最近,Powder&Bulk Solids 雜志發表的一篇文章稱,一家國際食鹽配送公司希望Carrier Vibrating Equipment Inc.的工程團隊能提供滿足其特殊要求的解決方案。該公司想要一臺能生產碎巖鹽和精鹽這兩種不同產品的機器。而不想購買兩個不同的系統,因為一個系統一次只能處理一種鹽,故一個系統運行時,另一個系統只能閑置。不同鹽的干燥方式都大同小異,但最終產品的包裝方式卻大相徑庭,這也是設計系統時要關注的重點。巖鹽會整批儲存以便日后裝運,但精鹽會立即裝袋。而能解決這一問題的便是可根據產品變化進行快速調整的振動流化床干燥系統。該公司對機器靈活設計的要求與Carrier的工程專業知識不謀而合。
背景
該客戶一直從海外食鹽生產商處購買大量經干燥處理的巖鹽和精鹽,但為了減少費用,其打算購買經部分干燥的濕鹽,再自行干燥。濕鹽價格比干鹽低得多,而省下的錢也足以用于支付購買干燥系統的費用。根據鹽的加工和干燥方式,可將其分為三種主要類型。每一種鹽的加工規格不盡相同,最終產品的應用也不盡相同。巖鹽通常從地下形成的沉積物中開采出來,而這些沉積物通常是古代海洋蒸發形成的。開采時通常會使用炸藥爆破和大型鏟土機械,大塊的巖鹽會被壓碎并加工成便于利用的尺寸。曬制鹽就是把鹽水泵入淺而平的水池,利用日曬蒸發來析出鹽沉積物。繼續日曬直到析出的鹽足以采收后,便用特殊的機械將鹽從池底刮下,并送去加工。精鹽由鹽水制成,鹽水經過離心和蒸發處理后產生結晶鹽,經反復清洗和漂洗后,剩下干凈無雜質的結晶鹽。然后將結晶鹽烘干至一定程度,便于運輸和使用。
挑戰
為了將鹽徹底干燥以備不同用途,必須將其加熱至非常高的溫度,以便將其內部的水分逼出鹽粒表面,再蒸發掉。但精鹽干燥后要立即裝袋,而高溫會使包裝袋融化。這樣會導致大量產品浪費,并拖慢了裝袋時間。此外,熱精鹽離開干燥機后并非完全干燥,其蒸發過程并未停止,在冷卻時會形成水蒸氣。如果將熱鹽裝入密封袋,那么它的這種蒸發冷卻效應便會引發諸多問題,因為鹽會重新吸收水蒸氣導致固體結塊,難以保證已裝袋產品的質量。但整批儲存的巖鹽并不會出現這兩個問題,因為雖然從干燥機取出時巖鹽依然很熱,但它可在戶外繼續蒸發冷卻。為了解決精鹽的這些問題,必須在干燥后對其進行冷卻,使其溫度達到安全的水平,并去除其在冷卻過程中產生的蒸發水蒸氣。該客戶需要一款鹽干燥系統,能同時滿足這兩種鹽的干燥需求。
客戶解決方案
為確定其鹽產品需要的干燥溫度和停留時間,客戶將其鹽產品樣品送至Carrier的測試實驗室(肯塔基州路易斯維爾)并親自見證了測試過程。為了評估客戶送檢產品并提供最佳和最具成本效益的解決方案,Carrier需要執行廣泛的實驗室測試。在審查測試過程和測試數據后,雙方一致認為振動流化床干燥機/冷卻機是最佳的選擇。與其他類型的干燥機不同,振動流化床可配備冷卻機,用于降低食鹽溫度以便裝袋,并能溫和處理固體,減少產品降解或粉末的產生。Carrier工程團隊著手根據客戶的要求開發定制設計,允許客戶在更換產品時在兩個干燥過程之間更換機器。處理巖鹽時,整個流化床均可用作干燥機,提高生產效率。但處理精鹽時,該系統的一部分可用作干燥機,其余部分則用作冷卻區,以便將溫度降至安全范圍,同時去除殘余水分。
結果
振動流化床干燥機/冷卻機的最終設計滿足了客戶對鹽生產的不同需求。通過使用自動管道風門和將機器分成兩個區域的通氣區,可以將全長干燥機切換到具有獨立干燥和冷卻區的單元。能效是客戶關心的其中一個問題,由于整個振動流化床均隔熱,因此能效得到了提升。該設計不僅采用了易于清理的橡膠軟隔離彈簧,還允許對系統進行沖洗來清除積聚的鹽。干燥巖鹽時,所有空氣均通過天然氣燃燒器加熱并在風門打開的情況下吹送入兩個通氣區。加工精鹽時,風門關閉,通過單獨的鼓風機為冷卻區提供冷空氣。客戶的PLC 經過編程后能在需要時快速更改設置。該系統每小時能處理精鹽20噸,經干燥冷卻可裝袋,每小時能處理巖鹽60噸,是精鹽處理能力的三陪,經干燥可整批儲存。