一、喷雾干燥系统组成
喷雾干燥系统的组成:
根据不同的物料或不同的产品要求,所设计出的
喷雾干燥系统也有差别,但构成喷雾干燥系统的几个主要基本单元不变,其中的几个主要系统是不可缺少的。
(1)供料系统 供料系统是将料液顺利输送到雾化器中,并能保证其正常雾化,根据所采用雾化器形式和物料性质不同,供料的方式也不同,常用的供料泵有螺杆泵、计量泵、隔膜泵等,对于气流式雾化器,在供料的同时还要提供压缩空气以满足料液雾化所需要的能量,除供料泵外还要配备空气压缩机。
(2)供热系统 供热系统是给干燥提供足够的热量,以空气为载热体输送到干燥器内,供热系统形式的选定也与多方面因素有关,其中最主要因素还是料液的性质和产品的需要,供热设备主要有直接供热和间接换热两种形式。风机也是这个系统的一部分。
(3)雾化系统 雾化系统是整个干燥系统的核心,雾化系统中的雾化器是干燥专家们从理论到结构研究最多的内容,目前常用的主要有三种基本形式:离心式——以机械高速旋转产生的离心力为主要的雾化动力;压力式——以供料泵产生的高压为主要雾化动力,由压力能转变成动能;气流式——以高速气流产生的动能为主要雾化动力,三种雾化器对料液的适应性不同产品的粒度也有一定的差异。 (4)干燥系统 干燥系统是各种不同形式的干燥器,干燥器的形式在一定程度上取决于雾化器的形式,也是喷雾干燥设计中的主要内容。
(5)气固分离系统 雾滴被干燥除去水分(应该说是绝大部分水分)后形成了粉粒状产品,有一部分在干燥塔底部与气体分离排出干燥器(塔底出料式),另有一部分随尾气进入气固分离系统需要进一步分离,气固分离主要有干式分离和湿式分离两类。
二、喷雾干燥系统的类型
喷雾干燥系统的类型:
▲开式
喷雾干燥系统流程如图2-4所示,热空气在系统中只通过一次,不再循环使用,这种流程主要适用于尾气中湿含量较高、挥发物无毒、无臭味、排入大气后不能造成任何污染的场合。 因喷雾干燥中绝大多数的挥发成分是水,所以这种流程也是最常采用的方案。空气由风机作用经过换热升温后进入干燥器,干燥后与蒸发的水蒸气和粉状产品一起进入除尘系统,进行气固分离,然后高湿低温气体排入大气。这种系统的优点是流程简单,设备投资小、运转费用低。缺点是空气量消耗比较大,能源浪费较多,对于进口温度为180℃左右的系统,尾气中带走的热量约占总热量消耗的33%左右。
▲自惰式喷雾干燥系统流程如图2-7,有许多物质干燥过程是回避氧气的,有些易燃易爆物质对气体中氧气含量都有严格限制,还有些物料在干燥时接触氧气易氧化变质。自惰式系统就是通过燃烧,将空气中的大部分氧气消耗掉,剩下的氮气或二氧化碳等惰性气体,形成了惰性气体的循环干燥系统,自情喷雾干燥系统必须是直燃式加热。
▲半封闭式喷雾干燥系统流程如图2-6所示,它的特点是尾气部分循环,再补充部分新鲜空气。部分循环是利用部分尾气中带出湿分,再补充新鲜空气以降低热空气的相对湿度,增加传质的推动力,使空气有更多的纳湿能力。当尾气中湿度很高时,它已经不能作为干燥的载湿体,但混入部分空气后,使气体中的湿含量降低,又重新恢复了空气的载湿能力。如果是直接加热系统,可将部分尾气作为助燃气体,尾气中的有毒物质或易污染粉末通过燃烧除掉,再进入干燥器。
▲闭式喷雾干燥系统也称封闭循环式喷雾干燥系统,流程如图2-5所示,它的特点是系统组成一个封闭的循环回路,载热体可以循环使用。对于挥发物是有机化学溶剂、有毒或逸出后能对人身、环境造成危害物料的干燥,料液中含有的有机溶剂或产品是易氧化、易燃、易爆的物料,一般情况下,需用这种流程的物料都是不能接触氧气的,所以载热体大多使用惰性气体(如氮气、二氧化碳等)。从干燥器排出的尾气,经过气固分离后还要经过冷凝器回收溶剂或去除湿分,再经加热器升温后进入干燥器进行循环使用。这类干燥器在系统中要增加制冷设备,运转费用较高,对设备的气密性要求较高,干燥器内以常压或微正压为主,以防止空气进入系统。
三、喷雾干燥系统应用
自惰式
喷雾干燥系统:有许多物质干燥过程是回避氧气的,有些易燃易爆物质对气体中氧气含量都有严格限制,还有些物料在干燥时接触氧气易氧化变质。自惰式系统就是通过燃烧,将空气中的大部分氧气消耗掉,剩下的氮气或二氧化碳等惰性气体,形成了惰性气体的循环干燥系统,自情
喷雾干燥系统必须是直燃式加热。
压力喷雾干燥系统:系统是将料液压入位于塔体顶部的喷嘴雾化成微小雾滴。同塔顶热风平行而下完成干燥。该机具有收尘率高,无粘壁、节能高效等特点,特别适用于热敏性物料干燥。广泛应用于食品、染料、中间体等行业。
喷雾干燥系统应用主要适用于流体热敏性物料的喷雾干燥。如奶粉、豆奶粉、蛋粉、果汁粉、淀粉糖粉、蛋白粉、调味粉等,同时它也适用于医药、染料、洗涤剂、化工等行业。
四、RAINBOW喷雾干燥系统
SITI公司开发了一种新型
喷雾干燥系统,该系统可以同步喷雾干燥
多彩坯用泥浆,同时还配有造粒和加压系统。应用这种新型
喷雾干燥系统能够在喷
雾干燥口获得彩色粉末混合物(可达三种颜色),该混合物成份与配方完全一致,
配方受设备监控系统控制。
这种能够同步干燥多种不同彩色坯用泥浆的先进的连续喷雾干燥系统,其喷雾
干燥工艺过程是基于一种新型混合、比例分配系统而设计的,该系统对整个工艺过
程,产品参数实现了全自动和连续监控。
监控系统可以自动控制并调节不同管路的流量和压力以及喷口的开关,这就使
泥浆与颜料之间以及添加颜料之后的坯用泥浆之间保持了一种恒定的比率。从而生
产出多种色彩的喷雾干粉混合物,还有监控系统监控调节
喷雾干燥器内温度和压力
以及干燥器内粉末的湿度,同时这种系统还控制产量及配方。
例如,系统会显示出每一个喷嘴的总的工作时间,需要替换时,它会向操作人
员发出警报。
这种新工艺技术取代了以前一次只能干燥一种颜色泥浆的彩色坯用泥浆制备技
术,,从而减少了粉末和坯用泥浆的储存量。
这种新型SITI喷雾干燥器蒸发水量从1000升/小时到18000升/小时不等,不但
操作性能优异,而且降低了投资成本,减少了因人为过失和机械故障等造成的原料
浪费。并简化了工艺过程操作管理。