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喷雾干燥
喷雾干燥是将原料液用雾化器分散成雾滴,并用热空气(或其它气体)与雾滴直接接触的方式而获得粉粒状产品的一种干燥过程。原料液可以是溶液、乳浊液或悬浮液,也可以是熔融液或膏状物。干燥产品可根据需要,制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状。降压散
图1-1是一个典型的喷雾干燥系统流程图。如图所示,原料液有贮料罐1经过滤器2由泵3输送到11喷雾干燥器顶部的5雾化器雾化为雾滴。新鲜空气由8鼓风机经过7过滤器、6空气加热器及空气分布器送入喷雾干燥器的顶部,与雾滴接触、混合,进行传热和传质,即进行干燥。干燥后的产品由塔底引出。夹带细粉尘的废气经10旋风分离器由9引风机排入大气。
在线管理系统喷雾干燥可分为三个基本过程阶段:料液雾化为雾滴;雾滴和干燥介质接触、混合及流动,即进行干燥;干燥产品与空气分离。
(1)喷雾干燥的第一阶段——料液的雾化
料液雾化为雾滴和雾滴与热空气的接触、混合是喷雾干燥独有的特征。雾化的目的在于将料液分散为微细的雾滴,具有很大的表面积,雾滴的大小和均匀程度对产品质量和技术经济指标影响很大,特别是对热敏性物料的干燥尤为重要。如果喷出的雾滴大小不均匀,就会出现大颗粒还没达到干燥要求,而小颗粒却已干燥过度而变质。因此,料液雾化所用的雾化器是喷雾干燥的关键部件。目前常用的雾化器可作如表1-1所示的分类。常用的雾化器有气流式、压力式和旋转式。
气流式喷雾器在医药、染料、塑料工业使用较广泛。喷雾器的孔径一般都较大,除适应溶液以外,还含有大颗粒的浆糊状物料和较粘稠的物料也能顺利雾化。通过压缩空气在雾化器内产生高速气流,使气流同物料之间,料液和料液之间产生摩擦而被雾化。大型的气流式喷雾干燥塔内也装有多个雾化器,最多可以装24个。常用的气流式雾化器有二流、三流两种形式,根据物料的粘度和产品的粒度要求又可分为内混(料液与高速气流在雾化器内混合)、外混(料液与高速气流在雾化器外混合)两种操作形式。三气流式雾化器的缺点是能耗较高,大型雾化器的产品粒度分布宽。三流式雾化器的产品粒度较细、适应物料的粘度也相应较高,同时消耗的能量也比二流雾化器高一些。
压力式喷雾干燥器是通过高压设备给料液加压后通过雾化器雾化,其压力一般在2~20MPa。这种结构在食品、轻工业、染料行业使用最多。可以在一塔内安装多个雾化器,最大处理量能够达到2000kg/h。它对料液的要求较高,在进雾化器前必须进行过滤,以防杂质堵塞雾化器。在常用的三种雾化器中,这种结构较紧凑,生产能力大,耗能量最少,而且改变内部元件能改变不同的雾炬形状。调节雾化压力能调整产品粒度,主要缺点是在一定的雾化压力下喷雾量不能在线调节。
离心式雾化器主要利用高速旋转轴产生很大的离心力,使料液被甩出去而分散雾化,在食品、染料、化肥工业中使用较多。使用离心雾化器有两个主要目的,一个是以干燥为主,这类雾化器是高速旋转轴和不同结构的圆盘组成,工业生产用的离心式雾化器最高转速为7000~30000r/min,线速度为100~300m/s。另一类主要以造粒为主,辅以干燥过程,主要用在化肥工业中,转速多数在300~500r/
min。离心式雾化器的特点是可以处理较粘稠,料液内含有颗粒的物料,特点是雾化均匀,不易堵雾化器,能量消耗高于压力式而低于气流式。缺点是结构复杂,雾化器在高温区工作,维修量较大,雾化器产生水平雾焰,需要较大的设备半径。
(2)喷雾干燥的第二阶段——雾滴和空气的接触(混合、流动、干燥)
雾滴与空气的接触、混合及流动是同时进行的传热传质过程,即干燥过程。此过程在干燥塔内进行。雾滴的接触方式,混合与流动状态决定于热风分布器的结构型式、雾化器在塔内的安装位置及废气排放方式等。
在干燥塔内,雾滴-空气有并流、逆流及混合流。雾滴与空气的接触方式不同,对干燥塔内的温度分布、雾滴(或颗粒)的运动轨迹、颗粒在干燥塔中的停留时间及产品性质等均有很大影响。
雾滴的干燥过程也经历着恒速和降速阶段。研究雾滴的运动及干燥过程,主要是确定干燥时间和干燥塔的主要尺寸。
(3)喷雾干燥的第三个阶段——干燥产品与空气分离(通常称为气-固分离)
喷雾干燥的产品大多数都采用塔底出料,部分细粉夹带在排放的废气中,这些细粉在排放前必须收集下来,以提高产品收率,降低生产成本;排放的废气必须符合环境保护的排放标准,以防止环境污染。
功率测量
喷雾干燥通常采用的气-固分离方法,可有下列几种组合方式。
A.只用旋风分离器一级分离后排放,图1-1所示。
缘114B.采用旋风分离器和布袋过滤器二级气固分离后排放,图1-2所示。通常采用此法。染酸
C.采用旋风分离器和湿法除尘(文丘里洗涤器)二级气固分离方法,图1-3所示
D.只采用布袋过滤一级分离方法,图1-4所示。年产5000t白炭黑的喷雾干燥就采用此流程。
氧气袋E.采用静电除尘技术,进行一级气-固分离,图1-5所示。

本文发布于:2024-09-24 11:27:09,感谢您对本站的认可!

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