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喷雾干燥器的生产流程及喷雾方式

    喷雾干燥器是干燥领域发展最快、应用范围最广的一种形式,适用于溶液、乳浊液和可泵送的的悬浮液等液体原料生成粉状、颗粒状或块状固体产品。被干燥物料热敏性、粘度、流动性等不同的干燥特性,和产品的颗粒大小、粒度分布、残留水份含量、堆积密度、颗粒形状等不同的质量要求,决定了采用不同的雾化器、气流运动方式和干燥室的结构形式。喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后,在与热空气的接触中,水分迅速汽化,即得到干燥产品。该法能直接使溶液、乳浊液干燥成粉状或颗粒状制品,可省去蒸发、粉碎等工序。
  喷雾干燥器是使液态物料经过喷嘴雾化成微细的雾状液滴,在干燥塔内与热介质接触,被干燥成为粉料的热力过程。进料可以是溶液、悬浮液或糊状物,雾化可以通过旋转式雾化器、压力式雾化喷嘴和气流式雾化喷嘴实现,操作条件和干燥设备的设计可根据产品所需的干燥特性和粉粒的规格选择。
  喷雾干燥器也有许多分类方法,如按气液流向分有并流式(顺流式)、逆流式和混流式;按雾化器的安装方式分有上喷下式、下喷上式;按系统分有开放式,部分循环式和密闭式等等。众所周知,喷雾干燥的雾分器有多种,但按其雾化基理,雾化器分为离心式、压力式和气流式三种。习惯上,人们对喷雾干燥器按雾化方式进行分类,也就是按雾化器的结构分类。将喷雾干燥分为转盘式(离心式)、压力式(机械式)、气流式等三种型式。大量使用喷雾干燥器是近二十年的事,我国最早工业化的应是气流式喷雾干燥器。但随着离心式、压力式喷雾干燥器的成功开发,气流式喷雾干燥器能量消耗大的缺点就显现出来(雾化器消耗的能量是另两种的4~8倍)。最近几年,这种机型在大工业生产中逐渐被其它两种机型所取代,但由于制药行业的特殊需要仍在使用。离心式喷雾干燥器的高速雾化器是关键设备,放大问题具有很高的技术要求,我国目前不但具备生产气流、机械及机电一体的离心雾化器的能力,而且可以达到每小时处理量45t水。在杭州、西宁、无锡、靖江等地有专业的雾化器制造厂。目前离心式喷雾干燥器从每小时处理量几千克到几十吨已经形成了系列化机型。生产制造技术基本成熟。压力式喷雾干燥器所得产品为微粒状,在合成洗涤剂、染料、水处理剂等方面都有大量应用。目前,我国自行设计制造的压力式喷雾干燥器直径可达8m,总高达50多米,蒸发能力达每小时几吨水之多。
  喷雾干燥器是处理溶液、悬浮液或泥浆状物料的干燥设备。它是用喷雾的方法,使物料成为雾滴分散在热空气中,物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式互相接触,使水分迅速蒸发,达到干燥目的。采用这种干燥方法,可以省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作,可以获得30~500μm的粒状产品。而干燥时间极短,一般干燥时间为5~30s。适用于高热敏性物料和料液浓缩过程中易分散的物料的干燥,产品流动性和速溶性好。
  喷雾干燥器中气固两相接触表面积大,但是气固两相呈稀相流动,故容积传热系数小,一般为20~100kcal/m3•h•℃,热空气进口温度在并流操作时为250~500℃,逆流操作时为200~300℃。工业规模的喷雾干燥器,热效率一般为30~50%。国外带有废热回收的喷雾干燥,热效率可达到70%,但这种设备只有在大于100kg(水)/h的生产能力时才有经济意义。
  喷雾干燥的基本流程如下,料液通过雾化器,喷成雾滴分散在热气流中。空气经鼓风机送入空气加热器加热,然后进入喷雾干燥器,与雾滴接触干燥。产品部分落入塔底,部分由一级引风机吸入一级旋风分离器,经分离后,将尾气放空。塔底的产品和旋风分离器收集的产品,由二级抽风机抽出,经二级旋风分离器分离后包装。
  喷雾干燥的产品为细粒子,为了适应环境保护的要求,喷雾干燥系统只用旋风分离器分离产品、净化尾气还是不够的,一般还要用袋式除尘器净化。使尾气中的含尘量低于50mg/Nm3气体,或用湿式洗涤器,可将尾气含尘量降到15~35mg/Nm3气体。

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