压力式喷雾干燥器的应用

李三华，张甲宝

（1.湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005; 2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡阳 421800）

压力式喷雾干燥器的应用

李三华1，张甲宝2

（1.湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005; 2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡阳 421800）

本文介绍了压力式喷雾干燥器的干燥工艺过程和原理。重点论述干燥过程的影响因素以及改进喷雾干燥工艺控制和操作、加强生产管理，并提出提高干燥热效率的几条措施，从而达到节能的目的。

压力式喷雾干燥器；煤系高岭土；干燥工艺；影响因素

压力式喷雾干燥器是一种泥浆干燥设备，它具有控制简便、干燥质量稳定、能耗低等优点，因而在现代陶瓷生产、非金属矿深加工中，特别是在煅烧煤系高岭土深加工被广泛应用。针对目前能源日趋紧张的态势，如何提高压力式喷雾干燥器的热效率显得非常重要，因此，很有必要对压力式喷雾干燥器进行研究，并在生产实践中得出改进经验，使得生产正常进行。

1 喷雾干燥器工作原理

喷雾干燥器是一种连续式泥浆干燥设备，由干燥塔、雾化器、柱塞泵、旋风分离器、布袋除尘器、引风机、卸料装置、热风炉、鼓风机等组成。将含水率为45%～60%的泥浆，由柱塞泵送入雾化器，雾化器将泥浆雾化成直径为50～300μm的液滴群并与干燥介质(热空气)充分接触，剧烈地进行热交换，泥浆液滴脱水迅速被干燥至含水率小于1%的细粉料，并在重力作用下集聚于塔底，由卸料装置卸出，含有微细粉尘的废气经旋风分离器收集，最细的微粉被气流从旋风分类器上部带出，再经布袋除尘器二级除尘，分离净化达到符合排放大气标准后，由引风机经风管排入大气。

喷雾干燥器分为气流式、离心式、压力式三种干燥方式。在我国煅烧煤系高岭土深加工生产中较为常用的是压力式喷雾干燥器。

2 压力式喷雾干燥器的干燥过程及影响因素

2.1 干燥过程

压力式喷雾干燥器适用于低粘度、流动性好的泥浆，所得粉料粒径较离心式的粗、容重较大、流动性好，能自动卸料。采用喷雾干燥器干燥煅烧超细煤系高岭土粉体具有以下优点：①结构简单紧凑，生产工艺简单，节省设备投资；②粉料粒度分布均匀合理，含水量稳定；③干燥系统在负压下工作，又配置了二级粉尘回收系统，可消除对环境的污染；④物料与热空气接触充分，热交换十分剧烈，能耗低；⑤维修方便，保养容易，噪音低，自动化程度高，工人劳动强度低。

低粘度泥浆由高压柱塞泵通过喷嘴在干燥塔中下部向上喷射，因喷嘴的机械摩擦作用以及液滴群在热气体介质中高速运行时受到摩擦阻力和压差阻力，使泥浆从喷嘴射出后被雾化成直径为50～300μm的液滴群，热气体在塔内由上而下与泥浆雾化的液滴群逆向运行，雾滴上升至一定高度后下落，与气流同向运动，因液滴群接触面积很大又受到强烈扰动，热量交换十分剧烈，故干燥效率高。

2.2 干燥效率的主要影响因素

2.2.1 泥浆粘度

泥浆的粘度大小对雾化起的雾化状况、液滴群颗粒大小、所得粉料的容重、颗粒大小及产量、能耗都有直接影响。粘度高、雾化不良、产量低、能耗大；粘度低、雾化状况良好、产量高、能耗小。

2.2.2 泥浆浓度

泥浆的浓度大小对所得粉料的容重、颗粒组成及产量、能耗等都有很大的影响，对于喷雾干燥来说，在其他条件(热风温度、粉料含水量、气温等)不变的情况下，泥浆浓度越高，单位时间粉料产量越高，能耗越低，但必须指出，提高泥浆浓度应在不妨碍雾化和解聚效果的前提下进行。泥浆浓度与干燥产量的关系见表1。

表1 泥浆浓度与干燥产量的关系

2.2.3 喷雾压力

喷雾压力主要影响喷射高度、雾化状态，喷嘴的喷射高度和流量均随压力的增大而增大，在其他条件不变的情况下，压力越大，雾化状态越好，喷雾锥角变大，粉料粒度越细，干燥粉料水分越低。

2.2.4 进塔热风介质温度

进塔的热风温度主要影响粉料的含水量和容重，当其他条件不变时，进塔热风温度越高，则粉料含水量越小，如果过高，影响干燥塔的使用寿命，根据生产实践测得，提高热风温度，可以提高干燥塔的产量，但要适宜。进风温度与干粉产量、容重的测试结果见表2。

表2 进风温度与干粉产量、容重的测试结果

2.2.5 废气排出温度

废气排出温度是较重要的参数，在其他条件不变时，废气排出温度主要影响粉料的含水量，同时也反映喷雾干燥塔的热效率。排风温度过高或过低，其粉料过干或过湿，废气排出温度提高，则粉料水分减少；另外进浆量减少，也可使排气温度提高，所以调节泥浆流量、柱塞泵压力，可以灵敏地改变排气温度，从而影响粉料的含水量。表3列出了排气温度与干粉含水率的关系。

以上的影响因素不但直接影响粉料的性能和干燥效率，而且彼此之间也会互相影响、互相联系，了解了这些影响因素后，通过调整喷雾干燥的工艺系数，就能有效地提高干燥效率，达到节能的目的。

表3 排气温度与干粉含水率的关系

3 提高喷雾干燥效率的措施

(1) 加入分散剂(又称解凝剂、助磨剂)。

通过加入9400分散剂、六偏磷酸钠、三聚磷酸钠、水玻璃、纯碱等来降低泥浆的含水率，降低泥浆的粘度，提高泥浆的流动性，所以在尽可能提高泥浆浓度的情况下，提高干粉产量，降低干粉的含水率，降低消耗。

(2) 提高喷枪高度，增加喷枪数量。

充分利用塔内上部温度沿周围分布均匀，保证塔内温度稳定，粉料温度均匀，含水率稳定。

(3) 改善雾化条件，提高干燥效率。

泥浆雾化不良，或雾滴与干燥介质之间接触方式不佳，也会影响干燥效果，提高单位重量粉料能耗。

压力式喷雾干燥中，想要得到符合要求的细小雾滴，必须选择适当规格、材质与性能的分浆体、旋涡板与喷孔板等元件，喷枪安装要正确，保证足够泥浆压力，及时检查雾化情况并根据磨损情况定期更换喷孔板。同时采用口径为φ1.2～2.0mm的多种喷孔板，搭配合理时干燥后的粉料粒度细小。

(4) 合理控制入塔热风温度和排出废气温度。

经过长期的生产实践证明，热风进塔温度控制在450～550℃，可靠近上限，排出废气温度控制在120℃左右，但进风温度不可过高，否则会烧坏热风管道及分风器。

(5) 在不影响生产和设备运行的条件下，适当增加塔内负压。

塔内负压小时，进风管负压也小，热风炉往外喷火，不好操作，出现供热不足，干燥塔内水汽排不出，粉料较湿，易出现粘壁现象。塔内负压过高时，易造成热风炉火焰断火，炉温不易保持稳定。因此，一般控制塔内负压为200Pa左右。

(6) 加强保温。

保温效果不但影响能耗高低，还会恶化工作条件，选择使用温度高的、导热系数低的，容重较小的较高级的隔热保温材料对送风管道和干燥塔进行保温，减少热量损失。

(7) 增强节能观念，加强生产管理。

喷雾干燥系统能耗高的另一原因是人为影响因素，只有每个职工都树立起节能意识和责任感，才能将节能工作搞好。另外，生产管理好坏对节能效果影响也很大。

4 结语

喷雾干燥器干燥系统在煅烧煤系高岭土深加工中的应用，粉料含水率稳定，质量稳定，只有熟悉喷雾干燥器的结构、工作原理以及影响因素，在各方面共同努力下，才能提高干燥效率，促进煅烧煤系高岭土深加工的发展，提高企业的经济效益和社会效益。

[1]桐荣良三.干燥装置手册[M].上海：上海科学技术出版社，1983.

[2]化学工程手册编辑委员会.化学工程手册[M].北京：化学工业出版社，1983.

Application of the Pressure Type Sprays Desiccators

The process and principle of drying on the pressure type spray desiccators were discussed. This paper emphasized on the impacting factors of drying process, control and operation of sprays desiccating technique and strengthening manufacture management. To be energy-economical, measures to improve the efficiency of heating were also produced.

pressure type spray desiccators; coal-series kaolin; drying; impacting factor

TK173

A

1007-9386(2014)01-0041-02

2013-11-15

LI San-hua1, ZHANG Jia-bao2

(1. Hunan Polytechnic of Environment and Biology, Hengyang 421005, China; 2. Hunan Super Powder Technology Co., Ltd., Hengyang 421800, China)