tex tbox1文本框中输入上述数据处理程序，再单击“运行程序”标签，可以得到热风干燥实验数据的干燥曲线和干燥速率曲线，如图2所示。同理，在Richtex tbo x1文本框中输入微波干燥实验数据处理程序，可得到相应的曲线图，如图3所示。若在文本框中输入其它相关程序，便可得到相应的数据拟合曲线及结果方程式，且在曲线绘制界面中可以很方便地对图形进行进一步的编辑，而免去冗长的程序输入。
4 结束语
Ma tlab是一款功能强大的应用软件, V B6.0语言与M atlab6.5的联合开发，集中了这两款优秀软件的优点，利用V B强大字符串处理功能及简洁的程序设计过程，克服了Mat-lab自身的一些问题，使之更加完善。因此，利用其开发干燥实验处理系统具有实际意义。
参 考 文 献
1 苏金明，黄国明，刘波.M AT LAB与外部程序接口.北京：电子工业出版社,2004.
2 李兰友.Visual Basic程序设计教程.天津：天津大学出版社,2004.
3 童爱红，侯太平.Vis ual Basic数据库编程.北京：清华大学出版社，北京大学出版社,2004.
(收稿日期:2005-05-16)长城h6报价及图片
mg5报价500t/a金红石型纳米二氧化钛煅烧方案
魏绍东* 王 杏 程 巨
(东华工程科技股份有限公司)(辽宁东大粉体工程技术有限公司)
摘 要 简要介绍了以硫酸法钛白生产的中间产物硫酸氧钛为原料采用均匀沉淀法生产纳米二氧化钛过程中水洗和煅烧所存在的问题，并对工业化生产中采用旋流动态煅烧炉和旋转闪蒸干燥器组合煅烧金红石型纳米二氧化钛的方案作了详细介绍。 关键词 纳米 二氧化钛 均匀沉淀法 煅烧 煅烧炉 干燥器
0 前言
目前，以钛醇盐Ti(O R)4(R为-C2H5,-C3H7,-C4H9等烷基)为原料的溶胶-凝胶法[1]和以硫酸法钛白生产的中间产物硫酸氧钛(TiO SO4)为原料[2]的化学沉淀法是制备纳米二氧化钛(TiO2)最常用的方法。其中，以TiO SO4为原料采用均匀沉淀法制备纳米TiO2，具有工艺简单、产品质量好、易于操作等特点，被认为是一种最具工业化发展前景的纳米TiO2制备方法[3]。 以TiO SO4为原料的均匀沉淀法制备纳米T iO2存在的主要技术问题是:(1)在工艺技术上，硫酸氧钛的水解产物过滤、洗涤较为困难。工业生产中可采用多孔陶瓷膜分离技术或隔膜压滤机对溶液进行洗涤过滤，国内在这方面已有成熟的工
业化经验[4]。(2)将锐钛型T iO2完全转化为金红石型TiO2，必须在较高的温度下通过长时间加热才能完成，这必将导致粒子的团聚或烧结，使产品的分散性变差，影响产品的使用效果。工业生产中除对产品进行表面处理等技术措施来减少颗
*魏绍东，男,1962年生，硕士，高级工程师。合肥市,230024。
粒之间的团聚外，煅烧方式的选择是直接影响产品质量与产品应用的重要因素之一。
1 金红石型纳米TiO2的煅烧原理
均匀沉淀法[5]是利用某一化学反应使溶液中的构晶离子由溶液中缓慢、均匀地释放出来。加入溶液的沉淀剂不立即与沉淀组分发生反应，而是通过溶液中的化学反应使沉淀物在整个反应过程中缓慢生成，避免浓度不均匀现象，使过饱和度控制在适当的范围内，从而控制粒子的生长速度，获得粒度均匀、致密、便于洗涤、纯度高的纳米粒子。以TiO SO4为前驱物，以尿素CO(N H2)2为沉淀剂，制备纳米TiO2的化学反应式为[6]:
CO(N H2)2+3H2O=2N H3H2O+CO2↑TiO SO4+2N H3H2O=TiO(O H)2↓+(N H4)2SO4
T iO(O H)2=TiO2+H2O↑
沉淀物TiO(O H)2经洗涤过滤后，不仅带有大量的水，还带有一定量的硫酸，事实上其化学组分应为TiO2x H2O y SO3。煅烧的目的就是使其在高温下脱水、脱硫，并形成具有一定晶粒(晶型和粒度)指标的纳米TiO2。煅烧过程一般分为干燥、晶粒(晶型和粒度)转变两个主要阶段。
1.1 干燥
在干燥阶段,TiO2x H2O y SO3主要发生脱水和脱硫，这种变化可以用下式表示:
TiO2x H2O y SO3TiO2+x H2O↑+y SO3↑
(1)脱水
主要为湿存水和化合水。湿存水即附着在TiO (O H)2表面或夹带在颗粒间隙里的水。这部分水与TiO(O H)2的结合不牢固，在100～200℃之间即可蒸发掉；化合水即结合在TiO(O H)2分子内部的水，这部分水与TiO(O H)2的结合比较牢固，要在200～300℃之间才能脱掉。
(2)脱硫
在生成的TiO(O H)2浆料中，含有的硫酸大部分为游离酸，通过水洗即可除去。但是占TiO(O H)2滤饼总量7%～8%的硫酸，以SO3的形式与TiO(O H)2结合得很牢固，由于TiO(O H)2形成的条件和夹带的杂质不同，它所含的硫酸要在500～800℃之间才能分解成SO3和SO2气体而脱去。
1.2 晶粒转变
金红石型纳米TiO2的相结构是热力学稳定相，而锐钛型则属于亚稳相，锐钛型经过一定温度的热处理可发生结构相变，转变为金红石型，这就是通常所说的“锐钛型(Anatase)→金红石型(Rutile)”的相变，简称为“A→R相变”。
一般说来，在200℃以下热处理主要是一个脱水过程,200℃以上则是一个晶型转变[7]及晶粒生长[8]的过程。纳米TiO2的煅烧过程中，约在550℃就开始了A →R相变，通常相变温度范围在550～800℃。当温度高于550℃时，伴随着由锐钛型向金红石型转化,T iO2的粒径也会迅速长大[9]。
2 常用的干燥方式
实验室制备纳米TiO2，一般先将其滤饼烘干，然后再进马弗炉高温烧结。工业生产中，常用的干燥设备为桨叶-微粉二级组合干燥器[10]、喷雾干燥器[11]和转筒干燥器等。桨叶-微粉二级组合干燥所生成的纳米T iO2为无定型型，喷雾干燥所生成的TiO2为混晶型。因此，要得到金红石型纳米T iO2，高温煅烧是必须的。高温煅烧最常用的设备是转筒干燥器。转筒干燥器的主体是略带倾斜(也有水平的)并能回转的圆筒体，湿物料由其一端加入，经过圆筒内部时，与通入筒内的热风或加热壁面有效地接触而被干燥。转筒干燥器是一种既受高温加热又兼输送的设备。转筒干燥器与其他干燥设备相比，具有生产能力大、可连续操作、结构简单、操作方便、故障少、维修费用低、适用范围广、阻力小等特
点，在食品、化工、冶金、建材等行业都有广泛的应用。
然而，煅烧纳米TiO2转筒干燥器并不是理想的设备，因为它不能为被加热物料提供良好的传热条件。转筒干燥器热传递基本上是靠窑内热气流来加热暴露的料面以及靠热窑壁加热紧贴窑壁的物料，而在这两部分物料之间的物料却不能直接与热气流或窑壁接触，因此即使在同一截面上，物料的温度也是不均匀的。另外，煅烧过程中，随着温度的升高，物料逐渐被粉碎成粉状，其粗细很不均匀，再加上料层又相当厚，要使物料烧透，热气流的温度需高出煅烧温度很多，结果当大颗粒烧透时，小颗粒已经烧过头，因此产物往往是烧不透和烧过头的物料的混合物，造成粉体粒子的粒度分布不均，而且部分物料发生烧结也难以避免。
3旋流动态煅烧炉与旋转闪蒸干燥器组合煅烧
采用旋流动态煅烧炉[12]与旋转闪蒸干燥器组合煅烧纳米TiO2。膏状滤饼物料进入旋转闪蒸干燥器主机后利用煅烧尾气余热加热，物料在热风与机械分散力作用下，瞬间干燥成粉状。闪蒸干燥器具有干燥、分散、
分级功能。加热后的粉状物料进入旋流动态煅烧炉与热气体混合，物料在沸腾床内处于高度湍动状态，并快
速传质传热完成瞬间煅烧过程。在煅烧过程中，气流几乎能与每个颗粒表面接触，因此传质、传热效率大为提高，产品纯度、分解率、活性、表观、均度等同传统煅烧方式相比显著提高。旋流动态煅烧炉具有以下特点：针对金红石型TiO 2特性，合理设置快速脱硫氧化分解段，适时保温还原段；充分利用能源，物料受热均匀，煅烧时间短，连续工作，温度可控；负压操作，密闭性好，无粉尘外泄，无污染，产品回收率高；粉体比表面积大、活性高，氧化分解彻底，无过烧现象，质量稳定；劳动强度低，环境达标。
宝马x3报价及图片 旋流动态煅烧炉可采用天然气、煤气、液化气或柴
油为供热燃料，选用国外进口自动燃烧机进行充分雾化燃烧，直火供热，使炉内达到煅烧温度。计量加料器将粉体物料送至炉内与产生的高温气体进行气固混合，快速传质传热并旋转上升,8～10s 即完成氧化分解煅烧；然后气固混合体进入换热器降温，再进入两级旋风分离器进行气固分离；气固分离后粉体进入保温还原段料仓，经过20～30min 保温还原后产品连续排出。其煅烧尾气(余热利用)再进入闪蒸干燥器，对含湿物料进行脱水干燥，干燥所得的粉体经旋风分离器及脉冲布袋除尘器气固分离，净化后的尾气由高压引风机排出，干燥后的粉体进入煅烧炉加料器。其组合系统工艺流程见图1
。
图1 旋流动态煅烧炉-闪蒸干燥器组合煅烧流程
4 煅烧条件及要求
4.1 供热燃料
旋流动态煅烧炉可采用天然气、煤气、液化气、柴油或重油为供热燃料，常用的有以下三种: (1)液化气(液化气热值92114k J/Nm 3); (2)城市煤气(煤气热值16748k J /Nm 3); (3)天然气(天然气热值35799k J/Nm 3)。4.2 干燥纳米TiO 2滤饼条件及要求 (1)供热：利用煅烧尾气余热; (2)滤饼含水:40%; (3)干燥温度:450～500℃。4.3 煅烧纳米TiO 2条件及要求 (1)粉体物料含水:<0.3%～1%;
(2)煅烧温度:800～1000℃(温度可调); (3)成品粒度:≤2～3μm (松散性团聚粒度); (4)产品无污染，白度≥95;
(5)产品回收率:
(a )一级旋风分离器产品收率≥90%，二级旋风分离器产品收率≥85%;
(b )脉冲布袋除尘器产品回收率≥99.9%。
4.4 旋流动态煅烧炉的生产能力及能耗
(1)煅烧成品产量:≥70kg /h 。 (2)各种燃料耗量: (a )液化气: 3.8～ 4.5N m 3/h ; (b)城市煤气:21～25N m 3/h; (c)天然气:
9.8～11.7Nm 3/h 。
(3)装机功率:45.15kW 。 (4)系统设备占地面积：长18～20m，宽 3.5～
4m，高约10m 。 (5)供热温度: 燃烧室:
1200～1100℃;
煅烧投料口:1000～900℃; 煅烧出料口:
800～700℃;
一汽红旗轿车 气液换热器出口:450～500℃; 闪蒸干燥器进口:
450～500℃;
闪蒸干燥器出口:～100℃。 以上温度根据需要可进行调整。
5 系统设备配套选型
系统设备高温燃烧室及煅烧炉的工作温度在1200℃～1000℃之间，采用耐火材料砌筑；温度在900～800℃之间的设备采用Cr25Ni20耐高温不锈钢；温度低于600℃的设备采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造。
(1)煅烧加料器：采用螺旋定量给料，配0.3t料斗，转速可调，采用1Cr18Ni9Ti不锈钢制造。
(2)供热：采用天然气、煤气或液化气，选用国外进口自动燃烧机BGN-PW型，充分雾化燃烧，直火供热，耗气量可调，燃烧机设置行程架。
(3)燃烧室：内衬采用高温耐火材料砌筑，使用温度<1400℃，外壳加保温层，外壳表面温度≤80℃，设置二次助燃风口和调风阀，以及测温装置、观察孔。
(4)旋流动态煅烧炉(30型)：内衬采用Cr25Ni20耐高温不锈钢，使用温度≤1000℃；设置投料口，投料口处设置测温装置、观察孔；外壳加保温层，外壳表面温度≤80℃，高度8.5～9m。该段为脱湿存水、脱硫、氧化、分解、煅烧工作段。
levc (5)气液换热器:U型，采用1Cr18Ni9Ti制造。出口设置测温装置，管道夹套式，配冷却风机，换出的热风补给燃烧室作二次风用。
(6)煅烧用旋风分离器：采用扩散式CL K30～25型,2台，串联使用，材质为1Cr18Ni9Ti。粉体回收率：一级≥90%，二级≥85%。设电动排料阀，下部联接保温段。
(7)闪蒸干燥器主机(45型)：利用煅烧尾气余热为热源，进口风温450～500℃，出口风温100℃。主机内设置分散装置，利用不同角度的快速旋转叶片对湿料进行瞬间剪切分散。底部采用V形曲面，使强热气流沿V形曲面环隙旋转向上，以防止物料在室底沉积，加快物料分散速度。干燥段内上部设置粒度分级环，使其粉体达到出料要求。中部设置观察孔，底部设置排渣清洗孔，外壳加保温层，接触物料部分用1Cr18N i9Ti 制造。
(8)干燥用旋风分离器：采用扩散式CLK300型，材质为1Cr18Ni9Ti，粉体回收率≥90%，下设电动排料阀，下部联接煅烧加料器。
(9)脉冲布袋除尘器：采用低压脉冲分室喷吹布袋除尘器，内衬不锈钢，过滤面积84m2，处理风量2500～4000m3/h，过滤风速0.5～0.8m/min，滤料采用覆膜针刺毡500g/m2，耐温200℃，粉体回收率≥99.9%，喷吹时间可调。设电动螺旋排料，下部联接煅烧加料器。
(10)干燥加料器：采用无轴螺旋给料，该机是专为高粘性物料的输送设计的，以解决粘性物料输送难的问题，可定量稳定送料，转速可调。接触物料部分用1Cr18N i9Ti制造。
(11)高压引风机：型号9-26-5.6A,22kW，风量6612m3/h，全压7546Pa，设置调风阀，按国家标准设计制造。
(12)电控操作台：设置各段进出口温度数显仪表和脉冲控制仪、调速仪，系统集中操作。
6 结语
旋流动态煅烧炉技术经过对冰晶石、高岭土、氧化锌、氧化镁、氧化镍及氧化钴粉体的工业生产实践，现已取得了成功的经验，使该技术更趋完善成熟。旋流动态煅烧炉和旋转闪蒸干燥器组合煅烧在国内纳米TiO2的生产中尚无成熟的经验，虽然其应用原理在理论上是可行的，但在实际工业生产中还须根据物料的特性及不同技术要求进行系统专业化合理设计。
参 考 文 献
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Ⅲ)
福克斯2013款两厢 2 魏绍东.以硫酸氧钛为原料制备纳米TiO2技术的研究进展.钛白,2004,23(9):11～19
3 魏绍东.纳米二氧化钛的制备技术与工业化生产.科学研究月刊,2004(11):65～66
4 魏绍东，张铃娟.谈纳米二氧化钛溶胶的生产.钛白, 2004,23(6):27～28
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11 高濂，郑珊，张青红.纳米氧化钛光催化材料及其应用.
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12 中国专利:ZL97204646
(收稿日期:2004-12-29)
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