力，又不至于堵塞。改进后板式换热器的结构见图1。
              
    其工作原理为：在复混（合）肥生产过程中需进行加热的固体物料通过传输设备运至板式加热器上盖进料口2，进入设备主体中的上箱体6内，均匀分布到上箱体中的加热板对5中，按一定的速度流向缓冲区，物料在缓冲区14内进行混合重新分配到下箱体中的加热板对5中，物料流向底部的下料分布板9，在调频振动电机11的振动下按量流出加热器，完成固体物料的加热过程，物料在此过程中可被均匀加热。板对为上下两层时，温度可提高10～50℃（由物料的性质和换热介质的温度控制）。改进后，板式换热器的整个换热过程稳定、连续、可控。
    2·板式换热器在复混（合）肥生产中的应用
    我公司处在寒冷地区，冬季生产原料温度平均－25℃左右，生产线要求物料温度10℃左右，故必须对物料进行加热处理。
    2．1在高塔复合肥生产线上的应用
    在高塔复合肥生产线上，磷酸一铵、辅料、氯化钾加热处理后与熔融尿素通过反应生成流动性良好的熔体料浆。固体粉状原料氯化钾、磷酸一铵、辅料的加热均采用改进后的板式换热器，台时产量为7～12 t／h，效果良好。
    2．2在硫包复混（合）肥生产线上的应用
    硫包尿素及硫包复混（合）肥生产中，涂布包硫是在转鼓涂布包裹机中进行，将熔融的硫黄均匀地喷涂在经过预热处理后达到工艺要求的芯料颗粒的下降料幕上，然后再粘上一种密封剂，把涂层上的细孔封起来。此工艺中的芯料颗粒要求在预热中既加热均匀，又要求颗粒不产生破损、粉尘。我们采用改进后的板式换热器对其进行预热，台时产量5～14 t／h，芯料颗粒受热均匀，无粉尘污染物料，保证了连续稳定的生产。
    2．3板式换热器预热固体物料的技术参数（见表1）
            
    3·板式换热器在复混（合）肥生产中应用的特点
    1）占用空间小，换热效果好，物料受热均匀，蒸汽、热气、热水均可作为热源。
    2）能耗小。因物料靠自身重量从上向下流动，只有在分料板处出现阻力，此处积料不足1 t，所以选择2台2．2 kW变频振动电机即可满足均匀下料的要求。
    3）产尘小。因物料在密封的设备内进行换热，所以无粉尘逸出，对周围环境不产生污染。
    4）制造费用低。因复混（合）肥物料腐蚀性较大，板对采用00Cr17Ni、00Cr18，主体采用普通不锈钢材料；制造工艺简单，只有板对采用流线型、高平焊制（可采用模具冲压后，利用点焊机自动完成），其他部件按照国家焊接标准焊接即可。
    5）此设备在进料上方安装料位显示仪（我单位采用雷达料位测试器），可与DCS系统联网进行电脑控制，有利于整条生产线实现自动化控制。
    4·板式换热器在复合肥生产中应用的注意事项
    1）因板对间距只有18～40 mm，所以要求物料细度在0．074～6 mm之间。
    2）对于易溶的物料，加热介质的温度与物料的温度差不宜太大，物料温度应在微溶温度以下。
    3）在换热器停止进料时，应及时停止加热介质，以防物料过热造成物料粘结板对。
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