發(fā)布時(shí)間：2019-05-15所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：高塔噴霧工藝是目前生產(chǎn)普通洗衣粉的主要技術(shù)，雖然經(jīng)過優(yōu)化和改進(jìn)，但依然存在能耗高的問題。從工藝流程出發(fā)，采用精益生產(chǎn)的思路，提出將生產(chǎn)工藝劃分為四個(gè)階段，就不同階段提出解決方法，即采用密相輸送技術(shù)進(jìn)料以減少粉塵，提高進(jìn)料濃度以減少物
摘要：高塔噴霧工藝是目前生產(chǎn)普通洗衣粉的主要技術(shù)，雖然經(jīng)過優(yōu)化和改進(jìn)，但依然存在能耗高的問題。從工藝流程出發(fā)，采用“精益生產(chǎn)”的思路，提出將生產(chǎn)工藝劃分為四個(gè)階段，就不同階段提出解決方法，即采用密相輸送技術(shù)進(jìn)料以減少粉塵，提高進(jìn)料濃度以減少物料的水分，提高塔進(jìn)口溫度以提高干燥效率，采用新式熱風(fēng)爐以提高熱風(fēng)效率，采用多噴槍和合理調(diào)整噴槍高度以提高單塔產(chǎn)量，回收尾氣以減少熱量損失等。最后就日化行業(yè)的技術(shù)革新提出幾點(diǎn)建議：加快開發(fā)新的配方、改進(jìn)噴粉工藝、改進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備。對(duì)實(shí)際生產(chǎn)具有一定意義。
關(guān)鍵詞：洗衣粉,高塔噴霧,生產(chǎn)工藝,節(jié)能
我國(guó)日化行業(yè)起步于20世紀(jì)中葉，由于當(dāng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平不高，生產(chǎn)工藝和設(shè)備主要是從國(guó)外引進(jìn)，在此基礎(chǔ)上進(jìn)行自主創(chuàng)新。當(dāng)前洗滌用品粉劑類產(chǎn)品的成型工藝主要有四種：噴霧干燥法、附聚成型法、干混法和濕法造粒流化床干燥法[1]。
國(guó)內(nèi)產(chǎn)品以普通型產(chǎn)品為主要產(chǎn)品，高塔噴霧干燥工藝為主要生產(chǎn)工藝。噴霧干燥的概念首次出現(xiàn)于1865年，由C.A.LaMont提出，經(jīng)過140多年的研究，開發(fā)出了不同的噴霧干燥技術(shù)，特別是目前的逆流干燥系統(tǒng)，不僅用于果汁、牛奶等的干燥，在1985年之后還用于洗滌劑的生產(chǎn)。
逆流噴霧干燥機(jī)提供了更高的吞吐量和熱效率，減少了灰塵，控制了產(chǎn)品的容重密度，多級(jí)霧化，降低了生產(chǎn)成本。雖然有諸多好處，但是干燥時(shí)能耗高。在洗滌劑行業(yè)里，各個(gè)生產(chǎn)商生產(chǎn)的集中度高，洗滌用品各個(gè)產(chǎn)品主要競(jìng)爭(zhēng)者之間的生產(chǎn)規(guī)模比較大，各個(gè)企業(yè)都面臨著激烈的競(jìng)爭(zhēng)和嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。技術(shù)創(chuàng)新比較緩慢，走技術(shù)創(chuàng)新的路子對(duì)于日用消費(fèi)品行業(yè)的企業(yè)來說不能立竿見影，因此，對(duì)生產(chǎn)工藝進(jìn)行節(jié)能改進(jìn)就成為了企業(yè)家的首選，節(jié)能設(shè)計(jì)既滿足企業(yè)降低生產(chǎn)成本的要求，也符合環(huán)保理念和生態(tài)建設(shè)的需求。
1工藝流程
高塔噴霧洗衣粉生產(chǎn)工藝流程主要有：物流輸送與儲(chǔ)備單元、前配料單元、物料制備與輸送單元、噴霧干燥單元、后配料單元、成品輸送包裝與儲(chǔ)運(yùn)單元、尾氣凈化及除塵單元[2]。此工藝的核心就是噴霧干燥。噴霧干燥以制備、均勻化、霧化、分散和脫水為基礎(chǔ)。噴霧干燥的作用主要是為了干燥料漿，除去料漿中的水分，同時(shí)對(duì)產(chǎn)品顆粒的進(jìn)行定型。截至目前，高塔噴霧工藝技術(shù)仍是洗衣粉生產(chǎn)的主要工藝之一，自動(dòng)化水平和噴霧能力有了較大地提高，能源消耗也得到了部分有效的控制。
2存在問題
在高塔噴霧生產(chǎn)工藝中，核心設(shè)備是噴霧干燥塔。噴霧干燥塔是用來產(chǎn)生粉末的。用干燥的熱空氣，將料漿中的水分蒸發(fā)。當(dāng)液滴或微粒與熱風(fēng)接觸時(shí)，由于噴霧注射的原因，它們可能會(huì)粘在一起，出現(xiàn)團(tuán)聚，影響干燥的效率和產(chǎn)品質(zhì)量。干燥采用逆流接觸，熱風(fēng)逆向流動(dòng)導(dǎo)致結(jié)塊和壁沉積，使得粉末停滯不前，成倍增加。
干燥主要以來于熱風(fēng)系統(tǒng)提供的熱量，需要大量的熱才能夠?qū)⒘蠞{干燥，同時(shí)還要使產(chǎn)品定型。熱量消耗大，熱量交換的同時(shí)會(huì)出現(xiàn)熱量流失。工藝流程長(zhǎng)、設(shè)備龐雜和工序繁多造成資源浪費(fèi)。固體物料存在被反復(fù)加工的過程。間歇式生產(chǎn)使得系統(tǒng)要不斷清理，設(shè)備的降溫升溫造成能源浪費(fèi)。同時(shí)尾氣、粉塵等也對(duì)生產(chǎn)造成了影響。
3改進(jìn)方法
精益生產(chǎn)(LeanProduction，簡(jiǎn)稱LP)是美國(guó)麻省理工學(xué)院數(shù)位國(guó)際汽車計(jì)劃組織(IMVP)的專家對(duì)日本“豐田JIT(JustInTime)生產(chǎn)方式”的贊譽(yù)之稱。精益生產(chǎn)是一種以最大限度地減少企業(yè)生產(chǎn)所占用的資源和降低企業(yè)管理和運(yùn)營(yíng)成本為主要目標(biāo)的生產(chǎn)方式[3]。精益生產(chǎn)的目的是消除一切浪費(fèi)，追求精益求精。將精益生產(chǎn)的理念應(yīng)用到高塔噴霧洗衣粉生產(chǎn)工藝的節(jié)能設(shè)計(jì)，可以全面分析生產(chǎn)過程存在的資源浪費(fèi)的情況。以整個(gè)生產(chǎn)工藝為研究對(duì)象，將生產(chǎn)工藝劃分為四個(gè)階段：原料儲(chǔ)運(yùn)與輸送階段、混合制漿階段、噴霧干燥階段、后處理階段。具體提出以下改進(jìn)方法。
3.1原料儲(chǔ)運(yùn)與輸送階段
采用密相輸送技術(shù)進(jìn)料。密相輸送技術(shù)是利用管道可以通過壓縮空氣的把低處的物料送到遠(yuǎn)處或高處的貯槽。此方法主要是用來減少粉塵的飄散，提高生產(chǎn)效率。可以用在洗衣粉的原料的輸送上，并且安裝氣動(dòng)三通閥，一根管道可以輸送多種物料。在槽罐車上安裝密相輸送裝置，就可以直接送到高處的粉倉(cāng)。
3.2混合制漿階段
提高進(jìn)料濃度。提高料漿濃度，是為了減少料漿中所含的水分，進(jìn)而減少干燥時(shí)間以達(dá)到節(jié)省能源的目的。通過調(diào)整原料的配比來提高料漿濃度，可以適當(dāng)增加無機(jī)鹽，使得料漿濃度提高。可以使進(jìn)料料漿的濃度從現(xiàn)有的65%提高到70%左右，同時(shí)物料還可以保持良好的流動(dòng)性，減少用于干燥的熱量約15%。
3.3混合制漿階段
3.3.1采用直接式燃煤熱風(fēng)系統(tǒng)
在噴霧干燥工藝中，料漿從塔頂經(jīng)噴槍霧化，熱風(fēng)從塔底進(jìn)入，二者逆流接觸，通過傳熱和傳質(zhì)將洗衣粉干燥成型[4]。用于噴霧干燥的熱風(fēng)必須滿足以下條件：高清潔、低成本、有一定的溫度和風(fēng)量。因此對(duì)熱風(fēng)爐提出了較高的要求。以前采用燃?xì)鉅t和燃油爐，現(xiàn)在燃料成本高，故可以采用直接式燃煤熱風(fēng)爐，比燃油爐和燃?xì)鉅t熱效率高，成本低。煤粉經(jīng)過磨細(xì)至20目以下，就能與空氣接觸充分，充分燃燒。燃油熱風(fēng)爐0#柴油最低消耗40kg/t，價(jià)格約160元，直燃式燃煤熱風(fēng)爐煤耗是100kg/t，約50元[5]。
3.3.2提高熱風(fēng)進(jìn)塔溫度
提高進(jìn)熱風(fēng)進(jìn)塔溫度可以提高熱效率，但使得黃焦粉的比例增高。并且長(zhǎng)期在高溫下，碳制鋼塔設(shè)備的壽命會(huì)大大下降。此問題通過優(yōu)化熱風(fēng)圈的截面和加大進(jìn)塔口的截面積，使得進(jìn)塔風(fēng)量穩(wěn)定，進(jìn)塔風(fēng)速降低，很好的控制進(jìn)出口風(fēng)溫。以減少高溫對(duì)塔設(shè)備的損耗。
3.3.3噴霧塔采用多噴頭
采用多噴頭可以有效提高傳熱效率，獲得更好的容量比。多噴頭噴槍在結(jié)構(gòu)上優(yōu)于單噴頭噴槍，在與熱風(fēng)分布器的配合上十分切合，能夠使料漿和熱風(fēng)充分接觸。多噴頭噴槍還可以自由調(diào)整角度，霧化噴嘴的角度一般控制在90°～120°之間。同時(shí)采用這種方法在不提高塔徑的前提下，加大干燥風(fēng)量就可以提高單塔產(chǎn)量。進(jìn)而起到提高熱風(fēng)效率和操作彈性的作用。
4結(jié)語(yǔ)
噴霧干燥是一種高耗能的單元操作，因此節(jié)能降耗在生產(chǎn)中至關(guān)重要。將洗衣粉生產(chǎn)工藝劃分為四個(gè)階段，能夠更加清晰的認(rèn)識(shí)到不同階段產(chǎn)生的問題，更有針對(duì)性的提出解決辦法。通過采用密相輸送技術(shù)可以有效防止粉塵和物料的飄散;提高物料濃度可以減少蒸發(fā)的水分;提高塔進(jìn)口溫度可以提高熱分效率;采用多噴槍可以提高單塔產(chǎn)量;將尾氣回收進(jìn)行循環(huán)利用;采用成本小的燃煤熱風(fēng)爐，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看可以節(jié)省燃料成本;提高配料速度，連續(xù)配料進(jìn)料。
合理控制工藝溫度，減少黃焦粉和黏塔粉。為了能夠更好的進(jìn)行技術(shù)革新、控制成本和減少能耗，日化行業(yè)的企業(yè)可以從下面幾點(diǎn)考慮：(1)加快洗衣粉的新型配方研究。(2)改進(jìn)噴霧工藝。考慮噴粉的壓力、噴槍的位置。(3)考慮改進(jìn)設(shè)備。特別是噴粉塔能耗大的問題，能量回收問題以及整個(gè)生產(chǎn)工藝流程的簡(jiǎn)化。可以考慮利用間接式熱風(fēng)爐產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)過兩次間接換熱，給系統(tǒng)提供清潔的干燥熱風(fēng)，利用尾氣的部分循環(huán)實(shí)現(xiàn)節(jié)約燃料用量[7]。
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相關(guān)刊物推薦：《輕工機(jī)械》Light Industry Machinery(雙月刊)曾用刊名：輕機(jī)通訊，1983年創(chuàng)刊，是全面介紹輕工機(jī)械(主要包括：造紙、食品、包裝、塑料加工、日用化工、日用機(jī)電及其他輕工行業(yè)的專用機(jī)械)和與之相關(guān)的模具、配件、儀表、自控、通訊等領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)及研究、設(shè)計(jì)、制造、維修、檢測(cè)、控制、使用等方面的新設(shè)備、新技術(shù)、新成果、新經(jīng)驗(yàn)，發(fā)布有關(guān)行業(yè)與企業(yè)信息、廣告，為輕工業(yè)各行業(yè)、輕工機(jī)械制造行業(yè)及相關(guān)協(xié)作、配套、供應(yīng)行業(yè)、企業(yè)和廣大讀者服務(wù)。
