一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法與流程

2023-05-08 20:41:31 1

本發明屬於巖瀝青加工領域，涉及一種乾燥巖瀝青粉的方法，具體涉及一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法。

背景技術：

巖瀝青粉是一種天然瀝青改性劑，由天然巖瀝青礦料加工而成，用來對道路施工中的瀝青混合原料進行改性。經過巖瀝青粉改性後的瀝青具有更加優越的路用性能，與傳統的改性劑相比，大幅提高了道路對車轍、水損害、裂縫、坑槽、擁包的抗性，通過多年來國內外的試驗研究和工程實踐，越來越受到重視，具有廣大的推廣和應用前景。但巖瀝青粉的加工設備和工藝相對落後，制約了其在道路施工中的大規模應用。

在使用巖瀝青粉作為改性劑之前，需要對其進行乾燥，目前巖瀝青粉的乾燥工藝仍然是採用對流乾燥的方式，將來自燃燒裝置的熱能以對流方式由熱氣體傳導至溼物料表面，由物料表面傳至物料內部，使物料水分充分蒸發。由於與一般的礦石原料相比，巖瀝青礦含水量不穩定，含油量高，對熱量敏感，在乾燥過程中受熱容易軟化、結塊，操作不當容易起火燃燒，還會引起巖瀝青老化。因此在乾燥巖瀝青粉的過程中，國內一般採用低溫常壓乾燥方法，溫度一般低於200℃，筒內壓力基本與環境壓力一致，乾燥效率約為75千克/小時。按照公式g＝av/100×[(w1-w2)/(100-w1)]計算，(g為迴轉烘乾機的生產能力，按含有終水分的烘乾物料計，單位為噸/小時；a為迴轉烘乾機的單位容積蒸發強度，單位為kg/m3；v為迴轉烘乾機的容積，單位為m3；w1為初水分；w2為終水分)，每小時僅可烘乾含水量15％的溼料5噸左右。

技術實現要素：

為了解決現有巖瀝青粉的乾燥效率低下的問題，本發明採用超高溫負壓乾燥方法對巖瀝青粉進行乾燥，大大提高了巖瀝青粉的乾燥效率。

本發明採取的技術方案如下：

一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法，採用超高溫熱氣流對乾燥器內的巖瀝青粉進行快速乾燥，乾燥過程中產生的水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態。

進一步的，乾燥溫度為370-420℃，所述乾燥溫度是指超高溫熱氣流的溫度。

進一步的，在乾燥過程中，所述乾燥器內的壓力為0.6-0.8個大氣壓。

進一步的，乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為25-30s。

進一步的，在乾燥之前，向乾燥器內通入熱氣流，對乾燥器進行預熱處理。

進一步的，預熱溫度為300-370℃，預熱時間為1-10min；所述預熱溫度是指預熱時熱氣流的溫度。

進一步的，預熱處理後，繼續向乾燥器內通入熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到乾燥的初始溫度後，在乾燥器內加入巖瀝青粉。

進一步的，所述乾燥的初始溫度為370-390℃，所述乾燥溫度不小於乾燥的初始溫度。

進一步的，所述水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出至除塵冷凝器中，進行除塵冷凝，冷凝水從除塵冷凝器的下料閥門排出，部分巖瀝青粉塵留在除塵冷凝器的下料閥門處的濾網上，回收後再次返回乾燥器進行乾燥。

進一步的，通過鼓風機將熱氣流輸送到乾燥器內。

本發明與傳統巖瀝青粉的乾燥方法相比，具有以下有益效果：本發明採用超高溫負壓的方法乾燥巖瀝青粉，利用超高溫的熱空氣與巖瀝青粉進行短時間的接觸，即可將巖瀝青粉中大部分的水分蒸發出來，避免巖瀝青粉在乾燥時出現的融化、結塊、粘附現象，保證了乾燥的質量和效率。同時，採用引風機將乾燥器內的水蒸氣引出，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態，一方面降低了水分瞬間蒸發使乾燥器內壓強升高帶來的安全隱患以及對設備的損壞，另一方面乾燥器處於負壓下使得物料的乾燥速度更快。

具體實施方式

以下將結合實施例來詳細說明本發明的實施方式，所舉實施例只用於解釋本發明，並非用於限定本發明的範圍。

一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法，採用超高溫熱氣流對乾燥器內的巖瀝青粉進行快速乾燥，乾燥過程中產生的水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態。具體的，由於巖瀝青粉含水量不穩定，含油量高，對熱量敏感，操作不當容易起火燃燒，因此傳統的乾燥方法常採用低溫常壓乾燥，溫度一般低於200℃，壓力為1個大氣壓，在此條件下水分蒸發較慢。由於巖瀝青粉屬於非晶體，沒有固定的熔點，在乾燥過程中，會隨著時間逐漸融化變軟、結塊，甚至粘附在乾燥器內壁上，還會使巖瀝青粉中的有效成分老化，降低使用性能。因此本發明將超高溫氣流通入乾燥器內，可以加速巖瀝青粉的乾燥速度，使得氣流與巖瀝青粉在短時間的接觸後，在巖瀝青粉變軟結塊之前，將其中大部分的水分蒸發出來，保證了乾燥的質量和效率。但是，水分在超高溫氣流下瞬間蒸髮帶來的副作用是乾燥器內氣壓迅速升高，高於1個大氣壓，氣壓的升高增加了設備損壞的概率，且帶來安全隱患，同時氣壓升高也不利於巖瀝青粉內的水分的進一步蒸發，因此本發明將引風機與乾燥器的出氣口連通，採用合適的風量將乾燥器內的水蒸氣引出，使乾燥器內的氣壓降低到負壓狀態，克服了氣壓升高帶來的一系列問題。使用本發明的乾燥方法乾燥巖瀝青粉，巖瀝青粉不斷從進料口加入，從出料口排出，乾燥過程為連續性乾燥。

在根據本發明的一個實施例中，乾燥溫度為370-420℃，例如乾燥溫度為370℃、380℃、390℃、400℃、410℃或420℃，優選420℃。具體的，本發明採用的乾燥溫度較傳統方法提高了一倍左右，因此當物料量一定時，乾燥時間會大大變短，或者當乾燥時間一定時，進料量會大大增加。

在根據本發明的一個實施例中，乾燥過程中，所述乾燥器內的壓力為0.6-0.8個大氣壓，例如乾燥器壓力為0.6、0.7或0.8個大氣壓。具體而言，本發明採用引風機將乾燥器內的水蒸氣引出，使乾燥器始終處於負壓狀態，在本實施例中，優選乾燥器內的壓力為0.8個大氣壓，此時引風量不需太大，設備耗能低，同時又能保證乾燥器不被高壓損壞和乾燥效率高。

在根據本發明的一個實施例中，乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為25-30s，例如時間為25s、27s、28s或30s。具體而言，由於本發明採用超高溫氣流和在負壓下進行乾燥巖瀝青粉，使得巖瀝青粉的乾燥速度大大加快。具體而言，當乾燥器內壓力設定為0.8個大氣壓，採用傳統單筒迴轉乾燥器，乾燥器的容積和加入的待乾燥的物料量與傳統方法一致時，對於普通含水量(15-25％)的巖瀝青粉來說，物料從進入乾燥器到排出乾燥器的時間大約為25-30s。如果採用傳統乾燥方法，當進料量與本發明一致，且要達到跟本發明相同的出料含水量，乾燥時間會延長至約為本發明的3.6倍。但是一般來說，巖瀝青粉在乾燥器內乾燥時間超過90s就會結塊，所以為了避免結塊一般會減少物料量。總之，本發明可以大大降低乾燥時間或增加進料量，提高幹燥效率，同時也減少了巖瀝青粉變軟、結塊和老化現象。

在根據本發明的一個實施例中，在乾燥之前，向乾燥器內通入熱氣流，對乾燥器進行預熱處理，預熱溫度為300-370℃，例如預熱溫度為300℃、320℃、340℃、360℃或370℃等，優選360℃；預熱時間為1-10min，例如預熱時間為1min、3min、5min、7min、8min或10min，優選5min。具體的，本發明在巖瀝青粉乾燥之前，首先將乾燥器預熱，使得乾燥器本體和乾燥器內的空氣溫度可以快速達到乾燥時的溫度，縮短巖瀝青粉的乾燥時間。

在根據本發明的一個實施例中，預熱處理後，繼續向乾燥器內通入熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到乾燥的初始溫度後，在乾燥器內加入巖瀝青粉；所述乾燥的初始溫度為370-390℃，例如溫度370℃、380℃或390℃，所述乾燥溫度不小於乾燥的初始溫度。具體的，預熱處理後，繼續通入高溫熱氣流，當乾燥器本體和乾燥器內的空氣溫度達到370-390℃時，在乾燥器內加入巖瀝青粉。由於乾燥過程中持續向乾燥器內通入熱氣流，因此乾燥溫度大於或等於乾燥的初始溫度，在本實施例中，所述乾燥的初始溫度優選370℃，所述乾燥溫度優選420℃。在本發明的乾燥溫度下，可以使水分迅速蒸發，提高巖瀝青粉的乾燥效率，即如果進料到出料時間一定的情況下，採用本發明的方法在一定時間內乾燥的物料(巖瀝青粉)量多，或者當乾燥的物料量一定時，採用本發明的方法乾燥時間更短。在本實施例中，預熱和乾燥的超高溫熱氣流是通過燃燒加熱器產生的，通過鼓風機將燃燒加熱器內的熱氣流輸送到乾燥器內，本發明實施例所述乾燥器為單筒迴轉乾燥器。

在根據本發明的一個實施例中，所述水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出至除塵冷凝器中，進行除塵冷凝，冷凝水從除塵冷凝器的下料閥門排出，部分巖瀝青粉塵留在除塵冷凝器的下料閥門處的濾網上，回收後再次返回乾燥器進行乾燥。具體的，所述引風機不僅可以抽走乾燥器內的水蒸氣，部分巖瀝青粉塵也被抽到除塵冷凝器內，所述除塵冷凝器的下料閥門處安裝有過濾網，過濾網將巖瀝青粉塵和冷凝水分離，冷凝水從除塵冷凝器的下料閥門處流出，巖瀝青粉塵留在濾網上，每隔一段時間清理過濾網，將巖瀝青粉塵回收後重新進入乾燥器內乾燥。引風機的風量與熱氣流量、物料量、物料含水量、乾燥器的容積、乾燥器的壓力、進料到出料的時間有關，由於上述參數都是可以計算的，因此引風機的風量可以確定。

為了更詳細的說明水分瞬間蒸髮帶來的副作用，下面以具體的數據進行解釋。假定使用本發明的乾燥方法每小時可以乾燥18噸物料，物料含水量為15％，進料到出料的時間為30s，乾燥器的容積為45m3,乾燥器內的壓力為1個大氣壓，則通過計算可知，乾燥器內的物料為18×1000kg/3600s×30s＝150kg,物料中的含水量為150kg×15％＝22.5kg，這些水完全轉化成水蒸氣後的體積為22.5×1000/18×22.4＝28m3(其中18為水的摩爾質量，22.4是標況下1mol氣體的體積)，由於乾燥器的容積為45m3，由理想氣體狀態方程可得出此時乾燥器內的壓力將升高至1.62個大氣壓(我們家用高壓鍋的壓力一般為1.2個大氣壓)，如此高的氣壓容易造成設備損壞，有安全隱患。

為了降低安全隱患，本發明採用引風機在30s內將水分蒸發產生的28m3水蒸氣排出，則引風量至少需要28m3/30s×3600s/h＝3360m3/h。為了進一步提高幹燥效率，增加安全係數，可使乾燥筒在持續生產中始終處於負壓狀態，將飽含水蒸氣的高溫空氣迅速排出，經過實驗摸索，乾燥器內的氣壓在0.8個大氣壓時可滿足上述要求，此時計算得到引風量為3360/0.8＝4200m3/h。

下面通過一些具體的實施例來進行介紹。

實施例1

一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法，包括如下步驟：

s1：通過鼓風機將燃燒加熱器產生的熱氣流輸送到乾燥器(容積為45m3)內，對乾燥器進行預熱處理，其中預熱溫度為360℃，預熱時間為5min；

s2：繼續通入高溫熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到370℃後，在乾燥器內加入含水量為15％的巖瀝青粉，加入量為18噸/小時，乾燥器內溫度保持在370-420℃；乾燥過程中產生的水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出至除塵冷凝器中，引風機風量為3500m3/h，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態，冷凝水和部分巖瀝青粉塵從除塵冷凝器的下料閥門排出；

s3：乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為25s。

實施例2

一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法，包括如下步驟：

s1：通過鼓風機將燃燒加熱器產生的熱氣流輸送到乾燥器(容積為45m3)內，對乾燥器進行預熱處理，其中預熱溫度為360℃，預熱時間為5min；

s2：繼續通入超高溫熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到380℃後，在乾燥器內加入含水量為20％的巖瀝青粉，加入量為16噸/小時，乾燥溫度保持在380-420℃；乾燥過程中產生的水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出至除塵冷凝器中，引風機風量為3800m3/h，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態，冷凝水和部分巖瀝青粉塵從除塵冷凝器的下料閥門排出；

s3：乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為30s。

實施例3

一種超高溫負壓乾燥巖瀝青粉的方法，包括如下步驟：

s1：通過鼓風機將燃燒加熱器產生的熱氣流輸送到乾燥器(容積為45m3)內，對乾燥器進行預熱處理，其中預熱溫度為360℃，預熱時間為5min；

s2：繼續通入高溫熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到400℃後，在乾燥器內加入含水量為25％的巖瀝青粉，加入量為14噸/小時，乾燥溫度保持在400-420℃；乾燥過程中產生的水蒸氣和部分巖瀝青粉塵由引風機引出至除塵冷凝器中，引風機風量為4200m3/h，使乾燥器在乾燥過程中始終處於負壓狀態，冷凝水和部分巖瀝青粉塵從除塵冷凝器的下料閥門排出；

s3：乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為30s。

實施例1-實施例3的巖瀝青粉經過乾燥後，從乾燥器的卸料口排出的物料含水量均降至2％以下，且巖瀝青粉在乾燥過程中沒有融化、結塊和老化現象。

對比例1

一種乾燥巖瀝青粉的方法，包括如下步驟：

s1：通過鼓風機將燃燒加熱器產生的熱氣流輸送到乾燥器(容積為45m3)內，對乾燥器進行預熱處理，其中預熱溫度為150℃，預熱時間為10min；

s2：繼續通入高溫熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到160℃後，在乾燥器內加入含水量為15％的巖瀝青粉，，加入量為18噸/小時，乾燥溫度保持在160-180℃，壓力為1個大氣壓；

s3：乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為30s。

對比例2

一種乾燥巖瀝青粉的方法，包括如下步驟：

s1：通過鼓風機將燃燒加熱器產生的熱氣流輸送到乾燥器(容積為45m3)內，對乾燥器進行預熱處理，其中預熱溫度為150℃，預熱時間為10min；

s2：繼續通入高溫熱氣流，當乾燥器本體及乾燥器內空氣溫度達到160℃後，在乾燥器內加入含水量為15％的巖瀝青粉，加入量為5噸/小時，乾燥溫度保持在160-180℃，壓力為1個大氣壓；

s3：乾燥完成的巖瀝青粉從乾燥器的卸料口排出並收集，所述巖瀝青粉從進料到出料的時間為30s。

在對比例1中，加入的巖瀝青粉的物料量及含水量與實施例1相同，經過乾燥後，得到的巖瀝青粉的含水量為6％，而只有含水量在2％以下的巖瀝青粉才合乎要求。

在對比例2中，加入的巖瀝青粉的含水量與實施例1相同，但物料量與實施例1不同，實施例1物料量為18噸/小時，對比例2的物料量為5噸/小時，經過乾燥後，得到的巖瀝青粉的含水量與實施例1相似(小於2％)，即為了得到合乎要求的巖瀝青粉，加料量必須減少。

由此可以看出，採用超高溫負壓的方法乾燥巖瀝青粉，大大提高了乾燥效率。

以上所述僅為本發明的較佳實施例，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。