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        閃蒸干燥機|槳葉干燥機|流化床干燥機|噴霧干燥機-濟南華駿節能技術有限公司

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        我國染料行業干燥設備的發展趨勢

        2015-5-7 {$Site_Field_comname$} 6

        我國染料行業干燥設備的發展趨勢 

          我國染料行業干燥設備的發展趨勢 近年來,中國的染料工業發展十分迅速,一躍成為世界染料生產第一大國。2004年我國的染料產量約為60萬噸,已經成為世界染料生產的重要基地。我國加入WTO后,給染料生產帶來了前所未有的機遇。一方面,我國成為世貿組織正式成員國后,可以相對公平合理地參與世界貿易競爭。這將增加我國紡織品出口額,也帶動了染料的消耗。另一方面,隨著我國對外貿易政策與世界接軌,也推動了染料的出口。近年來,世界染料工業發達的國家在逐年減少染料的生產量,客觀上也為我國染料工業的發展帶來了機遇。 

          眾所周知,染料的生產需要各類干燥設備。染料產量的擴大必然需要大量的干燥設備,許多新型干燥設備在開發成功后,都首先在染料行業應用,染料行業所需要主干燥設備型式和規格相對其他化工行業是比較多的, 國內許多干燥設備生產企業也是從這一領域起步的。我國從上世紀50年代曾經從原蘇聯引進耙式干燥機,70年代從日本、丹麥進口的噴霧干燥機,80年代從丹麥進口的閃蒸干燥機(旋轉快速干燥機),90年代從日本引進的槳葉干燥機,今天這些設備都已國產化。干燥技術的發展不僅使干燥設備不需要再從國外引進,而且也有力地推動了染料商品化技術的發展。國產染料的劑型、溶解度、潤濕速度等許多應用性能提高都與干燥技術和新型干燥設備有關。   但是我們也要看到,當前染料行業中干燥設備所出現的問題仍然比較多,這主要是設備制造廠家對染料的加工工藝不了解所致。染料干燥是工藝性很強的操作過程,原染料品種繁多,商品指標復雜。近年來隨著市場需求的變化,染料干燥的難度越來越大。例如,過去商品分散染料強度大多數要求100%,現在則要求200%,這就意味著助劑的加入量在減少而染料的耐熱性能也隨之下降。如果加工配方質量不佳,干燥的難度會更大。過去干燥設備廠往往需要染料廠提供被干燥物料的理化指標,如果染料廠無相應經驗,所提供的參數很難保證是最恰當的。這給干燥機的設計、制造帶來麻煩。因此加大對干燥工藝過程研究的力度也是十分必要的。 

          一、當前國內染料干燥特性的研究狀況 

          干燥在染料生產中是十分重要的單元操作,因為干燥在這里不僅是簡單的固液分離過程,更重要的是染料生產過程的最后一道工序,產品的質量、劑型在很多情況下取決于干燥技術和設備的綜合運用水平。從經濟角度考慮,干燥機價格昂貴,工程投資較大。但干燥又是高耗能過程,熱效率在1580%這樣大的范圍內波動,而設備的運轉費用與干燥機的設計選型有非常密切的關系,所以染料廠的決策者對此歷來都十分重視。染料的品種有許多,經常生產的也有450余種,它們的理化性質又有很大差異。甚至同一品種不同的生產工藝、同一品種不同的產品要求,導致干燥條件可能都有區別,所以就造成了干燥的復雜性。由此可見,染料的干燥較其它產品具有更高的技術性。 

          染料干燥是一個熱過程,屬于化工單元操作,這一點與其它物料基本一樣。并沒有大的區別,但染料的干燥又有它的特殊性:首先染料是精細化工產品,物料有熱敏性,對操作溫度十分敏感,有些物料干燥溫度范圍甚至不能超過±5℃,否則就會發生質量問題,所以對操作條件要求嚴格。其次染料品種多,前面已經提到,染料經常生產的品種多達幾百種,加上染料中間體就更難統計。生產規模小,年生產量200-300噸在絕大多數,所以生產成本相對要高一些。三是染料裝置更換品種頻煩,現在許多染料廠一臺設備在一年內要多次更換品種。大家知道,我國的染料都有嚴格的質量標準,經常更換品種相互交叉污染很難避免。每當更換品種要經過反復沖洗,有時甚至要重新更換管路或一些設備,所以干燥設備的設計,從流程到結構都要考慮到這一特殊性。四是染料生產對環境污染嚴重,固狀染料極易揚塵,對生產車間或廠區環境容易造成污染,如果染料廠在居民區、風景區附近更要注意生產裝置和排放氣體的可靠性。五是染料干燥是集科學、技術和藝術為一體的單元操作過程,操作經驗在某種情況下會起重要作用,因為操作時許多參數間相互關聯,在一定范圍內可能起積極作用,超出某一范圍內可能會有不良結果,所以操作經驗不可小視。 

          綜上所述,在設計干燥機之前,應撐握下列條件:首先要弄清原染料本身性質,包括原染料的色光、強度、流動性、粘度、表面張力、含固率、粒度、親水性、密度、擴散性能、耐熱性、熔點、PH值、毒性、可燃性、含溶劑種類、對金屬敏感性等。其次要注意染料廠提出的產品要求,包括產品的含水率、粒度及分布、色光、強度、 潤濕性能、溶解度、高溫分散穩定性、堆積密度、不溶物含量、外觀、收率、揚塵性等。除此之外,還可能有其它特殊要求。三是充分考慮設備安裝的客觀環境條件,包括安裝地的空氣濕度、年平均溫度、最低溫度和最高溫度、環保要求等。此外還有設備型式、熱源種類、設備材質、投資費用、熱效率、控制水平等因素。 

          二、國內染料行業常用的干燥設備 

          (1) 壓力式噴霧干燥 

          壓力式噴霧干燥機(因設備高大而呈塔形,又稱噴霧干燥塔)在染料干燥中使用最為普遍。因為壓力式噴霧干燥機的產品成微粒狀,一般平均粒度可以達到150200mm左右,在產品中不需加入防塵劑就不起粉塵,而且產品的流動性、潤濕性等應用性能均優于粉狀,所以深受用戶的歡迎。從而也確定了它在染料干燥中的主導地位。結構設計是保證干燥機的性能達到最佳狀態,操作維修方便。干燥機的結構設計包括: 

          塔頭設計,其中包括進風型式、進風管直徑、整流型式、整流板數、開孔率及間隔、上錐體高度、傾角等;干燥室開孔設計,開孔設計應保證操作方便,氣密性能好,不積料,不粘壁。其中包括檢修孔、測溫、測壓、測速孔、視鏡、噴嘴孔等

          塔底設計,塔底設計應保證最大限度地氣固分離,主要包括確定下錐體高度、傾角、出料型式、排風型式及排風管尺寸等。除此之外,還應設計清掃裝置,如氣掃、氣錘、電錘等。壓力式噴霧干燥機的設計應特別注意染料的熱風進口溫度與物料停留時間的關系。 

        (2)氣流式噴霧干燥 

          氣流式噴霧干器的優點:一是氣流式噴霧干燥機產品可以達到2060mm的細度,因此,可以獲得比其它兩種干燥機更細的產品;氣流式噴霧干燥機較其它兩種干燥機有更大的操作彈性,操作也比較方便;二是噴嘴可以霧化較高粘度(與其它兩種干燥機比較而言)的物料,可以將染料濾餅直接干燥,對于觸變性物料更合適,因此,有較大的適應范圍;在三種噴嘴中,只有氣流式噴嘴可以進行下噴上操作,能夠降低廠房的高度,增加物料在塔內的停留時間,對耐高溫物料比較合適;噴嘴無轉動部件,制造費用很低,維修更換都很方便;物料不易堵塞噴嘴,對漿料過濾的要求比較低。氣流式噴霧干燥的缺點是霧化不易均勻,造成產品粒度分布不均,下噴上式更為明顯,因此,應根據產品粒度要求酌情考慮。 可以這樣認為,氣流式噴嘴在干燥機上的安裝位置比另外兩種都靈活,上噴下、下噴上、中間插入都可以,與熱風的運動方向可以對流、并流、混流。目前氣流式噴霧干燥機已向多級組合干燥的方向發展,就產品質量而言,與其它兩種干燥機相比不占優勢,所以只有少數早期制造的干燥機在運轉。隨著新型干燥機的出現,對氣流式噴嘴還要進一步開發,使其發揮更大作用。氣流式噴霧干燥應注意空塔氣速與塔形的設計,以防渦流而導致物料粘壁。

        (3)離心式噴霧干燥機 

          離心式噴霧干燥機在染料干燥中發揮越來越多的作用,特別是蒸發水量大的干燥機采用離心式噴霧干燥更為普遍。離心式噴霧干燥主要取決于霧化器,這種霧化器有轉動部件,液體通過高速旋轉霧化器產生的離心力使物料在瞬間得到霧化,因此稱為離心式噴霧干燥。離心式噴霧干燥機塔身短,長徑比為0.9111,同前兩種相比,可以大大降低廠房高度;系統中沒有高壓設備和高壓管路,給設備的制造、安裝帶來許多方便;生產彈性大,離心式霧化器生產彈性大,處理量在很寬的范圍內仍有很好的霧化效果;離心式霧化器主要是噴嘴線速度保證物料的霧化,通過調節霧化器的線速度能夠很方便的得到不同粒徑的產品;霧化器噴嘴孔徑大,工作時不易被物料堵塞,對物料的過濾不那樣嚴格?;谏鲜鲈?,離心式噴霧干燥機應用比較廣,在許多染料、顏料、染料助劑的干燥中被廣范應用。離心式噴霧干燥設計時應確定好轉盤線速度與塔徑的關系。 

          (4)載體流化床干燥機 

          載體噴霧流化床干燥機也稱媒體噴霧沸騰干燥機,它是根據噴霧技術、流化技術的原理設計而成,可以連續干燥漿狀或糊狀物料。主要有空氣過濾、加熱器、流化床、旋風分離器、布袋除塵器、引風機、輸料泵和料槽等組成。流化床內充填著直徑為數毫米的可流化惰性載體(多為玻璃珠或瓷珠),故亦稱惰性載體流化床干燥機。載體噴霧流化干燥機的特點是降低了噴霧干燥機的高度,可以對漿狀物料和高粘度物料(20Pas以上)進行干燥。載體干燥機又分為流化載體干燥機、噴霧流化載體干燥機和振動載體干燥機幾種形式。物料在載體上形成很薄的液膜,而且兩面受熱,故其干燥過程迅速,物料不易過熱,所以部分染料及中間體可以用它干燥;對于難干燥的粘性物料,由于在薄膜化條件下干燥,水分擴散將大大加快,所以同樣能達到理想的干燥效果;設備占地面積小,熱效率高。同烘箱相比,脫水成本下降4倍,同噴霧干燥相比,設備投資少了許多,可用在噴霧干燥難以進行處理的、干后成脆性物料的糊狀物料的干燥。

         (5) 槳葉式干燥機 

          槳葉式干燥機是一種以熱傳導為主的臥式攪拌型干燥機。因攪拌葉片形似船槳,固人稱槳葉式干燥機,也稱槽形干燥機或攪拌干燥機。國外對槳葉式干燥機國外已經開發多年,目前這種機型以日本株式會社奈良機械制作所為代表,現已開發出雙軸和4軸兩種結構、10多個規格的系列產品。 槳葉式干燥機的攪拌軸和焊接在軸上的槳葉都是空心結構。槳葉的形狀為楔形空心半圓形,可以通入傳熱介質,槳葉除了起攪拌作用外,也是設備的傳熱面。槳葉呈三角形,兩個主要傳熱面的側面成斜面,當物料與斜面接觸時,隨著葉面的旋轉,物料很快就從斜面滑下,產生自潔效果,使傳熱面不斷更新,從而強化了傳熱效率。槳葉的三角形底部設有刮板,可將沉積于殼底的物料刮起來,防止干燥室內的物料產生死角,使產品水分均勻。干燥加熱介質可以用蒸汽,也可以用熱油或熱水,但使用載熱體相態不同,其軸的結構也不同。干燥所需熱量依靠夾套及槳葉壁面進行傳導傳熱,而不是由氣體對流直接傳遞熱量,這樣在干燥過程中空氣用量很少,所用少部分空氣也僅僅是為了帶走物料中的水分。槳葉干燥機避免了熱量的流失,熱效率高達8090%。 槳葉式干燥機傳熱面有葉片、攪拌軸、壁面等幾部分,而且葉片的傳熱面占很大部分,所以設備結構緊湊,單位容積傳熱面積大。另外,攪拌、混合使物料劇烈翻動,從而獲得很高的傳熱系數,一般可以達到120350W/m2 K,因此占地面積和空間都很小,節省了廠房基建費用。干燥過程氣體用量少,流速低,被氣體帶走的粉塵量少,所以干燥后氣體粉塵回收方便,回收設備體積小,可以節省設備投資。對于需要回收溶劑的干燥過程,可以大大提高溶劑濃度。由于槳葉結構特殊,物料在干燥過程中交替受到擠壓和松弛,強化了干燥過程。干燥室內物料的充滿率很高,可以達到8090%,物料的停留時間通過調節加料速度、攪拌軸轉速、物料充滿度等參數完成,從幾分鐘到幾小時內任意調節。另外,物料在干燥機內從加料口向出料口運動基本呈活塞運動,停留時間分布窄,因而產品含水均勻。有些物料在干燥過程中要通過粘滯區,應注意此類物料粘壁現象的發生。 

         (6)旋風干燥機 

          這種旋風干燥機由德國赫斯特公司(Hoechst)首先開發成功,它基于獨特的原理,填補了氣流干燥機和流化床干燥機的不足。旋風干燥機由帶有加熱夾套的筒體和干燥室內數個環狀擋板構成,干燥室內被環狀擋板分成幾個小的干燥室。熱空氣和濕物料從干燥機底部進入干燥室,在與熱空氣傳質傳熱的同時又受旋轉氣流的作用進行螺旋上升運動,從干燥機中央開口處向干燥室上方移動。粉體環狀的旋轉流同時從下部干燥室開始旋轉,由于連續不斷加入新物料,干燥機很快被流化狀態的物料充滿,上部干燥室開始過量,小的粒子不斷溢出,按順序大粒子也不斷上升補充位置。大粒子在上升的同時受到相互間的碰撞和摩擦,顆粒不斷減小,當減小到一定尺寸,水分蒸發到一定程度后溢出。還有一種動態現象,由于離心力的作用粒子不斷接觸器壁,在這里,粒子轉動速度下降,甚至停止轉動。由于重力作用,返回中央擋板開口處,再一次隨旋轉氣流運動。這樣,每個小干燥室達到相同粒子濃度,物料就從干燥機上部排出。旋風干燥機有兩種傳熱方式,一種是來自熱空氣的對流傳熱,另一種是來自夾套的輻射傳熱。熱氣體與粒子的分離、分散所造成的速度差,在粒子表面強化了傳熱過程。干燥機也起到了分級作用,微小的粒子容易被熱氣流夾帶,所以停留時間短,被反復強烈地進行分散、分級的大粒子停留時間相對延長,這樣,粒子越大,在干燥機內停留的時間就越長,能夠保證產品含水率一致性。 物料在干燥機內的停留時間可以由物料的加入量控制,一般停留時間在15-30秒鐘之間,對于粉體,這樣的時間足夠了。旋風干燥機干燥用熱氣體與被干燥的物料以高速切向進入干燥機產生旋轉運動為特色,氣體和物料在干燥機內向上運動。由于經過數個擋板而發生壓力損失,從而使角速度下降,結果就會造成系統產生較大壓力降。軸向流的壓力損失隨所含物料量的增加而增加,在旋轉流情況下隨著粉體量的增加壓力損失增大。因為沿壁面旋轉的粒子因壁面有較高的摩擦損失,所以角速度急劇下降。

         (7)耙式干燥機 

          耙式干燥機在化工生產中應用已有80多年的歷史,耙式干燥機適合在真空條件下干燥熱敏性、或含有機溶劑的物料。它的特點是能耗小,熱效率高,可以達到80%。操作方便,適應范圍廣,雖然耙式干燥機是一種比較古老的機型,但結構和功能不斷開發,至今仍是染料廠主要干燥設備之一。在國外許多大染料廠,如卜內門、拜爾、赫斯特、巴斯夫、汽巴-嘉基公司等仍有大量的耙式干燥機在使用。在我國的染料干燥設備中,耙式干燥機是除烘箱以外使用最早的干燥設備,現在仍占干燥設備的30-40%。過去耙式干燥機主要從原蘇聯進口,幾十年后,這種現象早已不復存在,不但已經國產化,而且可以制成許多型式、不同規格的耙式干燥機。 

          (8)旋轉閃蒸干燥機 

          為解決化學工業中高粘性膏糊狀物料的干燥問題,1970年研制成功了旋轉閃蒸干燥機。但是,“70”型旋轉閃蒸干燥機有許多不足之處,主要是粉末容易進入高溫區,造成物料過熱凝聚,旋轉部件的機械穩定性差。1978年對“70”型進行了改造,“78”型雖然有較大的進步,但也存在粉末床層不穩定,出口溫度和產品殘余水分波動等缺點?,F在我們所見到的結構基本是經過兩次大的結構改進以后的機型,稱之為“83”型。閃蒸干燥機作為一種新機型,有其它干燥機不能與之比擬的優點,它一出現就引起了各大化學公司的濃厚興趣,旋轉閃蒸干燥機目前以丹麥安海達諾公司為代表,現在已有70多臺設備在10多個國家在的大公司應用。 

          閃蒸干燥是一種帶有旋轉粉碎裝置的豎式流化床干燥機,能同時完成物料的干燥、粉碎、分級等操作。設備主體為圓筒形干燥室,由底部的粉碎流化段、中部干燥段、頂部分級段組成。底部粉碎段裝有攪拌器,攪拌器轉速通過外部電機進行無級調節。攪拌器有兩個作用,帶動從分配室進入干燥室的熱空氣產生高速旋轉的氣流形成流化床層。另外,對物料產生強烈的攪拌和粉碎作用,強化了傳質傳熱,加快物料的干燥速率。在干燥機底部設有蝸殼式空氣分配室,使切向送入的熱空氣通過環狀導向縫隙均勻進入干燥室。在干燥段設有螺旋加料器,加料器由調速電機拖動,通過變頻器調節轉速,頂部分級段有一個分級環,根據產品的粒度要求更換合適的分級環。   根據閃蒸干燥機的結構,可以把工作過程分為破碎、氣固接觸、干燥、分級等四個階段,這四個工作過程也是其它干燥機所不能同時具備的。破碎指在膏糊狀物料的干燥過程中,物料進入干燥機后立即受到攪拌槳葉和高速氣流的破碎,以最大限度地增加物料的分散度和單位體積濕物料的比表面積。氣固混合干燥指干燥機的攪拌槳把物料破碎并產生彌散作用,同時進入干燥機的空氣也處于高度湍動狀態,很快達到氣固混合。同時塊狀物料在重力作用下向下隨落,由于干燥機底部為倒錐結構,氣流的速度很大,最高可達60m/s,能保證塊狀物料處于良好的流化狀態而被熱空氣包圍。 物料粉碎后,被來自底部高速旋轉的熱氣流吹起,在干燥室內形成了一個相對穩定的流化層,在物料與熱空氣之間進行傳質傳熱的干燥過程,大部分水分在這一階段蒸發掉。含水率高,表面積小的物料密度大,在干燥室內向下墮落,由于底部的氣速高,下落到一定距離后下落速度為零,此時重力與浮力平衡。物料受到進一步破碎和水分蒸發后浮力大于重力,物料開始向上運動,通過分級后排出干燥機。 分級器是裝在干燥機頂部的環形擋板,物料隨氣流上升,由于受到離心力的作用,大塊、未干的物料受離心力作用旋轉半徑增大,當旋轉半徑大于分級環半徑時被擋在干燥室內,直至滿足要求才能通過分級器排出干燥機。當物料加入到干燥機后,物料處于旋轉的流態化狀態。團塊受到粉碎后直徑迅速減小,水分被蒸發。物料在氣體的夾帶下作螺旋上升運動,粒徑較小較干的物料在內環,較大較濕的物料產生的離心力大在外層靠近器壁。但外層的大顆粒在不斷被粉碎干燥,離心力變小后也在向內環運動,當水分滿足要求后被氣體帶出,在干燥室內任一截面的壓力變化:旋轉半徑r和壓力P之間的關系,旋轉半徑越小,壓力越低。在干燥室中心處r=0,壓力P也最低。在器壁附近壓力最大。對于直徑為f的小顆粒,由于壓力隨半徑的增大而增大,徑向壓力分配不均,小顆粒向中心處運動,大顆粒由內向外干燥機邊緣運動,因此干燥后的小顆粒被氣流從干燥室中心處帶出,而大顆粒沿邊緣向上運動后被分級環擋住不能逸出,從而保證產品質量。 在干燥機工作過程中上述四個階段并不是獨立進行,只是為研究方便和敘述需要把幾個過程分別介紹。

         (9)薄膜—流化床干燥機 

          漿狀染料經螺旋加料器定量加入干燥機,干燥機頂部安裝有轉速為350rpmr的甩盤,物料落到轉盤上被甩到有蒸汽夾套的器壁上,安裝在攪拌軸上的刮刀刮成薄膜狀。高溫器壁向薄膜物料傳導熱量,使其在很短的時間里干燥至水分含量為15%左右,然后被刮刀刮下,降落到底部料斗中。利用熱空氣通過收縮管產生的負壓將物料吸入流化床干燥機。在流化床底部有一個粉碎裝置,把物料粉碎后在流化床內與熱空氣充分熱交換,使物料含水率達到要求。然后從流化床排出,經撲集后與氣體分離。

         (10)氣流—沸騰干燥機 

          含水率為56%的物料經加料器定量進入氣流干燥機中,由于系統為正負壓操作,在螺旋加料器末端有一段空螺旋作為料封,并在軸端裝一個槳葉攪拌器使物料松散拋入床層。在床層設有不銹鋼絲網,上面鋪有玻璃珠(這里放的玻璃珠的目的與惰性載體干燥機放置的玻璃珠目的不同,載體干燥機作為傳熱和剝落物料之用,而這里主要起均風作用)??諝饨浖訜岷筮M入加熱管把物料預干,細粉被吹出后進入第二級錐形沸騰床,干燥后從出料口排出。

        (11)二級氣流干燥機 

          大多數物料的干燥大體都可以分為恒速干燥和降速干燥兩個階段,大量的水分都在恒速干燥階段除掉,恒速干燥速率取決于物料表面水的氣化速率。用高風速,大風量把干燥汽化的水蒸汽從物料表面帶走是提高干燥速率的基本措施,而降速干燥速率則取決物料的性質、傳質速率和熱推動力。受物料內部水分向外遷移速率的限制,提高熱風溫度是提高降速階段干燥速率的重要途徑。這樣就出現了兩種結果,第一階段尾氣是低溫高濕氣體,接近飽和狀態,已無納濕能力,無干燥推動力,不能再起干燥作用。而降速干燥階段尾氣是高溫低濕氣體,如果把這部分氣體回收,用來進行第一階段干燥,仍可起到干燥作用。兩級干燥利用這一規律,把物料的兩個干燥階段分別在兩個設備中進行。將第一階段干燥尾氣排掉,第二階段尾氣回收,使系統排出的氣體接近飽和狀態,從而達到節約能源目的。物料隨熱空氣進入風機,被分散后與空氣充分混合后進入第一級干燥機。恒速干燥階段結束后第一階段尾氣經分離后排出,物料進入二級干燥機。此時恒速干燥結束,降速干燥開始,二級干燥結束后尾氣返回風機重新進入第一階段干燥。系統成正負壓操作,據介紹,該系統單耗低于1.32kg蒸汽/kg水,節省熱量為2040%。 

          (12)槳葉式干燥機串聯系統 

          根據物料干燥的特點,日本最近推出了槳葉式干燥機串聯系統。我們都知道,槳葉式干燥機是在耙式干燥機的基礎上開發成功,但槳葉式干燥機與耙式干燥機相比,在槳葉、攪拌軸等結構中通入載熱體從而增加了傳熱面積,采取對流和傳導兩種傳熱方式,所以它比耙式干燥機有更高大生產能力,用兩個干燥機串聯使用,使干燥過程更合理。第一級是恒速干燥階段,物料的大量水在這一階段脫掉,等到進入降速干燥階段時進入下一級降速干燥機,經過這樣的干燥過程使系統操作更靈活, 

          (13)噴霧帶式干燥機 

          噴霧帶式干燥機是尼羅公司開發成功的新型干燥機,它綜合了噴霧干燥機和帶式干燥機的優點,適用于可流動液體物料的干燥。 噴霧帶式干燥機主要有噴嘴(霧化器)、噴霧干燥室、傳送帶、傳送機構、帶式干燥(冷卻)室組成。液體在高壓泵的作用下進入壓力式噴嘴進行霧化,鼓風機噴入的空氣經加熱后進入干燥室,與霧滴并流向下并進行傳熱傳質。霧滴表面水迅速蒸發并形成微粒半干產品(含水率約20%)落到傳送帶上,至此第一級干燥結束,并開始第二級干燥。傳送帶的運動帶動落在其上的微粒移動,進入二級干燥室。一般經幾分鐘的時間殘余水分在二級干燥階段被除去,如產品有特殊需要,在出干燥機前還可以進行冷卻處理。尾氣穿過傳送帶經除塵器分離后排空,產品經分級后包裝或進入下一道工序。傳送帶的速度可調,可根據產品最終含水率的要求進行控制。噴霧干燥機同帶式干燥機組合在一起后,克服了噴霧干燥機設備高大的缺點,同時也打破了帶式干燥機不能處理流動性物料的局限,使它們的長處得以充分發揮。噴霧帶式干燥機的特點是體積小,結構緊湊,可以在低溫下干燥,防止物料過熱,調節傳送帶的速度可以滿足任意含水率的要求。 

          (14)噴霧流化干燥機 

          噴霧流化干燥機用在染料上是一種新工藝,在我國使用大約有十幾年的時間,目前只有少數染料廠撐握這項技術。噴霧流化干燥機實際是噴霧干燥機和流化干燥機器的有機結合,因此在性能上也就具有兩種干燥機的特點。在分布板上放置晶種,空氣經加熱后進入流化床使晶種呈流化狀態,液體物料經過噴嘴在干燥室內霧化。霧滴在下降過程中與晶種粘附在一起,與此同時水分在不斷蒸發,物料不斷粘附,經過這樣的過程使原來的晶種逐漸“長大”,達到一定粒徑并干燥后的產品排出干燥機,而在干燥過程中破碎的顆粒又作為繼續干燥新的晶種,所以能保持干燥機連續工作。噴霧流化干燥機在干燥的同時進行造粒,經組合后的干燥機有以下特點:一是噴霧流化干燥機設備容積小,蒸發強度高,真正實現了小設備大生產(一臺直徑為500mm的噴霧流化干燥機的生產能力可與一臺直徑為2000mm,高為10000mm的噴霧干燥機相當);噴霧流化干燥機與噴霧干燥造粒和流化造粒相比,所得產品顆粒均勻,粒徑較大,控制操作條件能生產出直徑為0.30.5mm的顆粒(噴霧干燥產品粒度范圍約在0.080.2mm的左右),如果增加回粉裝置,成粒率大約在90%左右二是噴霧流化干燥機熱效率高,一般在60%以上;流化床層溫度比較低而且溫度相對穩定,適用染料的干燥;?顆粒狀染料產品的潤濕性、溶解性都很好,粉塵少,無污染;產品的密度達到0.66g/cm3,具有良好的流動性,節約包裝材料。 

          三、染料干燥設備的未來發展趨勢 

          根據干燥技術的發展現狀以及染料行業的裝備水平,可以說國產干燥機的類型基本齊全,可以滿足染料干燥的需要,干燥機在未來一段時間內的發展可能集中在以下幾個方面:  首先是干燥設備的大型化,國內雖然干燥機的種類比較齊全,但生產規模都比較小。據了解,染料廠蒸發水量在1000kg/h以上的干燥機很少,從技術上也缺乏大型干燥機設計的實踐。干燥機小型化對產品質量的穩定性和運轉費用都很不利,從提高產品質量角度出發,干燥機應向大型化方向發展。   其次是操作系統自動化,干燥設備的自動化是今后發展的方向,主要操作參數進行自動化控制,最大限度地消除人為因素,對產品質量的穩定提高將起到重要作用。染料干燥系統在操作時可變因素比較多,如果生產中系統產生波動,容易影響產品質量。提高設備的自動化水平,采用先進的電腦控制系統,降低或消除人為因素,能保證產品的穩定。   三是努力提高干燥機熱效率,提高干燥機的熱效率是今后干燥技術開發的主要任務,國內外對提高熱效率主要從以下幾個方面入手: 

          一種辦法是提高染料的耐熱溫度 增大干燥機進出口溫差是提高熱效的主要方法。然而,降低出口溫度會導致產品含水率超過規定標準,提高進口溫度又受到物料耐熱性的限制。也就是說,提高進口溫度染料有凝聚的傾向。但是,通過對加工配方的研究可以提高染料的耐熱性,這也是染料加工工作者的重要任務之一。

        另一種辦法是采用組合型干燥機 有人說過,干燥技術發展多年,就干燥機的基本型式幾乎沒有什么新的變化,干燥機理沒有新的突破,只是干燥機結構上的改變。利用現有的干燥機,進行優化組合,采用多級干燥,使不同類型的干燥機發揮各自的優勢,也是提高熱效率、節約能源的方法之一。

        第三種辦法是采用余熱回收技術 對流傳熱的干燥機,熱效率一般都比較低,大量的熱量都從尾氣中帶走,有實例證明,尾氣帶走的熱量占總熱量的34%,造成熱效率很低,國外回收尾氣中帶出熱量的方法主要是用閉路循環、半閉路循環、熱管及熱泵技術等。國內也在開發這項技術,因為它有重要的經濟意義。 

          四是專用干燥設備的開發針對特殊染料及染料新劑型的需要,開發專用干燥設備,以滿足特殊劑型加工的需要。 其中進一步開發多級干燥機,從純干燥角度考慮,多級干燥經濟性高于單級干燥機。但對于染料這樣的熱敏性物料,多級干燥也有設計上的難度,可喜的是近年來國內也出現了噴霧氣流、噴霧流化干燥的應用實例,只是還沒達到普及的程度,還需要進一步積累工業化經驗。如果加強工藝研究,多級干燥有一定前途。   總的來說,在今后一個時期內,噴霧干燥器、閃蒸干燥機、耙式干燥機、熱風循環烘箱、氣流干燥器、槳葉干燥機仍然是染料廠的主要干燥設備,對其技術還應進一步研究。噴霧干燥器的大型化研究,閃蒸干燥機的結構研究,分級效率的研究。耙式干燥機結構研究,空心槳葉干燥機系列化和大型化的研究,都是干燥行業的主要任務。

          標簽 : 閃蒸干燥機|槳葉干燥機|流化床干燥機|噴霧干燥機
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