國外新型干燥設備及其技術

1 前 言

　　干燥是一項重要的單元操作， 它在樹脂， 顏料、染料、醫藥、農藥以及食品等生產翻J造過程中起著相當重要的作用。為了適用不同的原料及不同的產品要求，近年來國外采用新技術開發了一些新型干燥設備。尤其是為了適應精細化工多品種，小批量的高附加價值產品的生產，還開

　　發出一批多用途多動能干燥設備。本文介紹部分新型干燥設備及其技術， 供有關人員參考

　　2 介質流化干燥裝置

　　精細化工領域中， 經常要求獲得各種超微粉體產品。采用液相反應法、濕式粉碎法等得到的超微粉漿料， 在干燥階段粉體會形成聚集體， 干燥后需要再次粉碎。利用硫化床技術開發的介質流化干燥裝置，可用來直接生產超微粉體產品。

　　2.1原理

　　介質流化干燥的基本流程如圖1所示介質流化塔內多孔板上填充適量的、直徑為圈1 舟質境化干燥工藝沆程示意

　　1.舟質抗化塔

　　2.旋風分寓器.

　　3.袋稿器

　　4. 漿料泵

　　5.漿科貯槽

　　6.熱風加熱器

　　7.空氣垃穗器

　　8。且機

　　兒毫米的惰一H：粒f(如l氧化釩、氧化鋪等).其種類和牲徑r 據漿料的性狀選擇。塔內還設置r防止1毛做的裝戥以防止介質粒于飛出

　　塔外。熱風將流他塔內的介質加熱至設定的溫度并使其保持流化狀態。泵將漿料直接送人塔內處于流化狀態的介質粒子群中， 在介質

　　粒子表面形成膜狀且分散在塔內。這樣，漿料可以不用噴霧法而充分地附著在介質粒子表面，從而擴大了熱風接觸面積， 因此可以

　　在短時間內非常有效地進行蒸發和干燥，并且由于水分的蒸發而使殘存在介質粒子表面的粉體通過介質粒子間的摩擦作用而從介質

　　表面剝落(圖2)，隨后與氣體一起被排出塔外， 再經分離器、袋濾器等捕集回收得超微扮干燥產品。[NextPage]

　　2.2特點

　　2.2.1裝置小型化而干燥能力大

　　介質表面的膜狀漿料， 由于擴大了氣液接觸面故能有效地與熱風接觸， 因此能在極短的時間內得到干燥， 傳熱容量系數為2000kcal/m。·℃ ·h。與噴霧干燥相比，所需風量減少約30% 。客積儀為1/20而成為小型化裝置。實驗樣機MSD2OO的介質流化塔總高和直徑僅為l 500ram 和200ram。當熱風進口溫度為200℃ 時， 水分的蒸發能力達l 5kgH O/h， 具有非常大的處理能力.

　　2.2.2無需噴霧裝置

　　原料漿料(粘度可達20 000厘泊)通過介質粒子的運動而自然地分散在流化層中心，它無需價格昂貴的離心噴霧器之類的分散器， 而且由于無高速旋轉部件故維修保養方便。

　　2.2.3 干燥產品為微粒

　　介質粒子表面上的物料可以通過塔內劇烈流化的粒子群的摩擦作用而從表面上剝落下來， 從而以極細的微粉狀予以回收。

　　2.3 漉化強化裝置

　　開發的流化強化裝置(圖3)是為了防止催化劑介質粒子間的粘合以使其保持正常的適當的沈化狀態。塔內的介質粒子通過B導管進入裝有旋轉漿葉的螺旋器后被分散.再送回塔內以進行干燥操作.

　　2.4應用

　　適用干該裝置的無機物如陶土、滑石粉、碳酸鈣、氧化鈦、氧化鋁、氧化鋯、鐵酸鹽、硫酸鋇、氫氧化鋁等;有機物如有機色素、有機顏料、螢光顏料、脫脂乳、界面活性劑、P8、PVC、PMMA 樹脂，以及血漿等。今后有望用于分散性差的高牯性漿料。

　　2 內藏傳熱管型流化床干燥裝置

　　利用流化床干燥得到微粉產品時，為了防止粉體飛散，需要將流化風速限制在相當低的程度，這樣為了滿足干燥所需熱量，干燥裝置就需要具有非常大的床面積。近年來將熱風干燥與傳導傳熱結合起來的干燥方琺逐漸增加， 內藏傳熱管型流化床千燥就是其中之一。這種干燥裝置由于與傳導傳熱干燥并用而使熱風干燥干燥肘所需風量減少。如在每平方米床層中配置5一l0m 傳熱管就可以大幅度減少所需瓜量而實現裝置小型化。尤其是當小粒子流化康內的粒予一管壁間的傳熱系數超過200W /m ·K 時， 熱效率提高， 傳熱效果極好， 同時也可減少風機所需動力. [NextPage]

　　3 氣旋干燥機

　　氣旋干燥機是應用新的流體力學原理開發的一種粉體干燥裝置， 它可彌補現有氣流干燥器、流化床干燥器等的不足。

　　3.1原理

　　氣旋干燥機由帶加熱央套的圓筒狀主體和環狀檔板組成， 檔板將主體隔成若干個干燥室。粉體與干燥氣體由切線方向高速進入最下部的干燥室。粉體在離心力作用下與氣體分離， 氣體邊旋轉邊通過檔板中央開口部移至上部的干燥室j此外，粉體從最下部的干燥室開始旋轉， 由于連續供給粉體， 因此很快地在 部的干燥室中過量而流出。先是小粒子流出，而后大粒子也上升。流出的粒子依靠離心力而擴散， 沖擊壁面， 轉而減速旋轉， 并因重力作用回到檔板巾央開口部， 再次隨氣流向上運動。干燥了的粉俸最終由上部排出.該裝置的傳熱有兩種方式，即熱氣體的對流傳熱與夾套的輻射傳熱。由于千燥氣體與粒子的分離、再分散而造成了兩者問的速度差， 更促進了粒子表面的傳熱。該裝置還利用了粒子的分級效果，即細微的小粒子停留時閾短， 大粒子因頻繁地分離、再分散而停留時間長， 從而也可充分地被干燥.

　　3.2特點

　　(1)對于粑徑不同的粉體，可以獲得最適宜的干燥狀態(固6) 。

　　(2)由于粉體與氣體的相對速度大.從而提高了熱效率

　　(3)能采用低溫氣體干燥。

　　(4)旋轉流的作用造成了自動清洗的效果。

　　(5)結構簡單。便于維修，清洗， 也容易進行產品更換。

　　(6) 占地面積小。

　　(7)粉體直接接觸金屬內壁但產生靜電。

　　3.3應用

　　適用于粒徑<3ram 的物料， 如PVC、PC樹脂、玉米淀粉， 橡膠等。日本目前主要用于PVC的干燥。[NextPage]

　　4 多功能干燥設備

　　如前所述， 多功能干燥設備是為了滿足精細化工產品的生產而開發的。它可進行不同的工藝操作， 如過濾一千燥，混臺一造粒一千燥、濃縮一晶析一混蠛一千燥等， 并可獲得滿意的效果。

　　4.1多功眭過濾干燥機

　　反應、結晶等制得的漿料， 再在各種設備中進行過濾、干燥時，如果不能有效地密閉操作， 就可能發生濾餅污染變質， 也有可能使操作人員中毒。帶有攪拌、排料機構的過濾機、干燥機及帶有過濾板的干燥機等，都存在著一些缺點。多功能過濾干燥機則是針對這種情況而開發的一種以一臺設備進行若干單元操柞的密閑型裝置。

　　4.1.1原理

　　多動能過濾干繰機的構造如圖7。

　　① 過濾

　　用泵梅漿料壓送進主體設備中，在加壓或減壓下過濾。由于在過德后期， 濾餅上產生裂紋而造成過濾不完壘，所以這時適當增加壓力， 利用壓延板擠壓裂紋而提高過濾效率。另外通過壓榨還可以降低濾餅中的含液率。

　　② 濾餅洗滌

　　通常為了提高產品純度， 需對濾餅置換洗滌或攪拌洗滌，以除去殘存的含雜質母液。該裝置將上述兩種洗滌方法組合在一起，提高了洗滌效率。

　　③ 干燥

　　過濾結束后，將主體設備倒轉， 固定在2—5℃的位置。干燥室傳熱面積大，能準確均勻地控制干燥溫度。在真空干燥時，也可以處理熱敏性物料。利用攪拌葉還可以在對混合粉體進行表面更新的同時進行干燥。

　　④ 排料

　　干燥后將出口置于最低位置，轉動攪拌葉使粉體流動排出。

　　4.1.2 特點

　　① 在同一臺密閉設備中可以進行過濾及干燥操作。

　　② 干燥室傳熱面積大，攪拌使物料混舟均勻，可在準確的溫度控制下真空干燥。

　　③ 通過壓延扳擠壓濾餅， 提高過濾效率。濾布殘留濾餅也可落入干燥室干燥，損失少。

　　④ 采用機械密封， 適于加壓或減壓揲作。

　　(5) 干燥室也可作為帶有夾套的反應設備使用，以適用各種工藝的變化。

　　4.2 多功能真空式混合一造粒一千燥裝置

　　這是一種多功能設備， 其密閉容器可以進行混合、造粒、干燥、冷卻等操作。

　　4.2.1原理

　　圖8為裝置的外形與結構。裝置中的攪拌機上帶有破碎機，加入其中的粉體用粘結荊適當地調濕，然后通過高速攪拌混合進行造粒。干燥可以采用熱風、央套的傳導傳熱或微波照射等方式。

　　① 旋轉罐體可以混合原料。轉速可在3-30rpm 變化，可正轉、反轉。當原料混合需要破碎時，可利用破碎機并使罐體半旋轉。

　　② 造粒操作中，在旋轉罐體的同時，使粘結劑溶液通過液體定量泵、空氣噴霧器向原料噴霧、加溫進行造粒。同時吹向內壁使粘附物剝落。

　　③ 千燥操作 . 在旋轉罐體的同時直接通人120℃ 的干燥空氣對造粒物通氣干

　　燥， 并借助于夾套循環溫水間接干燥

　　④ 干燥后送入冷風可冷卻造粒物。罐體內設鼴的箱型脈沖袋武過濾器(滌綸制)可防止干燥過程罐體內粉末損失。從混合至冷卻， 自動地用脈沖空氣反沖以防止堆塞。

　　d.2.2 特點

　　① 所有工序均在同一設備內進行，污染的可能性小; 設備緊湊， 成本低。

　　② 在真空下操作，粉塵爆炸的危險性小。采用真空吸入加料， 操作客易， 安壘衛生。

　　⑨ 干燥時間短， 效率高。

　　④ 一人即可操作， 節省勞動力。

　　⑤ 袋濾器裝卸簡便，罐體內粉末少，易洗滌。

　　4.2.3應用

　　適用于藥品的顆粒劑、細粒劑.化工產品， 臺成樹脂， 陶瓷及食品工業的復合調味料、食品原料等。

　　4.3多功能造較一干燥一涂層裝置

　　這種多功能造粒一干燥一涂層裝置是以球形整粒機為母體，將層流和攪拌混合機構組合為一體的設備。

　　4.3.1原理

　　裝置由熱風、排風、噴流控制， 涂層噴射， 粉末送料器， 清洗等單元組成。主體是直接處理粉末的造粒、涂層單元。圖9為結構原理。在圓筒狀容器內， 設有多個不同直徑的環狀板，呈折疊狀安裝。在環狀板間裝有有空氣通路并可轉動的孔板。孔板上面設有傾斜的旋翼或轉動旋翼，側面有原料進口及排出閻，旋翼上方還有噴射器。孔板下面有空氣導出管。孔板上方的粉末物料受到來FI孔板由中心向外的水平氣流與傾斜旋樊車々功攪拌作用而形成環狀渦流，通過從噴霧器噴出來的粘結劑或涂層劑的作用，可以得到所需粒形、粒徑、密度的粒狀產品。

　　4.3.2特點

　　① 具有混合攪拌、高速轉動、層流等多種功能，可制取混合造粒、涂層的各種產品， 對小批量多品種生產對象的適應性強.品種更換時問短。

　　② 調節空氣量、溫度、粘結液量和種類，滌層液量和種類等可獲得不同粒形、粒徑、密度的粒狀產品。粒狀可為球形至不定形， 粒徑為005-2ram，密度可為輕質至重質。零部件裝卸簡便， 可在短時向內完成清洗。

　　④ 操作靈活簡便。

　　5 新分離干燥技術

　　加熱蒸發是至夸廣泛應用于化工生產中的基本分離技術， 然而在實際使用時往往會受到各種制約， 即使只是將揮發成份與非揮發成份通過蒸發而分離這樣簡單的問題，也往往會因對象原液種類不同而成為相當困難的工藝過程。

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