噴霧干燥生產(chǎn)流程及技術(shù)要點(diǎn)
作者：admin 發(fā)布日期：2017/2/8 關(guān)注次數(shù)：
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噴霧干燥是通過(guò)將泥漿噴灑成霧狀細(xì)滴，并立即和熱氣接觸，使霧滴中的水分能在很短時(shí)間內(nèi)(幾秒至十幾秒)蒸發(fā)，從而得到干燥粉料的方法。
一、噴霧干燥過(guò)程工序組成
泥漿的噴霧干燥過(guò)程主要由如下幾個(gè)工序組成：
1、泥漿的制備與輸送
2、熱源的發(fā)生與熱氣流的供給
3、霧化與干燥
4、干粉收集與廢氣分離。
它采用以噴霧干燥塔為主體，并附有泵、排風(fēng)機(jī)與收集細(xì)粉的旋風(fēng)分離器等設(shè)備構(gòu)成的機(jī)組來(lái)完成整個(gè)過(guò)程(如下圖所示)。
二、噴霧干燥的操作要點(diǎn)及說(shuō)明
1、泥漿的制備與輸送 操作時(shí)，泥漿由泵壓人干燥塔的雰化器中，霧化器將泥漿霧化成細(xì)滴，然后被通入干燥塔內(nèi)的熱空氣（400~500℃）干燥脫水，獲得的仍然含有一定水分的固體顆粒進(jìn)入干燥塔的底部，從出口處卸出，而帶有微粉及水蒸氣的空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器收集微粉后從排風(fēng)機(jī)排出。
2、熱源的發(fā)生與熱氣流的供給 干燥設(shè)備的熱源常為油、煤氣、煤炭燃燒后的熱空氣。因陶瓷泥漿不是熱敏性材料，為提高干燥塔的熱效率，熱氣進(jìn)入塔內(nèi)的溫度應(yīng)可達(dá)400～500℃。由于直接燃燒的煙氣溫度高達(dá)1000℃以上，所以需混合部分冷氣來(lái)降低熱空氣的進(jìn)塔溫度。
3、霧化與干燥方式及選擇依據(jù)
噴霧干燥法依造霧方法可以分為壓力法、氣流法和離心法三種；而每一種依熱空氣和物料流動(dòng)形式又可分成逆流式與順流式兩大類(lèi)。
目前陶瓷工業(yè)采用較多的是壓力混合流法(霧化器為噴嘴)和離心順流法(霧化器為離心回轉(zhuǎn)盤(pán))兩種，前者熱能利用率高，噴嘴霧化器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆換容易，但噴嘴的直徑小，易磨損和堵塞。然而，離心式噴霧盤(pán)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工要求嚴(yán)格，維修困難，但在連續(xù)操作時(shí)的可靠性高，不易磨損和堵塞。
確定霧化方式時(shí)應(yīng)從干粉質(zhì)量要求、操作的靈活性、設(shè)備維護(hù)和加工的要求、成本等方面全面考慮。當(dāng)壓制尺寸較大、坯體較厚和采用高速壓機(jī)壓制時(shí)，希望粉料容易排出空氣和填滿(mǎn)裝腔，要求粉料的粒徑稍粗些，顆粒尺寸分布范圍寬些，堆積密度大些。選用壓力霧化易于滿(mǎn)足這些要求。若對(duì)粉料的顆粒大小及分布要求不嚴(yán)(如用噴霧粉料和泥漿調(diào)制成可塑泥料)，則可優(yōu)先考慮離心噴霧工藝，因?yàn)樵摴に嚨倪m應(yīng)性強(qiáng)，即使泥漿性能和進(jìn)漿量發(fā)生變化也仍能產(chǎn)生良好的霧化效果。
4、干粉收集與廢氣分離。從廢氣中對(duì)細(xì)粉回收的效果將直接影響噴霧干燥的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。陶瓷泥漿噴霧干燥后廢氣溫度高達(dá)45~90℃，一般采用旋風(fēng)分離器作分離設(shè)備，而不用袋式過(guò)濾器。
三、噴霧干燥的操作條件
影響干粉性能(水分、細(xì)度)和干燥效率的主要因素如下：
1、 泥漿性能、濃度和進(jìn)漿量。
泥漿含水量過(guò)高時(shí)，燃料消耗量大，不經(jīng)濟(jì)；泥漿含水量過(guò)低時(shí)，泥漿又不易霧化。對(duì)含50%黏土的漿料而言，其含水量一般為35%～50%。此外、噴霧干燥工藝要求采用流動(dòng)性好又無(wú)觸變性的濃泥漿。為此，可采用與原科特性相適應(yīng)的泥漿稀釋劑來(lái)解決泥漿性能問(wèn)題。常用的泥漿稀釋劑有碳酸鈉、單寧酸鈉、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽、羧甲基纖維素等。
2、 工作氣體溫度和廢氣溫度。
熱氣進(jìn)入干燥塔的溫度首先取決于泥漿的組成和性質(zhì)。要求泥漿中的成分不致因干燥而發(fā)生變化，也不能因溫度過(guò)高，使干燥速度太快。因?yàn)檫@樣，物料的表面容易形成一層硬殼而內(nèi)部卻仍然是濕的。硬殼將阻礙霧滴收縮，使內(nèi)部水分蒸發(fā)后留下的空隙無(wú)法減少，因而粉料體積密度較低。因此，熱氣進(jìn)塔時(shí)的溫度不能太高。
干燥釉面磚、耐酸磚坯料泥漿的熱氣溫度以450～480℃為宜。不過(guò)，進(jìn)塔熱氣的溫度也不宜偏低，否則達(dá)不到好的干燥效果。
排出的廢氣溫度也是噴霧干燥的重要參數(shù)，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到粉料的水分。在進(jìn)氣溫度、塔內(nèi)壓力、離心盤(pán)轉(zhuǎn)速等操作條件基本不變的條件下，排氣溫度升高會(huì)導(dǎo)致粉料水分降低。
但進(jìn)漿量減少時(shí)，排氣溫度便提高。經(jīng)驗(yàn)證明，調(diào)節(jié)泥漿流量可以容易地改變排氣溫度。所以，若能將泥漿流量與排風(fēng)溫度進(jìn)行自動(dòng)控制，則能保證粉料水分穩(wěn)定、干燥塔操作正常。
當(dāng)粉料的水分維持一定時(shí)，排氣的溫度隨著干粉產(chǎn)量的增加而提高的情況如下表所示。
3、 離心盤(pán)轉(zhuǎn)速與噴霧壓力對(duì)粉料性能的影響
（1）離心順流法 在泥漿比重及其他操作條件不變的情況下，當(dāng)離心盤(pán)轉(zhuǎn)速加大時(shí)，粉料的粗顆粒含量減少而細(xì)粉量則大幅度的增加，使得粉料體積密度下降，成型時(shí)容易分層和粘模，壓縮比增大，功率消耗增加。這一情況如下表所示。
一、噴霧干燥過(guò)程工序組成
泥漿的噴霧干燥過(guò)程主要由如下幾個(gè)工序組成：
1、泥漿的制備與輸送
2、熱源的發(fā)生與熱氣流的供給
3、霧化與干燥
4、干粉收集與廢氣分離。
它采用以噴霧干燥塔為主體，并附有泵、排風(fēng)機(jī)與收集細(xì)粉的旋風(fēng)分離器等設(shè)備構(gòu)成的機(jī)組來(lái)完成整個(gè)過(guò)程(如下圖所示)。
二、噴霧干燥的操作要點(diǎn)及說(shuō)明
1、泥漿的制備與輸送 操作時(shí)，泥漿由泵壓人干燥塔的雰化器中，霧化器將泥漿霧化成細(xì)滴，然后被通入干燥塔內(nèi)的熱空氣（400~500℃）干燥脫水，獲得的仍然含有一定水分的固體顆粒進(jìn)入干燥塔的底部，從出口處卸出，而帶有微粉及水蒸氣的空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器收集微粉后從排風(fēng)機(jī)排出。
2、熱源的發(fā)生與熱氣流的供給 干燥設(shè)備的熱源常為油、煤氣、煤炭燃燒后的熱空氣。因陶瓷泥漿不是熱敏性材料，為提高干燥塔的熱效率，熱氣進(jìn)入塔內(nèi)的溫度應(yīng)可達(dá)400～500℃。由于直接燃燒的煙氣溫度高達(dá)1000℃以上，所以需混合部分冷氣來(lái)降低熱空氣的進(jìn)塔溫度。
3、霧化與干燥方式及選擇依據(jù)
噴霧干燥法依造霧方法可以分為壓力法、氣流法和離心法三種；而每一種依熱空氣和物料流動(dòng)形式又可分成逆流式與順流式兩大類(lèi)。
目前陶瓷工業(yè)采用較多的是壓力混合流法(霧化器為噴嘴)和離心順流法(霧化器為離心回轉(zhuǎn)盤(pán))兩種，前者熱能利用率高，噴嘴霧化器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，拆換容易，但噴嘴的直徑小，易磨損和堵塞。然而，離心式噴霧盤(pán)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，加工要求嚴(yán)格，維修困難，但在連續(xù)操作時(shí)的可靠性高，不易磨損和堵塞。
確定霧化方式時(shí)應(yīng)從干粉質(zhì)量要求、操作的靈活性、設(shè)備維護(hù)和加工的要求、成本等方面全面考慮。當(dāng)壓制尺寸較大、坯體較厚和采用高速壓機(jī)壓制時(shí)，希望粉料容易排出空氣和填滿(mǎn)裝腔，要求粉料的粒徑稍粗些，顆粒尺寸分布范圍寬些，堆積密度大些。選用壓力霧化易于滿(mǎn)足這些要求。若對(duì)粉料的顆粒大小及分布要求不嚴(yán)(如用噴霧粉料和泥漿調(diào)制成可塑泥料)，則可優(yōu)先考慮離心噴霧工藝，因?yàn)樵摴に嚨倪m應(yīng)性強(qiáng)，即使泥漿性能和進(jìn)漿量發(fā)生變化也仍能產(chǎn)生良好的霧化效果。
4、干粉收集與廢氣分離。從廢氣中對(duì)細(xì)粉回收的效果將直接影響噴霧干燥的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。陶瓷泥漿噴霧干燥后廢氣溫度高達(dá)45~90℃，一般采用旋風(fēng)分離器作分離設(shè)備，而不用袋式過(guò)濾器。
三、噴霧干燥的操作條件
影響干粉性能(水分、細(xì)度)和干燥效率的主要因素如下：
1、 泥漿性能、濃度和進(jìn)漿量。
泥漿含水量過(guò)高時(shí)，燃料消耗量大，不經(jīng)濟(jì)；泥漿含水量過(guò)低時(shí)，泥漿又不易霧化。對(duì)含50%黏土的漿料而言，其含水量一般為35%～50%。此外、噴霧干燥工藝要求采用流動(dòng)性好又無(wú)觸變性的濃泥漿。為此，可采用與原科特性相適應(yīng)的泥漿稀釋劑來(lái)解決泥漿性能問(wèn)題。常用的泥漿稀釋劑有碳酸鈉、單寧酸鈉、腐植酸鈉、木質(zhì)素磺酸鹽、羧甲基纖維素等。
2、 工作氣體溫度和廢氣溫度。
熱氣進(jìn)入干燥塔的溫度首先取決于泥漿的組成和性質(zhì)。要求泥漿中的成分不致因干燥而發(fā)生變化，也不能因溫度過(guò)高，使干燥速度太快。因?yàn)檫@樣，物料的表面容易形成一層硬殼而內(nèi)部卻仍然是濕的。硬殼將阻礙霧滴收縮，使內(nèi)部水分蒸發(fā)后留下的空隙無(wú)法減少，因而粉料體積密度較低。因此，熱氣進(jìn)塔時(shí)的溫度不能太高。
排出的廢氣溫度也是噴霧干燥的重要參數(shù)，因?yàn)樗苯雨P(guān)系到粉料的水分。在進(jìn)氣溫度、塔內(nèi)壓力、離心盤(pán)轉(zhuǎn)速等操作條件基本不變的條件下，排氣溫度升高會(huì)導(dǎo)致粉料水分降低。
但進(jìn)漿量減少時(shí)，排氣溫度便提高。經(jīng)驗(yàn)證明，調(diào)節(jié)泥漿流量可以容易地改變排氣溫度。所以，若能將泥漿流量與排風(fēng)溫度進(jìn)行自動(dòng)控制，則能保證粉料水分穩(wěn)定、干燥塔操作正常。
當(dāng)粉料的水分維持一定時(shí)，排氣的溫度隨著干粉產(chǎn)量的增加而提高的情況如下表所示。
3、 離心盤(pán)轉(zhuǎn)速與噴霧壓力對(duì)粉料性能的影響
（1）離心順流法 在泥漿比重及其他操作條件不變的情況下，當(dāng)離心盤(pán)轉(zhuǎn)速加大時(shí)，粉料的粗顆粒含量減少而細(xì)粉量則大幅度的增加，使得粉料體積密度下降，成型時(shí)容易分層和粘模，壓縮比增大，功率消耗增加。這一情況如下表所示。
離心盤(pán)轉(zhuǎn)速與粉料性能的關(guān)系
（2）壓力混合流法(霧化器為噴嘴) 對(duì)于采用壓力霧化的干燥器而言，工作壓力是影響噴射高度的主要因素，也關(guān)系到干燥塔的高度，因?yàn)椴煌讖絿娮斓膰娚涓叨群土髁烤S壓力增加而增大。一般來(lái)說(shuō)，噴霧壓力愈高則霧滴愈細(xì)。
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