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气流喷雾造粒干燥技术研究

时间:2016-1-23 14:21:00 来源:中国化工设备网

  化学工程气流喷雾造粒干燥技术研究庞兆信1罗建东2李呈广2林建衡2,梁霖生2(1广西林业勘测设计院,广西南宁530011 2广西玉林松脂厂,广西南宁537004)粒喷头结构、二级串联风力粉粒分离器、粉-膏转换器和三旋流喷淋降膜除尘器,攻克了造粒喷头、粉粒分离、粉-膏转换和微粉回收4个关键技术。

  产品造粒技术不但在化工,而且在食品、饮料、制药等行业获得广泛应用。喷雾法造粒分为离心、气流和压力3种。离心喷雾造粒雾化能耗相对较小,但雾化器的零部件加工、安装精度要求极高,维护保养费用较大。压力喷雾造粒能耗大,投资大,尿素、硝酸铵、合成洗涤剂等造粒属于这种工艺1131.气流喷雾造粒特点是造粒塔塔径小,与离心喷雾、压力喷雾造粒相比较,投资大幅度减少,造粒的电能消耗大,产品粒径偏小,粉尘较难回收。1工艺流程11工艺流程见所示。

  12造粒喷头与造粒塔的组合组合工艺见所示。图中标明了物料进入造粒喷头和干燥塔以及离开干燥塔时的工艺参数符号。

  1945-),男,工程师,长期从事林产化工企业管理、科研、咨询和设计工作,电话:(0771)2造粒喷头与干燥塔气流喷雾造粒的核心技术是造粒喷头。粉粒分离、粉-膏转换和微尘回收是关键性技术。

  21定目标函数优化值造粒达到的目标函数优化值有4个:①要求一次性生成的颗粒粒径100号泰勒筛(0147mm)筛析筛上物质量占总质量的比值,即成品率90;②每t产品的电能消耗100 h③产品含水率a的质量分数< 22因素与目标值关系分析Xa是产品质量指标值,XY、m.是受生产成本所制约的设定值。定性分析与X、Y、a、m.相关的因素有:①被造粒的物料(下称物料)质量分数W0提高,m.大,X随之大,Y减小,a升高,所以W0宜选大;②物料温度T.升高,粘度下降,利于雾化造粒,但T0不能到达物料的沸点;③物料的压力p0(MPa)升高,m0加,输送物料的能耗也加,内以不影响造粒喷头的热空气绝热膨胀正常运行工况为限14;④压缩空气的质量流量M0(kg/h)空压机的体积流量己是定值;⑤用于一次雾化的压缩空气(下称一次气)的质量流量为Mi(kg/h)―次气是造粒的主气,但Mi内造粒(干燥)塔的结构形式A造粒喷头的结构形式B 1干燥塔出口气(汽)体干球温度T4干燥用热空气的进塔温度T;1干燥用热空气的质量流量G(kg目标与因素关系用下式表达:23主要因素和水平值的确定体的温度T对X、Y、am0的影响。有关的试验数椐整理结果见表1、表2从表1看出造粒喷头一次性造粒粒径大于0175mm(80号泰勒筛)的颗粒质量分数占80以上。从表2看出,B3型的造粒喷头的造粒试验结果符合Xam0所规定的目标数值。

  表1造粒喷头造粒的颗粒粒径质量分布颗粒粒径分布实验号(20号泰勒筛)(40号泰勒筛)(60号泰勒筛)(80号泰勒筛)小计(大于80号泰勒筛号)表2造粒喷头一次性造粒成品率试验(造粒喷头结构型式B3)实验号干燥塔25工艺技术参数干燥塔的结构型式选,造粒喷头结构型式选B3被造粒的物料质量分数W0=60机额定排气量M0=3.气一次喷射气流量Mi= 58―61m3/1压缩空气一次喷射气压力灼=0.38―0.42皿3压缩空气一次喷射气温度T1=553-593IK压缩空气二次喷射气0.38MPa压缩空气二次喷射气温度T2=573-593IK干燥塔出口气(汽)体温度T= 360-373IK被造粒干燥物料的压力ph=0.20-025MPa被造粒干燥物料的温度T.= 363-368K干燥用热空气进塔温度Ti=543-573IK2 6达到的目标值―次性造粒的产品成品率X>90,每吨产品的电能消耗Y= 951051Wh产品含水率6.目前使用的不同形式的风力分离器易造成颗粒破碎,对机械强度低的粉粒分离是极不适宜的。机械筛分、水力分离不适用于本物料的颗粒分离,所以只有选择风力分离。本试验研制出一种“二级串联粉粒风力分离器”,无运动机件,既不同于机械筛分,也不同于一般的风力分离器,特别适用于机械强度低,具有强烈吸水性和吸水后表现出大的粘性物料的粉粒分离。有关试验数据见表3其结构原理见ZL002318563专利所述。

  表3二级串联颗粒风力分离器分离试验数据Table3Experimentaldabofseparaor料质量也g总质量粒径>80号筛的质量输出物料质量/kg从二级分离器输出的质量>80号筛<续表3一级二级粒径< 80号泰勒筛的颗粒的分离效率产品中粒径>80号筛的质量所占的比例粒径< 80号筛的颗粒的分离效率二级串联颗粒风力分离器的分离效率4尾部微粉回收技术微粉除尘回收涉及产品成本和环保。本试验研究了一种新型的湿式除尘回收器“三旋流喷淋降膜除尘器”,其特点是:①结构简单无运动件,加工维护方便;②运行时喷水所造成阻力仅有数十帕;③喷水量为0. 25-035Lm3气体;④回收粉尘的循环水的乳液质量分数可高达15,且可控制无泡沫产生;⑤一次性除尘效率达到98.由于这种高质量分数乳液可返回作为工艺水使用,所以除尘用水与工艺用水能达到供求平衡,实现无废水向环境排放,同时产品回收率提高到98.5.其结构原理见ZL00238157 1专利所述。

  5粉膏转换技术研制出一整套粉-膏转换组合工艺设备,其工艺原理表述为:进入旋风分离器中的粉尘,经气固分离后大部分被捕集落入带有搅拌装置的可喷射热水的粉-膏转换器内,与此同时用泵把需要造粒干燥的膏状物料打入粉-膏转换器内,与粉初次混合后进入带有夹套加热的螺旋搅拌器内继续搅拌混合,后通过磨浆机,完成粉-膏转换操作。

  6结论气流喷雾造粒喷头结构简单加工容易,无运动件,耐用,维护费用低;一次性造粒粒径大于100号泰勒筛的质量所占的比例达到90二级串联粉粒风力分离器无机械运动件,完全靠从干燥塔出来的工艺热风实现颗粒分级,能保留颗粒的原有粒径,产品成品率高。总的分离效三旋流喷淋降膜除尘器除尘效率高,用水量少,循环水除尘形成的乳液浓度高,动力消耗小,解决了除尘用水与工艺用水的供求平衡问题,实现工艺废水零排放的目标,特别适用于能溶于水的易发泡沫的物料除尘和回收。

  与国内外同类或相似技术对比151,气流喷雾造粒无机械输送、风冷、老化、筛分工艺过程,可使造粒与干燥2个操作同时完成。

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