壓力式噴霧干燥器的應用

李三華，張甲寶

（1.湖南環境生物職業技術學院，湖南 衡陽 421005; 2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡陽 421800）

壓力式噴霧干燥器的應用

李三華1，張甲寶2

（1.湖南環境生物職業技術學院，湖南 衡陽 421005; 2.湖南超牌化工有限公司，湖南 衡陽 421800）

本文介紹了壓力式噴霧干燥器的干燥工藝過程和原理。重點論述干燥過程的影響因素以及改進噴霧干燥工藝控制和操作、加強生產管理，并提出提高干燥熱效率的幾條措施，從而達到節能的目的。

壓力式噴霧干燥器；煤系高嶺土；干燥工藝；影響因素

壓力式噴霧干燥器是一種泥漿干燥設備，它具有控制簡便、干燥質量穩定、能耗低等優點，因而在現代陶瓷生產、非金屬礦深加工中，特別是在煅燒煤系高嶺土深加工被廣泛應用。針對目前能源日趨緊張的態勢，如何提高壓力式噴霧干燥器的熱效率顯得非常重要，因此，很有必要對壓力式噴霧干燥器進行研究，并在生產實踐中得出改進經驗，使得生產正常進行。

1 噴霧干燥器工作原理

噴霧干燥器是一種連續式泥漿干燥設備，由干燥塔、霧化器、柱塞泵、旋風分離器、布袋除塵器、引風機、卸料裝置、熱風爐、鼓風機等組成。將含水率為45%～60%的泥漿，由柱塞泵送入霧化器，霧化器將泥漿霧化成直徑為50～300μm的液滴群并與干燥介質(熱空氣)充分接觸，劇烈地進行熱交換，泥漿液滴脫水迅速被干燥至含水率小于1%的細粉料，并在重力作用下集聚于塔底，由卸料裝置卸出，含有微細粉塵的廢氣經旋風分離器收集，最細的微粉被氣流從旋風分類器上部帶出，再經布袋除塵器二級除塵，分離凈化達到符合排放大氣標準后，由引風機經風管排入大氣。

噴霧干燥器分為氣流式、離心式、壓力式三種干燥方式。在我國煅燒煤系高嶺土深加工生產中較為常用的是壓力式噴霧干燥器。

2 壓力式噴霧干燥器的干燥過程及影響因素

2.1 干燥過程

壓力式噴霧干燥器適用于低粘度、流動性好的泥漿，所得粉料粒徑較離心式的粗、容重較大、流動性好，能自動卸料。采用噴霧干燥器干燥煅燒超細煤系高嶺土粉體具有以下優點：①結構簡單緊湊，生產工藝簡單，節省設備投資；②粉料粒度分布均勻合理，含水量穩定；③干燥系統在負壓下工作，又配置了二級粉塵回收系統，可消除對環境的污染；④物料與熱空氣接觸充分，熱交換十分劇烈，能耗低；⑤維修方便，保養容易，噪音低，自動化程度高，工人勞動強度低。

低粘度泥漿由高壓柱塞泵通過噴嘴在干燥塔中下部向上噴射，因噴嘴的機械摩擦作用以及液滴群在熱氣體介質中高速運行時受到摩擦阻力和壓差阻力，使泥漿從噴嘴射出后被霧化成直徑為50～300μm的液滴群，熱氣體在塔內由上而下與泥漿霧化的液滴群逆向運行，霧滴上升至一定高度后下落，與氣流同向運動，因液滴群接觸面積很大又受到強烈擾動，熱量交換十分劇烈，故干燥效率高。

2.2 干燥效率的主要影響因素

2.2.1 泥漿粘度

泥漿的粘度大小對霧化起的霧化狀況、液滴群顆粒大小、所得粉料的容重、顆粒大小及產量、能耗都有直接影響。粘度高、霧化不良、產量低、能耗大；粘度低、霧化狀況良好、產量高、能耗小。

2.2.2 泥漿濃度

泥漿的濃度大小對所得粉料的容重、顆粒組成及產量、能耗等都有很大的影響，對于噴霧干燥來說，在其他條件(熱風溫度、粉料含水量、氣溫等)不變的情況下，泥漿濃度越高，單位時間粉料產量越高，能耗越低，但必須指出，提高泥漿濃度應在不妨礙霧化和解聚效果的前提下進行。泥漿濃度與干燥產量的關系見表1。

表1 泥漿濃度與干燥產量的關系

2.2.3 噴霧壓力

噴霧壓力主要影響噴射高度、霧化狀態，噴嘴的噴射高度和流量均隨壓力的增大而增大，在其他條件不變的情況下，壓力越大，霧化狀態越好，噴霧錐角變大，粉料粒度越細，干燥粉料水分越低。

2.2.4 進塔熱風介質溫度

進塔的熱風溫度主要影響粉料的含水量和容重，當其他條件不變時，進塔熱風溫度越高，則粉料含水量越小，如果過高，影響干燥塔的使用壽命，根據生產實踐測得，提高熱風溫度，可以提高干燥塔的產量，但要適宜。進風溫度與干粉產量、容重的測試結果見表2。

表2 進風溫度與干粉產量、容重的測試結果

2.2.5 廢氣排出溫度

廢氣排出溫度是較重要的參數，在其他條件不變時，廢氣排出溫度主要影響粉料的含水量，同時也反映噴霧干燥塔的熱效率。排風溫度過高或過低，其粉料過干或過濕，廢氣排出溫度提高，則粉料水分減少；另外進漿量減少，也可使排氣溫度提高，所以調節泥漿流量、柱塞泵壓力，可以靈敏地改變排氣溫度，從而影響粉料的含水量。表3列出了排氣溫度與干粉含水率的關系。

以上的影響因素不但直接影響粉料的性能和干燥效率，而且彼此之間也會互相影響、互相聯系，了解了這些影響因素后，通過調整噴霧干燥的工藝系數，就能有效地提高干燥效率，達到節能的目的。

表3 排氣溫度與干粉含水率的關系

3 提高噴霧干燥效率的措施

(1) 加入分散劑(又稱解凝劑、助磨劑)。

通過加入9400分散劑、六偏磷酸鈉、三聚磷酸鈉、水玻璃、純堿等來降低泥漿的含水率，降低泥漿的粘度，提高泥漿的流動性，所以在盡可能提高泥漿濃度的情況下，提高干粉產量，降低干粉的含水率，降低消耗。

(2) 提高噴槍高度，增加噴槍數量。

充分利用塔內上部溫度沿周圍分布均勻，保證塔內溫度穩定，粉料溫度均勻，含水率穩定。

(3) 改善霧化條件，提高干燥效率。

泥漿霧化不良，或霧滴與干燥介質之間接觸方式不佳，也會影響干燥效果，提高單位重量粉料能耗。

壓力式噴霧干燥中，想要得到符合要求的細小霧滴，必須選擇適當規格、材質與性能的分漿體、旋渦板與噴孔板等元件，噴槍安裝要正確，保證足夠泥漿壓力，及時檢查霧化情況并根據磨損情況定期更換噴孔板。同時采用口徑為φ1.2～2.0mm的多種噴孔板，搭配合理時干燥后的粉料粒度細小。

(4) 合理控制入塔熱風溫度和排出廢氣溫度。

經過長期的生產實踐證明，熱風進塔溫度控制在450～550℃，可靠近上限，排出廢氣溫度控制在120℃左右，但進風溫度不可過高，否則會燒壞熱風管道及分風器。

(5) 在不影響生產和設備運行的條件下，適當增加塔內負壓。

塔內負壓小時，進風管負壓也小，熱風爐往外噴火，不好操作，出現供熱不足，干燥塔內水汽排不出，粉料較濕，易出現粘壁現象。塔內負壓過高時，易造成熱風爐火焰斷火，爐溫不易保持穩定。因此，一般控制塔內負壓為200Pa左右。

(6) 加強保溫。

保溫效果不但影響能耗高低，還會惡化工作條件，選擇使用溫度高的、導熱系數低的，容重較小的較高級的隔熱保溫材料對送風管道和干燥塔進行保溫，減少熱量損失。

(7) 增強節能觀念，加強生產管理。

噴霧干燥系統能耗高的另一原因是人為影響因素，只有每個職工都樹立起節能意識和責任感，才能將節能工作搞好。另外，生產管理好壞對節能效果影響也很大。

4 結語

噴霧干燥器干燥系統在煅燒煤系高嶺土深加工中的應用，粉料含水率穩定，質量穩定，只有熟悉噴霧干燥器的結構、工作原理以及影響因素，在各方面共同努力下，才能提高干燥效率，促進煅燒煤系高嶺土深加工的發展，提高企業的經濟效益和社會效益。

[1]桐榮良三.干燥裝置手冊[M].上海：上海科學技術出版社，1983.

[2]化學工程手冊編輯委員會.化學工程手冊[M].北京：化學工業出版社，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)