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喷雾干燥工艺流程,喷雾干燥的原理

发表时间:2021-01-14 14:45:56      点击次数:6746

喷雾干燥一般可以分为四个阶段:

(1)泥浆雾化成雾滴

(2)雾滴与空气接触(混合和流动)

(3)雾滴干燥(水分蒸发)

(4)干燥产品与空气分离

其中*重要的是雾化与干燥,直接影响产品质量。

泥浆的雾化

泥浆雾化即将泥浆分散为微细的雾滴。雾滴的平均直径约为150~350μm,按粉料的不同用途,确定雾滴大小。雾滴大小和均匀度对产品的质量影响很大,其中的雾化器是关键部件,将在后面**讨论。

雾化的雾滴很细小,它的比表面积大,与热空气接触时,极易发生传质和传热,使雾滴迅速汽化干燥。

雾滴与空气混合

雾滴与热空气混合,取决于热空气入口和雾化器的相对位置,雾滴与热空气的接触方式分为:(1)并流式,分为向下并流、向上并流和水平并流;(2)逆流式;(3)混流式。

并流运动

热空气与雾滴在塔内以相同方向运动,*热空气先与含水**的雾滴接触,水分迅速蒸发,空气温度迅速降低。整个过程,物料温度不高,因而对热敏性物料干燥有利。由于水份蒸发迅速,雾滴容易膨胀甚至破碎,所得粉料多为非球形的多孔颗粒,粉料容重低。

逆流运动

热空气与雾滴的运动方向相反,由于热空气向上,雾滴向下,延缓了颗粒和雾滴的下降速度,在干燥室内停留时间长,有利于干燥。此方式只适用于非热敏性材料。

混流运动

这种方式既有并流,又有逆流的运动,适合生产流动性好的粗粉,即陶瓷厂**使用的喷雾干燥塔类型。

混流有两种情况:

(1)喷嘴安装在干燥塔底部,热风从顶部进入。雾滴先作逆流运动,到达**点后下降,作并流运动。

(2)喷嘴安装在塔的中部,物料向上喷雾,与塔顶进入的高温空气接触,使水分迅速蒸发。这种方式热效率高。雾滴先逆流运动,干燥到一定程度后,又与已经大幅降温的热空气向下并流,干燥的物料和已经降低到出口温度的空气接触,避免了物料的过热变质。

 

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适用于热敏性原料,陶瓷企业就是使用这种干燥塔。

雾滴的干燥,与坯体的干燥原理相似,分为两个过程:恒速(**阶段)和降速(第二阶段)。雾滴一遇到热空气,雾滴中的水即汽化进入到空气中。

(1)恒速阶段:雾滴中有足够的水分,可以保持表面的湿润状态,蒸发恒速进行。

(2)降速阶段:当雾滴水分不能保持表面的湿润状态,即到达临界点后,雾滴表面形成干壳。干壳的厚度随着时间而增加,蒸发速率也逐渐降低。

(3)干燥时间。雾滴干燥所需的时间,决定了喷雾干燥塔的高度。对于固定的喷雾干燥塔,干燥时间还与产品的组成有关。要对不同的产品,进行不同的操作。例如,微粉砖坯体的底料、面料成分不同,制粉操作时应有所区别。

(4)喷雾干燥过程

雾化器的种类和特点

雾化器是喷雾干燥塔的核心,有以下三种类型:

气流式雾化器、旋转式雾化器和压力式雾化器。目前陶瓷行业**使用的是压力式雾化器。

1气流式雾化器

用压缩空气以很高的速度(300m/s或更高)从喷嘴喷出,利用气液二相的速度差产生的摩擦力,使液滴分裂为雾滴。雾滴大小取决于相对速度和料液的粘度。料雾的分散度取决于气体的喷射速度、料液的物理性质、雾化器的几何尺寸、气液量之比。陶瓷厂辊道窑的烧油喷嘴即是一种气流式雾化器。

2旋转式雾化器

料液从中心输入到高速旋转(圆周速度达90~140m/s)的转轮或转盘,然后在轮或盘的表面加速流向边缘,在离开边缘时分散成由微细的雾滴组成的料雾。甩釉机就是一种旋转式雾化器。

特点:可以通过控制轮的转速调节颗粒的大小。平均粒度与进料速度、料液粘度成正比,与转轮速度和转轮半径成反比。

3压力式雾化器

料浆用泵以较高压力沿切线槽进入旋流室,在旋流室内,料浆高速旋转,形成近似的自由涡流。在压力作用下,料液从小孔喷出,形成锥形料雾。

由于压力式雾化器中,料浆的压力达到2MPa以上,很容量磨损喷嘴材料,尤其是喷嘴孔板,因此,喷嘴孔板一般采用硬质合金。


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