国外新型干燥设备及其技术

东达烘干机制造厂家 2011-02-25

1 前言

　　干燥是一项重要的单元操作，它在树脂，颜料、染料、医药、农药以及食品等生产翻J造过程中起着相当重要的作用。为了适用不同的原料及不同的产品要求，近年来国外采用新技术开发了一些新型干燥设备。尤其是为了适应精细化工多品种，小批量的高附加价值产品的生产，还开

　　发出一批多用途多动能干燥设备。本文介绍部分新型干燥设备及其技术，供有关人员参考

　　2 介质流化干燥装置

　　精细化工领域中，经常要求获得各种超微粉体产品。采用液相反应法、湿式粉碎法等得到的超微粉浆料，在干燥阶段粉体会形成聚集体，干燥后需要再次粉碎。利用硫化床技术开发的介质流化干燥装置，可用来直接生产超微粉体产品。

　　2.1原理

　　介质流化干燥的基本流程如图1所示介质流化塔内多孔板上填充适量的、直径为圈1 舟质境化干燥工艺沆程示意

　　1.舟质抗化塔

　　2.旋风分寓器.

　　3.袋稿器

　　4. 浆料泵

　　5.浆科贮槽

　　6.热风加热器

　　7.空气垃穗器

　　8。且机

　　儿毫米的惰一H：粒f(如l氧化钒、氧化铺等).其种类和牲径r 据浆料的性状选择。塔内还设置r防止1毛做的装戥以防止介质粒于飞出

　　塔外。热风将流他塔内的介质加热至设定的温度并使其保持流化状态。泵将浆料直接送人塔内处于流化状态的介质粒子群中，在介质

　　粒子表面形成膜状且分散在塔内。这样，浆料可以不用喷雾法而充分地附着在介质粒子表面，从而扩大了热风接触面积，因此可以

　　在短时间内非常有效地进行蒸发和干燥，并且由于水分的蒸发而使残存在介质粒子表面的粉体通过介质粒子间的摩擦作用而从介质

　　表面剥落(图2)，随后与气体一起被排出塔外，再经分离器、袋滤器等捕集回收得超微扮干燥产品。[NextPage]

　　2.2特点

　　2.2.1装置小型化而干燥能力大

　　介质表面的膜状浆料，由于扩大了气液接触面故能有效地与热风接触，因此能在极短的时间内得到干燥，传热容量系数为2000kcal/m。·℃ ·h。与喷雾干燥相比，所需风量减少约30% 。客积仪为1/20而成为小型化装置。实验样机MSD2OO的介质流化塔总高和直径仅为l 500ram 和200ram。当热风进口温度为200℃ 时，水分的蒸发能力达l 5kgH O/h，具有非常大的处理能力.

　　2.2.2无需喷雾装置

　　原料浆料(粘度可达20 000厘泊)通过介质粒子的运动而自然地分散在流化层中心，它无需价格昂贵的离心喷雾器之类的分散器，而且由于无高速旋转部件故维修保养方便。

　　2.2.3 干燥产品为微粒

　　介质粒子表面上的物料可以通过塔内剧烈流化的粒子群的摩擦作用而从表面上剥落下来，从而以极细的微粉状予以回收。

　　2.3 漉化强化装置

　　开发的流化强化装置(图3)是为了防止催化剂介质粒子间的粘合以使其保持正常的适当的沈化状态。塔内的介质粒子通过B导管进入装有旋转浆叶的螺旋器后被分散.再送回塔内以进行干燥操作.

　　2.4应用

　　适用干该装置的无机物如陶土、滑石粉、碳酸钙、氧化钛、氧化铝、氧化锆、铁酸盐、硫酸钡、氢氧化铝等;有机物如有机色素、有机颜料、萤光颜料、脱脂乳、界面活性剂、P8、PVC、PMMA 树脂，以及血浆等。今后有望用于分散性差的高牯性浆料。

　　2 内藏传热管型流化床干燥装置

　　利用流化床干燥得到微粉产品时，为了防止粉体飞散，需要将流化风速限制在相当低的程度，这样为了满足干燥所需热量，干燥装置就需要具有非常大的床面积。近年来将热风干燥与传导传热结合起来的干燥方珐逐渐增加，内藏传热管型流化床千燥就是其中之一。这种干燥装置由于与传导传热干燥并用而使热风干燥干燥肘所需风量减少。如在每平方米床层中配置5一l0m 传热管就可以大幅度减少所需瓜量而实现装置小型化。尤其是当小粒子流化康内的粒予一管壁间的传热系数超过200W /m ·K 时，热效率提高，传热效果极好，同时也可减少风机所需动力. [NextPage]

　　3 气旋干燥机

　　气旋干燥机是应用新的流体力学原理开发的一种粉体干燥装置，它可弥补现有气流干燥器、流化床干燥器等的不足。

　　3.1原理

　　气旋干燥机由带加热央套的圆筒状主体和环状档板组成，档板将主体隔成若干个干燥室。粉体与干燥气体由切线方向高速进入最下部的干燥室。粉体在离心力作用下与气体分离，气体边旋转边通过档板中央开口部移至上部的干燥室j此外，粉体从最下部的干燥室开始旋转，由于连续供给粉体，因此很快地在部的干燥室中过量而流出。先是小粒子流出，而后大粒子也上升。流出的粒子依靠离心力而扩散，冲击壁面，转而减速旋转，并因重力作用回到档板巾央开口部，再次随气流向上运动。干燥了的粉俸最终由上部排出.该装置的传热有两种方式，即热气体的对流传热与夹套的辐射传热。由于千燥气体与粒子的分离、再分散而造成了两者问的速度差，更促进了粒子表面的传热。该装置还利用了粒子的分级效果，即细微的小粒子停留时阈短，大粒子因频繁地分离、再分散而停留时间长，从而也可充分地被干燥.

　　3.2特点

　　(1)对于粑径不同的粉体，可以获得最适宜的干燥状态(固6) 。

　　(2)由于粉体与气体的相对速度大.从而提高了热效率

　　(3)能采用低温气体干燥。

　　(4)旋转流的作用造成了自动清洗的效果。

　　(5)结构简单。便于维修，清洗，也容易进行产品更换。

　　(6) 占地面积小。

　　(7)粉体直接接触金属内壁但产生静电。

　　3.3应用

　　适用于粒径<3ram 的物料，如PVC、PC树脂、玉米淀粉，橡胶等。日本目前主要用于PVC的干燥。[NextPage]

　　4 多功能干燥设备

　　如前所述，多功能干燥设备是为了满足精细化工产品的生产而开发的。它可进行不同的工艺操作，如过滤一千燥，混台一造粒一千燥、浓缩一晶析一混蠛一千燥等，并可获得满意的效果。

　　4.1多功眭过滤干燥机

　　反应、结晶等制得的浆料，再在各种设备中进行过滤、干燥时，如果不能有效地密闭操作，就可能发生滤饼污染变质，也有可能使操作人员中毒。带有搅拌、排料机构的过滤机、干燥机及带有过滤板的干燥机等，都存在着一些缺点。多功能过滤干燥机则是针对这种情况而开发的一种以一台设备进行若干单元操柞的密闲型装置。

　　4.1.1原理

　　多动能过滤干缲机的构造如图7。

　　① 过滤

　　用泵梅浆料压送进主体设备中，在加压或减压下过滤。由于在过德后期，滤饼上产生裂纹而造成过滤不完垒，所以这时适当增加压力，利用压延板挤压裂纹而提高过滤效率。另外通过压榨还可以降低滤饼中的含液率。

　　② 滤饼洗涤

　　通常为了提高产品纯度，需对滤饼置换洗涤或搅拌洗涤，以除去残存的含杂质母液。该装置将上述两种洗涤方法组合在一起，提高了洗涤效率。

　　③ 干燥

　　过滤结束后，将主体设备倒转，固定在2—5℃的位置。干燥室传热面积大，能准确均匀地控制干燥温度。在真空干燥时，也可以处理热敏性物料。利用搅拌叶还可以在对混合粉体进行表面更新的同时进行干燥。

　　④ 排料

　　干燥后将出口置于最低位置，转动搅拌叶使粉体流动排出。

　　4.1.2 特点

　　① 在同一台密闭设备中可以进行过滤及干燥操作。

　　② 干燥室传热面积大，搅拌使物料混舟均匀，可在准确的温度控制下真空干燥。

　　③ 通过压延扳挤压滤饼，提高过滤效率。滤布残留滤饼也可落入干燥室干燥，损失少。

　　④ 采用机械密封，适于加压或减压揲作。

　　(5) 干燥室也可作为带有夹套的反应设备使用，以适用各种工艺的变化。

　　4.2 多功能真空式混合一造粒一千燥装置

　　这是一种多功能设备，其密闭容器可以进行混合、造粒、干燥、冷却等操作。

　　4.2.1原理

　　图8为装置的外形与结构。装置中的搅拌机上带有破碎机，加入其中的粉体用粘结荆适当地调湿，然后通过高速搅拌混合进行造粒。干燥可以采用热风、央套的传导传热或微波照射等方式。

　　① 旋转罐体可以混合原料。转速可在3-30rpm 变化，可正转、反转。当原料混合需要破碎时，可利用破碎机并使罐体半旋转。

　　② 造粒操作中，在旋转罐体的同时，使粘结剂溶液通过液体定量泵、空气喷雾器向原料喷雾、加温进行造粒。同时吹向内壁使粘附物剥落。

　　③ 千燥操作 . 在旋转罐体的同时直接通人120℃ 的干燥空气对造粒物通气干

　　燥，并借助于夹套循环温水间接干燥

　　④ 干燥后送入冷风可冷却造粒物。罐体内设鼹的箱型脉冲袋武过滤器(涤纶制)可防止干燥过程罐体内粉末损失。从混合至冷却，自动地用脉冲空气反冲以防止堆塞。

　　d.2.2 特点

　　① 所有工序均在同一设备内进行，污染的可能性小; 设备紧凑，成本低。

　　② 在真空下操作，粉尘爆炸的危险性小。采用真空吸入加料，操作客易，安垒卫生。

　　⑨ 干燥时间短，效率高。

　　④ 一人即可操作，节省劳动力。

　　⑤ 袋滤器装卸简便，罐体内粉末少，易洗涤。

　　4.2.3应用

　　适用于药品的颗粒剂、细粒剂.化工产品，台成树脂，陶瓷及食品工业的复合调味料、食品原料等。

　　4.3多功能造较一干燥一涂层装置

　　这种多功能造粒一干燥一涂层装置是以球形整粒机为母体，将层流和搅拌混合机构组合为一体的设备。

　　4.3.1原理

　　装置由热风、排风、喷流控制，涂层喷射，粉末送料器，清洗等单元组成。主体是直接处理粉末的造粒、涂层单元。图9为结构原理。在圆筒状容器内，设有多个不同直径的环状板，呈折叠状安装。在环状板间装有有空气通路并可转动的孔板。孔板上面设有倾斜的旋翼或转动旋翼，侧面有原料进口及排出阎，旋翼上方还有喷射器。孔板下面有空气导出管。孔板上方的粉末物料受到来FI孔板由中心向外的水平气流与倾斜旋樊车々功搅拌作用而形成环状涡流，通过从喷雾器喷出来的粘结剂或涂层剂的作用，可以得到所需粒形、粒径、密度的粒状产品。

　　4.3.2特点

　　① 具有混合搅拌、高速转动、层流等多种功能，可制取混合造粒、涂层的各种产品，对小批量多品种生产对象的适应性强.品种更换时问短。

　　② 调节空气量、温度、粘结液量和种类，涤层液量和种类等可获得不同粒形、粒径、密度的粒状产品。粒状可为球形至不定形，粒径为005-2ram，密度可为轻质至重质。零部件装卸简便，可在短时向内完成清洗。

　　④ 操作灵活简便。

　　5 新分离干燥技术

　　加热蒸发是至夸广泛应用于化工生产中的基本分离技术，然而在实际使用时往往会受到各种制约，即使只是将挥发成份与非挥发成份通过蒸发而分离这样简单的问题，也往往会因对象原液种类不同而成为相当困难的工艺过程。