食鹽加碘的生產(chǎn)工藝研究
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原料鹽從原鹽皮帶機(jī)上卸入原鹽緩沖料倉中，當(dāng)高料位傳感器亮，自動卸料器升高，同時閘門自動開啟，定量螺旋輸送機(jī)、后配混合器、臥式螺旋拋鹽混料機(jī)開始運行，設(shè)置1s～2s的延時，噴碘裝置噴出碘液，同時去濕裝置與除塵裝置開始運行。技術(shù)方案(見圖1)可以分為三個部分:定量給料、噴碘裝置與混料部分。
1定量給料
采用皮帶供料，原鹽通過1條皮帶輸送到頂層，當(dāng)原鹽料倉的下料位傳感器有要料信號后卸料器的閘板放下開始卸料，原鹽料倉的上方有上料位傳感器，當(dāng)上料位傳感器有信號后，卸料器閘門提起，停止卸料。該原鹽料倉可將皮帶上的原鹽儲存起來，保證后端混料設(shè)備的連續(xù)運行。同時通過攪拌裝置、自動閘門與定量螺旋輸送機(jī)使原鹽均勻的進(jìn)入混料系統(tǒng)，攪拌裝置可以防止原鹽料倉中的鹽結(jié)塊，自動閘門可以調(diào)節(jié)鹽的流量，定量螺旋輸送機(jī)可以使原鹽均勻的進(jìn)入后配混合器。定量給料的關(guān)鍵在于通過攪拌裝置使鹽流入定量螺旋輸送機(jī)的流量要基本恒定，而流量要基本恒定，緩存料倉的食鹽要全部處于均勻下降的運動狀態(tài)，并貼著垂直部分的倉壁和收縮的料斗壁滑移，流通產(chǎn)生的壓力要作用在整個料斗和垂直部分的倉壁上。應(yīng)用布朗—霍克斯雷—克瓦畢爾的橢圓體流動理論和詹尼克(Jenike)的塑性體流動理論對倉流現(xiàn)象進(jìn)行理論分析，如圖2。一次流動橢圓體是B、E交界面，其長軸是垂直的，顆粒群成團(tuán)運動;二次橢圓體即C本身，其內(nèi)料流是顆粒的各自運動;橢圓體內(nèi)產(chǎn)生垂直降落和滾動兩種運動，邊界之外，沒有運動;一次橢圓體以內(nèi)的物料，產(chǎn)生整體流動;一次橢圓體是二次橢圓體的15倍。為了保證原鹽流量基本恒定，要盡量消除原鹽料倉中物料的多少和顆粒的不均對流量的影響，設(shè)計了振動裝置與攪拌裝置，振動裝置是為了保證原鹽料倉中原鹽顆粒的均勻，攪拌裝置是為了保證原鹽流出閘門時受到的壓力基本一致(如圖3)。同時采用定量螺旋輸送機(jī)對原鹽進(jìn)行輸送，螺旋輸送機(jī)的規(guī)格與輸送能力如表2。表2中螺旋直徑按315mm，螺距按315mm，轉(zhuǎn)速按80r/min設(shè)計。
2噴碘裝置
采用定量加碘原理，將生產(chǎn)線物流輸送通過相關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)化為恒定的流量，加碘量大小可以根據(jù)流量適時調(diào)節(jié)，使加碘量與物流流量相匹配，保證生產(chǎn)碘鹽的碘含量。加碘后物料需經(jīng)混合設(shè)備充分混合，達(dá)到碘鹽的碘含量的均勻度。噴碘裝置包括小車、攪拌罐、保溫桶、噴碘組件，攪拌罐、保溫桶、噴碘組件分別安裝在小車上，攪拌罐的排液管與保溫桶的有機(jī)玻璃管相連，保溫桶的回流管、排液管分別與噴碘組件的溢流閥、隔膜式計量泵輸入端相連。攪拌罐安裝在高位，保證了和保溫桶有一個高度差以便溶液能順利轉(zhuǎn)入保溫桶內(nèi)。攪拌罐用來均勻攪拌配對溶液，保溫桶用來給液體加溫保證溶液溫度在40℃左右，噴碘組件主要作用就是定量的將溶液均勻噴灑在鹽上。噴碘裝置(如圖4)給批量鹽進(jìn)行定量加碘，可根據(jù)生產(chǎn)的需要可隨時更改其鹽的含碘量噴碘流量大小，能適應(yīng)不同生產(chǎn)規(guī)模的需要。為了在產(chǎn)能達(dá)到30t/h的前提下，加碘精度達(dá)到21mg/kg～26mg/kg，在設(shè)計上更換了隔膜式計量泵，可以滿足各種嚴(yán)格的工藝流程需要，流量可以在0%～100%范圍內(nèi)無級調(diào)節(jié)。依據(jù)V選定量泵、根據(jù)生產(chǎn)量的大小可以選擇不同規(guī)格的定量泵與噴嘴，保證加碘量的穩(wěn)定性。定量泵進(jìn)口隔膜泵，同種規(guī)格的定量泵也可在一定范圍內(nèi)手動調(diào)節(jié)其沖程長度與吐出流量，達(dá)到調(diào)節(jié)噴碘量的目的，使噴碘量與原鹽輸送量相匹配，保證碘鹽的碘含量;穩(wěn)壓罐可以將定量泵產(chǎn)生的脈沖壓力與流量，轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定線性的壓力與流量，保持系統(tǒng)的穩(wěn)定工作;噴嘴在穩(wěn)定的壓力與流量的情況下，可將碘酸鉀溶液以霧狀均勻的噴灑在原鹽中，有利于后續(xù)的混合均勻。定量泵管路系統(tǒng)由泵護(hù)罩、隔膜式計量泵、泵接頭、支撐角鋼、噴碘穩(wěn)壓罐、壓力表、球閥、電磁閥、噴嘴、接頭和溢流閥組成，在泵護(hù)罩外可調(diào)節(jié)隔膜式計量泵的流量大小也可調(diào)整溢流閥的設(shè)定壓力，通過安裝在泵護(hù)罩外部的壓力表可隨時觀察到整個裝置內(nèi)部的壓力。見圖5、圖6。
3混料部分
為了提高噴碘的精度，采取增加混料時間，為此主要做了兩部分改進(jìn)，一是通過更改后配混料器筒體葉片的角度，延長了混料的時間;二是增加了拋鹽混料的過程。見圖7、圖8。筒體長度3m，葉片共7圈均勻分布，一圈為直邊，一圈為斜邊，直邊主要是起混料的作用，斜邊主要是起輸送的作用。同時，后配混合器的安裝角度也很重要。經(jīng)過后配混合器混合后，為了進(jìn)一步使混合更均勻，增加了拋鹽螺旋混料機(jī)，通過拋鹽片使混合效果更均勻。
在加碘生產(chǎn)線驗收階段，由鹽廠對食鹽含碘量進(jìn)行了檢驗。見表3。此加碘生產(chǎn)線食鹽碘含量通過檢測，加碘精度可以達(dá)到21mg/kg～26mg/kg，可以滿足《食用鹽碘含量》(GB26878—2011)的要求，并在不同地區(qū)銷售。
為了滿足食鹽輸送量30t/h，加碘精度21mg/kg～26mg/kg，公司在設(shè)計上優(yōu)化了定量給料，重新設(shè)計了緩存料倉的大小，通過增加振動裝置與攪拌裝置，使食鹽通過自動閘門流入定量螺旋輸送機(jī)的流量基本恒定，同時改進(jìn)了噴碘裝置，重新計算噴碘流量V，依據(jù)V選定量泵、根據(jù)生產(chǎn)量的大小可以選擇不同規(guī)格的定量泵與噴嘴，保證加碘量的穩(wěn)定性，同時對混料部分進(jìn)行了優(yōu)化，為了使混料效果更均勻，公司重新設(shè)計了后配混料器葉片，并增加了二次混料過程。通過以上改進(jìn)，生產(chǎn)線在滿足生產(chǎn)能力的條件下，加碘精度大大提高，可以達(dá)到《食用鹽碘含量》(GB26878—2011)的要求。（本文作者：萬雄武、樂綜勝、榮亮、程亮、段文武 單位：武漢人天包裝技術(shù)有限公司中南包裝機(jī)械研究所）