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喷雾干燥机设计方案的确定依据

喷雾干燥机设计方案的确定依据

信息来源: | 发布日期: 2016-08-29 | 浏览量:86
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  喷雾干燥技术发展到现在,在许多领域都已经完成了工业化,从干燥设备角度看,可以说它既是通用设备又是专用设备。不仅对数以千计的物料进行了干燥,并且达到了预期目的。喷雾干燥技术研究内容已不仅是化学工程的传质传热和机械问题,而是把将要干燥物料的复杂性质和不同的要求也作为研究的内容,这样设计的干燥机具有针对性和专用性。所以一个成功的设计方案应该是干燥机的设计者和使用者共同完成,是双方相互配合的结果。这是因为待干燥物料的各种性质,往往设备使用者比设计者更加了解,对产品指标的要求,也是由操作者提出。也就是说,许多设计的原始数据都首先由使用者提出,而设计者只是根据自己掌握的专业知识^大限度地满足使用者的要求而已。这样说来,使用者应尽可能详细地向设计者提供有关物料的资料和对产品的要求,这是非常重要的。

喷雾干燥机设计方案的确定依据
一、料液的性质

(1)原料在可用泵输送下的^高含固率。
(2)表面张力。
(3)料液粘度。物料的粘度涉及到输送方法、雾化器形式等方面的问题,目前应用的三种雾化器适应物料的粘度是不同的。
(4)热流动性。有些物料,在常温下呈糊状或膏状;但当加热到某一温度后就出现良好的流动性。如有这样的性质,对系统要增加加热设备或保温设备。也可能为物料管路伴热管。
(5)触变性。有些物料,在静止的状态下也呈膏糊状,但在搅拌的情况下会出现流动性,可以顺利输送,在系统中增加打浆设备或搅拌设备。
(6)溶剂(湿分)种类。对于绝大多数物料的湿分都是水,但特殊情况下也有一些化学试剂,这对于采用哪一种气体进行载热、载湿,或气体中湿分的处理方法(排空,或回收)的方案都起重要作用。
(7)化学特征。物料及湿分的腐蚀性,易燃易爆性,或有毒有味的特征在干燥方案确定之前应特别重视,系统操作方案的确定在很大程度上取决于物料的化学特征。
(8)物料状态。待干燥物料是以溶液形式还是以悬浮液形式存在,它决定在进入雾化器前是否需要过滤以保证正常雾化。
(9)湿分的存在形式。物料中的水分(因水的情况^多,以水为例)有结合水、结晶水或机械水,这些水蒸发时消耗的能量是不同的,在产品含水率要求严格时更应注意。
(10)料液温度。

(11)物料的热敏温度。从传热的角度考虑,喷雾干燥的操作温度越高越经济,高温操作使设备投资和运转费用都较经济。但绝大多数物料都有^高的允许温度,热空气的进口温度和出口温度对产品质量都有影响,在允许的情况下温度下工作是^经济的,它是工艺设计的主要依据。
二、自然条件
设备都是有固定安装地点的,安装地自然环境是设备工艺计算的基础。
(1)安装地的年平均温度。年平均温度是设备热量衡算的基础数据,是设计干燥系统换热设备的重要参数。
(2)安装地的年平均相对湿度。空气的年平均相对湿度是物料衡算和热量衡算的参数,比如在相同蒸发水量的情况下,用湿含量较高的空气做载湿体消耗量就增大。
(3)安装地点。设备的安装地点在室内还是室外,涉及到设备保温厚度,如果高塔形的大型喷雾干燥塔,安装在室外还要注意当地的气象条件,如风的等级等和抗震要求。
三、产品要求

产品的要求是使用者^关心的,在设计之前必须将对产品的具体要求详细提供给设计者的,主要包括以下几个方面。
(1)生产能力。喷雾干燥系统中所有设备都与生产能力有关,它决定系统的规模投资及运转费用,是物料衡算和热量衡算,设备制造的基础。
(2)产品的残余水分。在一般情况下,^于的产品很难生产,一般的产品都有规定的含水范围,在允许的情况下,产品含水率高一些可以降低设备的有效高度和生产费用。
(3)产品的粒度及分布。作为粉体产品,对产品的粒度及分布都有特定的要求,三种雾化器产生雾滴的粒度不同,应根据产品粒度要求确定雾化方法。
(4)产品密度。产品的密度指的是堆密度,同前面提到的相似,粒度不同导致产品的密度也不同。

(5)产品的收率。喷雾干燥的产品是经过气固分离后得到的粉粒状产品,在这一过程中总会有少量损失,对特别昂贵的产品要求有较高的收率,对收集方法要进行特殊设计,同时,也涉及到风机的造型。
(6)吸湿性。有些粉状产品如某些无机盐类在自然环境中极易吸收水分,从干燥室出来时含水是合格的,但在包装的瞬间就可能吸收空气中的水分,对于这类产品要在包装过程中避免与空气接触,以防吸湿。
(7)卫生要求。对于医药类、食品类等产品,卫生标准^严格。干燥这类物料要对空气进行严格过滤,雾化过程中不能带入任何杂质,操作方法也^好采用微正压,出料方法的设计也应满足卫生要求。
四、环保要求
(1)设备的振动。喷雾干燥系统需配备风机等动力设备,大型的喷雾干燥机风机也是很大的。风机以及各类泵的振动对工厂环境及建筑物都会产生影响。在设计及选型时应有减振措施。
(2)噪声。这里所提到的噪声主要是风机的噪声,特别是高压风机,噪声有时会达到$&&’( 以上,长期在这种环境下工作身心会受到一定的损伤,另外产生很强的噪声也是环境保护所不允许的。所以对高压风机等产生强噪声的设备应进行消声处理。
(3)排放气体要求。排放气体主要包括两部分,一部分是有燃烧热源时产生燃烧气体的排放,有些工厂性质不同或地理位置不同,对其排放有特殊要求。另一部分是尾气的排放,这种情况多取决于粉体性质,一般情况下,能对人身和环境造成危害的粉体在尾气排放时要求比较严格,不同粉体尾气的排放含尘量要求也不同。前面提到的是从收率的角度出发,这里提到的主要是从环境保护的角度出发。
  前面提到的是使用者对设计者提出的具体要求,同时还要提供必要的支承条件,如产品的标准样品及检测标准允许的占地面积,空间高度,设备可能安装位置,可以提供的热源种类等。
  设计者根据使用者提出的要求以及基础条件进行实验求取必要的设计数据,向用户提出初步设计方案,其中包括设备形式、占地面积、占用空间、基建条件、能源种类、操作方法、控制手段、设备投资及运转费用等,有时双方要经过多次研究才能确定出^佳方案。
  以上内容是喷雾干燥机设计之前所必须了解的内容,决不可忽略,是喷雾干燥机设计方案成功的关键所在。这些设计前的准备工作要求细致、认真、实事求是,只有这样才奠定了成功设计的基础。

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