CN101028582A - 重力法连续造粒设备及造粒方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重力法连续造粒设备及造粒方法，该造粒设备包括粉尘扑集装置、造粒室、喷液系统、干燥室、热风系统、连续加料装置、排料器和通风板；其特征在于：它还包括喉管、区分合格与不合格颗粒的分级装置和返回不合格颗粒的返料装置；造粒室与干燥室之间设有喉管和通风板，喉管、通风板分别与热风系统连接；干燥室下部设有分级装置；分级装置的出口分别与排料器和返料装置连接。在该设备将粉状物料直接连续完成造粒、干燥、分级、排出合格颗粒的生产。它可生产各种颗粒、效率高、节能、颗粒大小可调节。

Description

重力法连续造粒设备及造粒方法

技术领域

本发明涉及一种造粒设备及利用它的造粒方法，特别是一种利用重力法进行团聚球状颗粒物质连续生产的造粒设备及造粒方法，属喷雾制粒设备领域。

背景技术

颗粒状物料具有流动性、透气性好，无粉尘污染，易保存，易溶解，不易变质等优点，因此颗粒产品的应用领域非常广泛，如食品类的麦乳精、咖啡、奶粉、豆奶和各种冲剂饮料等，化工类的各种催化剂、添加剂、染料、颜料的颗粒化，医药类的各种冲剂药、压片前的制粒，建材类各种陶瓷制品成形前的制粒等，尤其是目前瓷砖生产的新方法都是采用造粒后压制再进行成型的工艺。由此可见，粉料制粒是食品、化工、医药、建材、冶金、农业、军工、耐火材料等行业众多产品不可缺少的生产工艺。

目前国内生产疏松颗粒的设备主要有以下几种：

(1).湿法造粒设备(三步造粒)，即生产过程分为混料、造粒、干燥、整形等多套设备多道工序完成，属于比较原始的生产工艺。这种工艺虽然单套设备比较简单，但存在占地面积大、操作过程繁杂、作业条件差、粉尘污染严重、物料损耗大、生产效率低等问题，目前主要在医药、食品、化工等行业使用；

(2).沸腾造粒设备(一步造粒)，它的生产方法是将一批原料(粉料)装入一密闭容器内，在容器下方通过通风板向上输入热空气，使粉料沸腾(流态化)这时在容器内部上方用一喷嘴向下喷射雾状粘结剂，沸腾中的受液物料表面张力增大，相互粘结，团聚变大，这一过程直到所有物料都达到粒度要求时停止喷液，继续输入热空气对物料进行干燥，当达到含水要求后停止供风，将物料从容器内取出进行整形。这种设备造粒和干燥过程用一套设备就可完成，简化了生产工艺，减小了生产场地，改善了作业条件。一步造粒机单批造粒周期很长，需2～4小时或更长，能耗很大，实际有70％～80％的能耗是在做无用功；其产量大小受到体积的约束，目前国内投入生产的最大机型为300型(即单批投料为300立升)，其小时产量不到100公斤。另外每批产品的颗粒合格率约在70％左右，所以合格产品的产量就更少。由于其生产能力不大，生产成本又较高，所以在食品、化工等行业基本没有使用，仅医药行业应用较多；

(3).喷雾造粒塔，这种设备的造粒方法是将制粒原料稀释为浆液(约含70％～80％的水)用高压喷嘴将浆液喷成雾珠，用高热、高速气流将雾珠带走，雾珠在随气流行走过程中水份迅速挥发，变成所需的颗粒，然后用回收设备将颗粒回收。这种设备产量较大，一般可达1吨/小时以上，所以比较适合大产量产品的生产，如奶粉、洗衣粉、瓷砖等。但由于这种设备生产颗粒90％以上的能耗是用来使物料脱水，能耗极大，所以造粒成本很高，这也是导致瓷砖等产品价格居高不下的原因之一。

以上介绍的几种造粒设备是目前的主流产品，便它们都存在污染大、能耗大，与当前社会要求降低污染、降低能耗的宗旨是格格不入的。

发明内容

发明目的：本发明提供一种重力法连续造粒设备及造粒方法，其目的是提供一种无污染，低能耗的颗粒生产设备及造粒方法，解决现有设备能耗大、成本高等方面存在的缺点。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种重力法连续造粒设备，该造粒设备包括粉尘扑集装置、造粒室、喷液系统、干燥室、热风系统、连续加料装置、排料器和通风板；其特征在于：它还包括喉管、区分合格与不合格颗粒的分级装置和返回不合格颗粒的返料装置；造粒室与干燥室之间设有喉管和通风板，喉管、通风板分别与热风系统连接；干燥室下部设有分级装置；分级装置的出口分别与排料器和返料装置连接。

所述的分级装置是设在干燥室下部的两层筛网；分级装置出口分为合格颗粒出口和不合格颗粒出口，其中合格颗粒出口与排料器连接；不合格颗粒出口与返料装置连接。

返料装置为两个，分为带有破碎功能的粗返料器和细返料器，两个返料器的输入口均通过管路与分级装置的不合格颗粒出口连通；粗、细返料器的输出口分别通过返料管与造粒室连通。

喉管均匀分布在通风板相应位置，喉管下部与热风系统的热风管路单独连接，热风管路上设有调节风量的调节阀。

排料器通过管路与分级装置的合格颗粒出口连通。

粉尘扑集装置设置在造粒室的上方，粉尘扑集装置上设有靠压缩空气脉冲清灰的脉冲阀。

一种重力法连续的造粒方法，其特征在于：该方法按如下进行：采用上述的设备作为造粒设备；在造粒设备的造粒室内加入一定量的粉料，粉料在风机和换热器组成的热风系统的作用下呈流态化，通过喷嘴、蠕动泵和粘结剂液罐组成的喷液系统向造粒室内喷入粘结剂，受液后的流态化的粉料相互粘结聚团长大，形成颗粒，根据所造颗粒粒度的大小调节喉管内风量的大小，使长大达到粒度要求的颗粒重力克服通过喉管的风力进入干燥室内进行干燥，干燥后的颗粒经过分级装置分级后排出，合格颗粒作为成品排入排料器，不合格颗粒经返料装置返回到造粒室继续造粒，造粒室内经连续加料装置不断补充粉料，使造粒、干燥、排出颗粒过程连续进行。

粉料通过连续加料装置由压缩空气向造粒室内连续定量供料。

上部造粒与下部干燥同步进行。

颗粒干燥达到含水要求后进行分级，分级后过粗或过细颗粒经粗、细返料器返回到造粒室的继续造粒。

优点及效果：通过本发明技术方案的实施，能够很好地解决现有设备能耗大、成本高等方面存在的缺点及无法直接区分形成的粗、细与合格颗粒的问题。本发明的造粒设备及造粒方法从根本上突破了现行干法造粒工艺流程，使干法造粒连续化得以实现。这一突破带来一系列明显效果，主要如下：

①节能效果明显：由于造粒工艺上的突破，有用功明显提高，使能耗大大降低；

②粉仓飞扬明显减小，由于设备全封闭连续作业基本没有粉尘外扬；

③生产效率明显提高，由于粗、细返料器的设置，可以将形成的各种颗粒直接区分开来，使成品的合格率大大提高，相应提高了生产效率；

④生产场地明显减小，由于造粒、干燥同步进行，使设备体积大大减小，作业面积同时明显减小。

附图说明

图1是本发明设备的结构示意图；

图2是本发明连接造粒室和干燥室的通风板和喉管的结构示意图；

图3是本发明通风板的俯视图；

图4是本发明通风板与喉管连接的侧视图；

图5是本发明造粒方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结果附图对本发明造粒设备及造粒方法详细说明如下，但不因具体的实施例限制本发明。

图中：1、脉冲阀；2、风阀一；3、风机；4、粉尘扑集装置；5、喷嘴；6、蠕动泵；7、粘结剂液罐；8、造粒室；9、干燥室；10、调节阀；11、风阀三；12、热风机；13、粗返料器；14、排料器；15、细返料器；16、振动电机；17、连续加料装置；31、喉管；32、通风板；33、大颗粒；34、小颗粒；35、颗粒；36、热风入口；41、通风孔；42、喉管孔。

实施例1：

如附图1、2所示，本发明是一种重力法连续造粒设备，该造粒设备包括粉尘扑集装置4、造粒室8、由喷嘴5、蠕动泵6、粘结剂液罐7组成的喷液系统、由振动电机16、干燥室9、分级装置组成的干燥分级系统，由风机3和换热器12组成的热风系统、和连续加料装置17、排料器14、返料装置等，连续加料装置17通过管路与造粒室8连接；造粒室8与干燥室9之间通过通风板32和喉管31连接，热风系统的热风管路分别与通风板32和喉管31连接；干燥室9下部设有两层筛网的分级装置；分级装置的出口分为合格颗粒出口和不合格颗粒出口，其中合格颗粒出口与排料器14连接；不合格颗粒出口与返料装置连通，返料装置通过返料管与造粒室8连接。

如图3、4所示，通风板32上均匀分布有通风孔41，其上还均匀设有若干个与喉管31大小相适应的喉管孔42，喉管31的入口与通风板32上的喉管孔42对应设置或将喉管31直接设置在喉管孔42内，喉管31和通风板32分别与风机和换热器12组成的热风系统通过各自独立的管道连接，其中喉管31的热风管路上设有调节风量的调节阀10。

返料装置为两个，分为带有破碎功能的粗返料器13和细返料器15，两个返料器13、15的输入口均通过管路与分级装置的出口连通；粗、细返料器13、15的输出口分别通过返料管与造粒室8连通。

排料器14通过管路与分级装置的合格颗粒输出口连接，排料器14的输出管口可以与远处的储料仓通过管路连接，这样可以保证使成品颗粒输送到指定的地点。

粉尘扑集装置4设置在造粒室8的上方，粉尘扑集装置4上设有靠压缩空气脉冲清灰的脉冲阀1。

图3中所示的喉管是本发明的要点，是在造粒室8与干燥室9之间设有若干个喉管31，有专门的热风从热风入口36通入喉管，热风的风量大小可以控制。风量大小的控制取决于要求合格颗粒的大小。当造粒室8内的团聚颗粒35经过喉管31上方时，颗粒的重力大于向上的风力，这样就克服了风力下沉进入干燥室9，达到了使造粒室内合格颗粒及时进入干燥室的目的。

本发明造粒的工艺方法如图5所示，图中实线表示物料及液流的走向，虚线表示热风走向，概括如下：采用上述的设备作为造粒设备；在造粒设备的造粒室内先加入一定量的原粉料，原粉料在热风机和换热器组成的热风系统的作用下呈流态化，通过喷嘴、蠕动泵和粘结剂液罐组成的喷液系统向造粒室内喷入粘结剂，受液的流态化原粉料相互粘结聚团长大，形成颗粒，根据所造颗粒粒度的大小调节喉管内输出风量的大小，使长大达到要求粒度的颗粒通过造粒设备的喉管进入干燥室内进行干燥，干燥后的颗粒在分级装置上经振动电机的振动处理下分级排出合格颗粒作为成品排入排料器，不合格颗粒经返料装置返回到造粒室继续造粒，造粒室内经连续加料装置不断补充原粉料，使造粒、干燥、排出颗粒过程连续进行。

上述的原粉料通过连续加料装置由压缩空气向造粒室连续供料。

上述的方法中上部造粒与下部干燥是同步进行的。

上述的颗粒干燥后达到含水要求后进行分级，分级后过粗或过细颗粒经粗、细返料器返回到造粒室内的继续造粒。

下面结合本发明图1所示的造粒设备对本发明造粒的工艺方法详述如下：

作为原料的粉料通过一个可控制的连续加料装置17向造粒室8内随时加料，加入造粒室8内的粉料被透气的通风板由下而上的由热风系统提供的热风带动呈流态化，当加入到造粒室8内的粉料达到一定量时，造粒室8上方的喷嘴5开始喷出雾化的粘结剂，使造粒室8内流态化的粉料均匀受液，受液后的粉料表面张力增加相互粘结聚团形成微粒，物料不断接受喷射来的液体粘结剂，微小的颗粒不断长大，长到要求粒度的颗粒达到一定重量，当其到达本发明关键结构，即喉管的上方时由于其重力大于热风对其向上的作用力，下沉进入干燥室9，进入干燥室9的颗粒在振动电机形成振动力的作用下匀速向下移动，在热风作用下脱水干燥，干燥室9的下部设有二级分级装置，颗粒在这里分级，过粗颗粒进入粗返料器13经破碎返回造粒室8，合格颗粒进入排料器14定时排到指定地点，过细颗粒进入细返料器15返回造粒室8；连续加料装置17不断向造粒室8内补充粉料原料，使造粒、干燥、合格颗粒排出连续不断的进行，实现了造粒工艺的连续。本发明设备中的热风由换热器12和风机3组成的热风系统提供，其中风阀一2可随时控制总风量，调节阀10控制成品颗粒粒度大小，风阀三11用于快速降温。热风在排出前经净化装置处理排出无尘废气，截留的细粉经脉冲阀1作用进入造粒室继续造粒。本装置由液罐7、蠕动泵6、喷嘴5组成喷液系统，通过调整蠕动泵的转速可控制喷液量的大小，通过调整喷嘴进气压力可以控制喷液雾珠的大小。

本发明造粒设备及造粒方法从根本上突破了现行干法造粒工艺流程，使干法造粒连续化得以实现。这一突破带来一系列明显效果，主要如下：

(1)节能效果明显：由于造粒工艺上的突破，使能耗大大降低。表1列出了几种造粒设备能耗的有关数据：

                            表1

设备类型	一步造粒机	喷雾造粒	本发明设备
				型号	PGL-20	ZLG-80	LZL-30
生产能力kg/h	15～25	18.5～28	25～35
				总功率kw	41	83	15
单位耗能kw/kg	2.05	3.6	0.5
				能耗比	4.1	7.2	1

由上表可以看出，本发明设备的节能效果特别明显，这一点从理论上也可以解释清楚。以一步造粒机为例，其生产工艺迫使造粒室内含料浓度特别高，在造粒过程中，喷液量受到限制，受液物料只是极少部分，它们团聚后可能很长时间才有机会再次受液，在下次受液之前它们在流化状态下经相互碰撞有的破碎，待下次受液后才会在次增长，这样反复成粒，反复破碎，所以需要很长时间才能使所有的物料都达到粒度要求。在干燥过程中又有大量的颗粒相互碰撞破碎变小，由此可见一步造粒机在造粒过程中大部分能量在做无用功。而本发明设备造粒室内含料浓度很低，只要雾液不会穿透物料到达通风板就可，所以流化风景很小，物料的受液机会也大的多，成粒的速率要快的多，而且达到粒度要求的颗粒很快进入干燥室进行干燥，干燥气流不仅干燥颗粒，而且到达造粒室继续作功。另外，本发明设备中的振动促进物料流态化，也起到节省能耗的作用。而喷雾造粒的耗能之大是因为其90％的能量都是用来脱水，干燥物料。

(2)生产效率明显提高：由于无为的能耗大大减小，所以生产效率大大提高，而且本发明设备有一套分级装置使排出的颗粒完全合格，无需再次作整形处理。

(3)体积明显减小：由于生产效率大大提高，所以设备体积大大减小，与一步造粒机比较，其PGL-20型号的设备体积为φ1200×3150，而本发明设备LZL-30型号的设备体积为φ580×2750。因此，本发明设备可以提供大产量的干法造粒设备，象瓷砖这样产量大，耗能大的产品如果用本发明设备提供的设备去生产，将带来极大的经济效益。

(4)颗粒品质明显提高：由(1)中分析可知，一步造粒机在造粒过程中物料反复成粒，反复破碎，有的颗粒需经过无数次这样的过程，而有的颗粒只经过数次这样的过程，因而前者含有浆液中的成分多，后者则少；前者较硬，后者较松。由此可以得出，一步造粒机造出的颗粒成分、硬度差别很大。而本发明设备在造粒过程中物料成粒过程基本一致，因而颗粒成分也基本一致，通过实验也得到了证实。

(5)环境污染明显减小：本发明设备在造粒过程中全封闭作业，没有粉尘飞扬。进料、排料过程也不用操作人员接触，所以大大减小了环境污染和对物料的污染。

(6)可为用户带来明显经济效益：

①由于设备体积小，污染小，所以基建投资可大大减少；

②由于能耗低，所以设备运行费用可以大大降低，产品成本也可以大大减少。

综上所述，采用本发明的造粒设备和造粒方法，可以连续进行造粒并直接区分好合格的颗粒进行输出，不合格的过粗、过细颗粒通过返料器回到设备的造粒室内再进入造粒的循环，它效率高，节能效果好。尤其是连接造粒室和干燥室的多个喉管的设置，可以更好的控制要造的颗粒的大小。

Claims (10)

1、一种重力法连续造粒设备，该造粒设备包括粉尘扑集装置(4)、造粒室(8)、喷液系统、干燥室(9)、热风系统、连续加料装置(17)、排料器(14)和通风板(32)；其特征在于：它还包括喉管(31)、区分合格与不合格颗粒的分级装置和返回不合格颗粒的返料装置；造粒室(8)与干燥室(9)之间设有喉管(31)和通风板(32)，喉管(31)、通风板(32)分别与热风系统连接；干燥室(9)下部设有分级装置；分级装置的出口分别与排料器(14)和返料装置连接。

2、根据权利要求1所述的重力法连续造粒设备，其特征在于：所述的分级装置是设在干燥室(9)下部的两层筛网；分级装置出口分为合格颗粒出口和不合格颗粒出口，其中合格颗粒出口与排料器(14)连接；不合格颗粒出口与返料装置连接。

3、根据权利要求2所述的重力法连续造粒设备，其特征在于：返料装置为两个，分为带有破碎功能的粗返料器(13)和细返料器(15)，两个返料器(13、15)的输入口均通过管路与分级装置的不合格颗粒出口连通；粗、细返料器(13、15)的输出口分别通过返料管与造粒室(8)连通。

4、根据权利要求1所述的重力法连续造粒设备，其特征在于：喉管(31)均匀分布在通风板(32)相应位置，喉管(31)下部与热风系统的热风管路单独连接，热风管路上设有调节风量的调节阀(10)。

5、根据权利要求1所述的重力法连续造粒设备，其特征在于：排料器(14)通过管路与分级装置的合格颗粒出口连通。

6、根据权利要求1所述的重力法连续造粒设备，其特征在于：粉尘扑集装置(4)设置在造粒室(8)的上方，粉尘扑集装置(4)上设有靠压缩空气脉冲清灰的脉冲阀(1)。

7、一种重力法连续的造粒方法，其特征在于：该方法按如下进行：采用权利要求1中所述的设备作为造粒设备；在造粒设备的造粒室内加入一定量的粉料，粉料在风机和换热器组成的热风系统的作用下呈流态化，通过喷嘴、蠕动泵和粘结剂液罐组成的喷液系统向造粒室内喷入粘结剂，受液后的流态化的粉料相互粘结聚团长大，形成颗粒，根据所造颗粒粒度的大小调节喉管内风量的大小，使长大达到粒度要求的颗粒重力克服通过喉管的风力进入干燥室内进行干燥，干燥后的颗粒经过分级装置分级后排出，合格颗粒作为成品排入排料器，不合格颗粒经返料装置返回到造粒室继续造粒，造粒室内经连续加料装置不断补充粉料，使造粒、干燥、排出颗粒过程连续进行。

8、根据权利要求7所述的重力法连续的造粒方法，其特征在于：粉料通过连续加料装置由压缩空气向造粒室内连续定量供料。

9、根据权利要求7所述的重力法连续的造粒方法，其特征在于：上部造粒与下部干燥同步进行。

10、根据权利要求7所述的重力法连续的造粒方法，其特征在于：颗粒干燥达到含水要求后进行分级，分级后过粗或过细颗粒经粗、细返料器返回到造粒室的继续造粒。

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