國外新型干燥設(shè)備及其技術(shù)

1 前 言

　　干燥是一項重要的單元操作， 它在樹脂， 顏料、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥以及食品等生產(chǎn)翻J造過程中起著相當(dāng)重要的作用。為了適用不同的原料及不同的產(chǎn)品要求，近年來國外采用新技術(shù)開發(fā)了一些新型干燥設(shè)備。尤其是為了適應(yīng)精細(xì)化工多品種，小批量的高附加價值產(chǎn)品的生產(chǎn)，還開

　　發(fā)出一批多用途多動能干燥設(shè)備。本文介紹部分新型干燥設(shè)備及其技術(shù)， 供有關(guān)人員參考

　　2 介質(zhì)流化干燥裝置

　　精細(xì)化工領(lǐng)域中， 經(jīng)常要求獲得各種超微粉體產(chǎn)品。采用液相反應(yīng)法、濕式粉碎法等得到的超微粉漿料， 在干燥階段粉體會形成聚集體， 干燥后需要再次粉碎。利用硫化床技術(shù)開發(fā)的介質(zhì)流化干燥裝置，可用來直接生產(chǎn)超微粉體產(chǎn)品。

　　2.1原理

　　介質(zhì)流化干燥的基本流程如圖1所示介質(zhì)流化塔內(nèi)多孔板上填充適量的、直徑為圈1 舟質(zhì)境化干燥工藝沆程示意

　　1.舟質(zhì)抗化塔

　　2.旋風(fēng)分寓器.

　　3.袋稿器

　　4. 漿料泵

　　5.漿科貯槽

　　6.熱風(fēng)加熱器

　　7.空氣垃穗器

　　8。且機(jī)

　　兒毫米的惰一H：粒f(如l氧化釩、氧化鋪等).其種類和牲徑r 據(jù)漿料的性狀選擇。塔內(nèi)還設(shè)置r防止1毛做的裝戥以防止介質(zhì)粒于飛出

　　塔外。熱風(fēng)將流他塔內(nèi)的介質(zhì)加熱至設(shè)定的溫度并使其保持流化狀態(tài)。泵將漿料直接送人塔內(nèi)處于流化狀態(tài)的介質(zhì)粒子群中， 在介質(zhì)

　　粒子表面形成膜狀且分散在塔內(nèi)。這樣，漿料可以不用噴霧法而充分地附著在介質(zhì)粒子表面，從而擴(kuò)大了熱風(fēng)接觸面積， 因此可以

　　在短時間內(nèi)非常有效地進(jìn)行蒸發(fā)和干燥，并且由于水分的蒸發(fā)而使殘存在介質(zhì)粒子表面的粉體通過介質(zhì)粒子間的摩擦作用而從介質(zhì)

　　表面剝落(圖2)，隨后與氣體一起被排出塔外， 再經(jīng)分離器、袋濾器等捕集回收得超微扮干燥產(chǎn)品。[NextPage]

　　2.2特點

　　2.2.1裝置小型化而干燥能力大

　　介質(zhì)表面的膜狀漿料， 由于擴(kuò)大了氣液接觸面故能有效地與熱風(fēng)接觸， 因此能在極短的時間內(nèi)得到干燥， 傳熱容量系數(shù)為2000kcal/m。·℃ ·h。與噴霧干燥相比，所需風(fēng)量減少約30% �？头e儀為1/20而成為小型化裝置。實驗樣機(jī)MSD2OO的介質(zhì)流化塔總高和直徑僅為l 500ram 和200ram。當(dāng)熱風(fēng)進(jìn)口溫度為200℃ 時， 水分的蒸發(fā)能力達(dá)l 5kgH O/h， 具有非常大的處理能力.

　　2.2.2無需噴霧裝置

　　原料漿料(粘度可達(dá)20 000厘泊)通過介質(zhì)粒子的運動而自然地分散在流化層中心，它無需價格昂貴的離心噴霧器之類的分散器， 而且由于無高速旋轉(zhuǎn)部件故維修保養(yǎng)方便。

　　2.2.3 干燥產(chǎn)品為微粒

　　介質(zhì)粒子表面上的物料可以通過塔內(nèi)劇烈流化的粒子群的摩擦作用而從表面上剝落下來， 從而以極細(xì)的微粉狀予以回收。

　　2.3 漉化強(qiáng)化裝置

　　開發(fā)的流化強(qiáng)化裝置(圖3)是為了防止催化劑介質(zhì)粒子間的粘合以使其保持正常的適當(dāng)?shù)纳蚧癄顟B(tài)。塔內(nèi)的介質(zhì)粒子通過B導(dǎo)管進(jìn)入裝有旋轉(zhuǎn)漿葉的螺旋器后被分散.再送回塔內(nèi)以進(jìn)行干燥操作.

　　2.4應(yīng)用

　　適用干該裝置的無機(jī)物如陶土、滑石粉、碳酸鈣、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、鐵酸鹽、硫酸鋇、氫氧化鋁等;有機(jī)物如有機(jī)色素、有機(jī)顏料、螢光顏料、脫脂乳、界面活性劑、P8、PVC、PMMA 樹脂，以及血漿等。今后有望用于分散性差的高牯性漿料。

　　2 內(nèi)藏傳熱管型流化床干燥裝置

　　利用流化床干燥得到微粉產(chǎn)品時，為了防止粉體飛散，需要將流化風(fēng)速限制在相當(dāng)?shù)偷某潭龋�這樣為了滿足干燥所需熱量，干燥裝置就需要具有非常大的床面積。近年來將熱風(fēng)干燥與傳導(dǎo)傳熱結(jié)合起來的干燥方琺逐漸增加， 內(nèi)藏傳熱管型流化床千燥就是其中之一。這種干燥裝置由于與傳導(dǎo)傳熱干燥并用而使熱風(fēng)干燥干燥肘所需風(fēng)量減少。如在每平方米床層中配置5一l0m 傳熱管就可以大幅度減少所需瓜量而實現(xiàn)裝置小型化。尤其是當(dāng)小粒子流化康內(nèi)的粒予一管壁間的傳熱系數(shù)超過200W /m ·K 時， 熱效率提高， 傳熱效果極好， 同時也可減少風(fēng)機(jī)所需動力. [NextPage]

　　3 氣旋干燥機(jī)

　　氣旋干燥機(jī)是應(yīng)用新的流體力學(xué)原理開發(fā)的一種粉體干燥裝置， 它可彌補(bǔ)現(xiàn)有氣流干燥器、流化床干燥器等的不足。

　　3.1原理

　　氣旋干燥機(jī)由帶加熱央套的圓筒狀主體和環(huán)狀檔板組成， 檔板將主體隔成若干個干燥室。粉體與干燥氣體由切線方向高速進(jìn)入最下部的干燥室。粉體在離心力作用下與氣體分離， 氣體邊旋轉(zhuǎn)邊通過檔板中央開口部移至上部的干燥室j此外，粉體從最下部的干燥室開始旋轉(zhuǎn)， 由于連續(xù)供給粉體， 因此很快地在 部的干燥室中過量而流出。先是小粒子流出，而后大粒子也上升。流出的粒子依靠離心力而擴(kuò)散， 沖擊壁面， 轉(zhuǎn)而減速旋轉(zhuǎn)， 并因重力作用回到檔板巾央開口部， 再次隨氣流向上運動。干燥了的粉俸最終由上部排出.該裝置的傳熱有兩種方式，即熱氣體的對流傳熱與夾套的輻射傳熱。由于千燥氣體與粒子的分離、再分散而造成了兩者問的速度差， 更促進(jìn)了粒子表面的傳熱。該裝置還利用了粒子的分級效果，即細(xì)微的小粒子停留時閾短， 大粒子因頻繁地分離、再分散而停留時間長， 從而也可充分地被干燥.

　　3.2特點

　　(1)對于粑徑不同的粉體，可以獲得最適宜的干燥狀態(tài)(固6) 。

　　(2)由于粉體與氣體的相對速度大.從而提高了熱效率

　　(3)能采用低溫氣體干燥。

　　(4)旋轉(zhuǎn)流的作用造成了自動清洗的效果。

　　(5)結(jié)構(gòu)簡單。便于維修，清洗， 也容易進(jìn)行產(chǎn)品更換。

　　(6) 占地面積小。

　　(7)粉體直接接觸金屬內(nèi)壁但產(chǎn)生靜電。

　　3.3應(yīng)用

　　適用于粒徑<3ram 的物料， 如PVC、PC樹脂、玉米淀粉， 橡膠等。日本目前主要用于PVC的干燥。[NextPage]

　　4 多功能干燥設(shè)備

　　如前所述， 多功能干燥設(shè)備是為了滿足精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)而開發(fā)的。它可進(jìn)行不同的工藝操作， 如過濾一千燥，混臺一造粒一千燥、濃縮一晶析一混蠛一千燥等， 并可獲得滿意的效果。

　　4.1多功眭過濾干燥機(jī)

　　反應(yīng)、結(jié)晶等制得的漿料， 再在各種設(shè)備中進(jìn)行過濾、干燥時，如果不能有效地密閉操作， 就可能發(fā)生濾餅污染變質(zhì)， 也有可能使操作人員中毒。帶有攪拌、排料機(jī)構(gòu)的過濾機(jī)、干燥機(jī)及帶有過濾板的干燥機(jī)等，都存在著一些缺點。多功能過濾干燥機(jī)則是針對這種情況而開發(fā)的一種以一臺設(shè)備進(jìn)行若干單元操柞的密閑型裝置。

　　4.1.1原理

　　多動能過濾干繰機(jī)的構(gòu)造如圖7。

　　① 過濾

　　用泵梅漿料壓送進(jìn)主體設(shè)備中，在加壓或減壓下過濾。由于在過德后期， 濾餅上產(chǎn)生裂紋而造成過濾不完壘，所以這時適當(dāng)增加壓力， 利用壓延板擠壓裂紋而提高過濾效率。另外通過壓榨還可以降低濾餅中的含液率。

　　② 濾餅洗滌

　　通常為了提高產(chǎn)品純度， 需對濾餅置換洗滌或攪拌洗滌，以除去殘存的含雜質(zhì)母液。該裝置將上述兩種洗滌方法組合在一起，提高了洗滌效率。

　�、� 干燥

　　過濾結(jié)束后，將主體設(shè)備倒轉(zhuǎn)， 固定在2—5℃的位置。干燥室傳熱面積大，能準(zhǔn)確均勻地控制干燥溫度。在真空干燥時，也可以處理熱敏性物料。利用攪拌葉還可以在對混合粉體進(jìn)行表面更新的同時進(jìn)行干燥。

　�、� 排料

　　干燥后將出口置于最低位置，轉(zhuǎn)動攪拌葉使粉體流動排出。

　　4.1.2 特點

　　① 在同一臺密閉設(shè)備中可以進(jìn)行過濾及干燥操作。

　　② 干燥室傳熱面積大，攪拌使物料混舟均勻，可在準(zhǔn)確的溫度控制下真空干燥。

　�、� 通過壓延扳擠壓濾餅， 提高過濾效率。濾布?xì)埩魹V餅也可落入干燥室干燥，損失少。

　　④ 采用機(jī)械密封， 適于加壓或減壓揲作。

　　(5) 干燥室也可作為帶有夾套的反應(yīng)設(shè)備使用，以適用各種工藝的變化。

　　4.2 多功能真空式混合一造粒一千燥裝置

　　這是一種多功能設(shè)備， 其密閉容器可以進(jìn)行混合、造粒、干燥、冷卻等操作。

　　4.2.1原理

　　圖8為裝置的外形與結(jié)構(gòu)。裝置中的攪拌機(jī)上帶有破碎機(jī)，加入其中的粉體用粘結(jié)荊適當(dāng)?shù)卣{(diào)濕，然后通過高速攪拌混合進(jìn)行造粒。干燥可以采用熱風(fēng)、央套的傳導(dǎo)傳熱或微波照射等方式。

　�、� 旋轉(zhuǎn)罐體可以混合原料。轉(zhuǎn)速可在3-30rpm 變化，可正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn)。當(dāng)原料混合需要破碎時，可利用破碎機(jī)并使罐體半旋轉(zhuǎn)。

　�、� 造粒操作中，在旋轉(zhuǎn)罐體的同時，使粘結(jié)劑溶液通過液體定量泵、空氣噴霧器向原料噴霧、加溫進(jìn)行造粒。同時吹向內(nèi)壁使粘附物剝落。

　�、� 千燥操作 . 在旋轉(zhuǎn)罐體的同時直接通人120℃ 的干燥空氣對造粒物通氣干

　　燥， 并借助于夾套循環(huán)溫水間接干燥

　　④ 干燥后送入冷風(fēng)可冷卻造粒物。罐體內(nèi)設(shè)鼴的箱型脈沖袋武過濾器(滌綸制)可防止干燥過程罐體內(nèi)粉末損失。從混合至冷卻， 自動地用脈沖空氣反沖以防止堆塞。

　　d.2.2 特點

　�、� 所有工序均在同一設(shè)備內(nèi)進(jìn)行，污染的可能性小; 設(shè)備緊湊， 成本低。

　　② 在真空下操作，粉塵爆炸的危險性小。采用真空吸入加料， 操作客易， 安壘衛(wèi)生。

　　⑨ 干燥時間短， 效率高。

　　④ 一人即可操作， 節(jié)省勞動力。

　�、� 袋濾器裝卸簡便，罐體內(nèi)粉末少，易洗滌。

　　4.2.3應(yīng)用

　　適用于藥品的顆粒劑、細(xì)粒劑.化工產(chǎn)品， 臺成樹脂， 陶瓷及食品工業(yè)的復(fù)合調(diào)味料、食品原料等。

　　4.3多功能造較一干燥一涂層裝置

　　這種多功能造粒一干燥一涂層裝置是以球形整粒機(jī)為母體，將層流和攪拌混合機(jī)構(gòu)組合為一體的設(shè)備。

　　4.3.1原理

　　裝置由熱風(fēng)、排風(fēng)、噴流控制， 涂層噴射， 粉末送料器， 清洗等單元組成。主體是直接處理粉末的造粒、涂層單元。圖9為結(jié)構(gòu)原理。在圓筒狀容器內(nèi)， 設(shè)有多個不同直徑的環(huán)狀板，呈折疊狀安裝。在環(huán)狀板間裝有有空氣通路并可轉(zhuǎn)動的孔板�？装迳厦嬖O(shè)有傾斜的旋翼或轉(zhuǎn)動旋翼，側(cè)面有原料進(jìn)口及排出閻，旋翼上方還有噴射器�？装逑旅嬗锌諝鈱�(dǎo)出管�？装迳戏降姆勰┪锪鲜艿絹鞦I孔板由中心向外的水平氣流與傾斜旋樊車々功攪拌作用而形成環(huán)狀渦流，通過從噴霧器噴出來的粘結(jié)劑或涂層劑的作用，可以得到所需粒形、粒徑、密度的粒狀產(chǎn)品。

　　4.3.2特點

　�、� 具有混合攪拌、高速轉(zhuǎn)動、層流等多種功能，可制取混合造粒、涂層的各種產(chǎn)品， 對小批量多品種生產(chǎn)對象的適應(yīng)性強(qiáng).品種更換時問短。

　�、� 調(diào)節(jié)空氣量、溫度、粘結(jié)液量和種類，滌層液量和種類等可獲得不同粒形、粒徑、密度的粒狀產(chǎn)品。粒狀可為球形至不定形， 粒徑為005-2ram，密度可為輕質(zhì)至重質(zhì)。零部件裝卸簡便， 可在短時向內(nèi)完成清洗。

　�、� 操作靈活簡便。

　　5 新分離干燥技術(shù)

　　加熱蒸發(fā)是至夸廣泛應(yīng)用于化工生產(chǎn)中的基本分離技術(shù)， 然而在實際使用時往往會受到各種制約， 即使只是將揮發(fā)成份與非揮發(fā)成份通過蒸發(fā)而分離這樣簡單的問題，也往往會因?qū)ο笤�液種類不同而成為相當(dāng)困難的工藝過程。

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