CN101091892A - 重力法卧式连续造粒设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种重力法卧式连续造粒设备，属流化喷雾制粒设备领域；该造粒设备包括粉尘扑集室、造粒室、喷液系统、落料室、热风系统、连续加料装置、排料器、喉管、通风板，它还包括干燥分级室和返料装置；喉管和通风板设置在落料室内并分别与热风系统连接；喉管的长度为50～90mm；干燥分级室设置在落料室的旁边并同落料室的下部相连通；干燥分级室的长度为2～6米；干燥分级室的出口分别与排料器和返料装置连接。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、颗粒精度可控制，对大产量的生产设备有极大的益处，可以制造出2吨/小时以上产量的连续造粒设备。

Description

重力法卧式连续造粒设备

技术领域

本发明特别涉及一种利用重力法进行团聚球状颗粒物质连续生产的卧式造粒设备，属流化喷雾制粒设备领域。

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2～6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，而目前有提出过重力法连续造粒设备的方案，虽基本可解决以上问题，但其仍存在诸多问题，例如：虽在其他方面相对节省能源，但其干燥效率不高使其在干燥方面能源节省不够明显，干燥效果不佳；因为其立式设计需占用大量空间，所以增加干燥空间的余地不大，增加分级空间的余地也不大，致使分级效果不明显；其造合格颗粒不够精确。

发明内容

发明目的：本发明提供一种重力法卧式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、造粒不够精确、干燥及分级效果不明显等方面存在的缺点。

技术方案：本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种重力法卧式连续造粒设备，该造粒设备主要包括粉尘扑集室、造粒室、落料室、干燥室、连续加料装置、排料器和与该造粒设备相连的喷液系统、热风系统及其它附属装置，其特征在于：连接落料室的干燥室设置为卧式的干燥分级室；干燥分级室的长度为2～6米；干燥分级室的出口分别与排料器和返料装置连接；设置在落料室内的喉管长度为50～90mm。

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及立式重力法连续造粒设备造粒不够精确、干燥及分级效果不明显等方面存在的缺点。

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粉尘飞扬明显减小，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。

本发明是针对本申请人原有的名称为“重力法连续造粒设备及造粒方法”，申请号为200710010095.5的技术方案，在实施中存在的一些弊病加以修改后提出的，主要是将原重力法连续造粒设备的立式干燥、分级工作方式改为卧式干燥、分级方式，使整机高度大大降低，喉管长度的增加使落料效率大大提高，分级长度的增加使分级效果明显改善。本装置在造粒室下方设置一落料室，落料室设有若干个喉管，喉管的长度比原来的增加一倍以上，使得造粒室内达到合格粒度的颗粒的落料效率明显提高；有专门的热风通过喉管，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。由于干燥分级改变为水平工作方式，所以大大降低了整机高度，因而有空间增加喉管长度，使达到粒度要求的颗粒与风力相持时间增加，从而大大提高了落料效率。水平干燥分级的方式使颗粒进入干燥段后马上开始分级，可以带来以下明显效果：

①、使颗粒的分级效果明显改善，使合格颗粒可以控制在更加精确的范围内；

②、使合格颗粒干燥效率提高，从而节省了能耗；

③、由于解决了立式干燥空间很难加大的弊病，从而使干燥效率大大提高，这点对大产量的生产设备有极大的益处，可以制造出3吨/小时以上产量的连续造粒设备。

附图说明

图1是本发明设备的结构示意图；

图2是本发明要点结构示意图；

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

下面结合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、引风机；4、粉尘扑集室；5、喷嘴；6、蠕动泵；7、粘结剂液罐；8、造粒室；9、喉管；10、落料室；11、换热器；12、风阀二；13、干燥分级室；14、振动电机；15、细返料器；16、粗返料器；17、排料器；18、连续加料装置；32、通风板；35、颗粒；36、热风入口；41、通风孔；42、喉管孔。其它附属装置指与该设备相连的设备或装置、管路等，如引风机、空气压缩机、阀门等。

实施例1：

如附图1、2所示，本发明是一种重力法卧式连续造粒设备，该造粒设备包括粉尘扑集室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14、落料室10、干燥分级室13组成的干燥分级系统，由引风机3和换热器11组成的热风系统、和连续加料装置18、排料器17、返料装置等，连续加料装置18通过管路与造粒室8连接；落料室10内设置有通风板32和喉管9，热风系统的热风管路分别与通风板32和喉管9连接；干燥分级室13设置在落料室10的旁边并同落料室10的下部相连通；干燥分级室13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17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9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9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11组成的热风系统通过各自独立的管道连接，其中喉管9的热风管路上设有调节风量的风阀二12。

返料装置为两个，分为带有破碎功能的粗返料器16和细返料器15，两个返料器16、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16、15的输出口分别通过返料管与造粒室8连通。

排料器17通过管路与干燥分级室的合格颗粒输出口连接，排料器17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。

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

图1、3中所示的加长的喉管和水平式干燥分级室是是本发明的要点，是在落料室10设有若干个长度在50～90mm喉管9，有专门的热风从热风入口36通入喉管9，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9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落料室10内的喉管9，加长的喉管9使达到粒度要求的颗粒与风力相持时间增加，从而大大提高了落料效率。水平干燥分级的方式使颗粒进入干燥段后马上开始分级。如果增加分级室的长度来加强分级效果会使分级效果明显，但如果纵向增加则会使整台设备的高度明显的增加以至一些工厂没有过大的车间适合于生产，极不利于推广，而如果考虑高度限制来增加分级室的长度则又会使分级室的长度受到限制，因此本装置的干燥分级室13采用水平式，使整机高度大大降低的前提下，其长度也增加到2-6米(不同机型长度不一样)，在节省纵向空间的基础上，因为干燥分级的比较充分而使分级效果明显改善。

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落料室10干燥，从落料室10出来后的颗粒在干燥分级室13上经振动电机的振动处理下继续干燥、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18由压缩空气向造粒室8连续供料。

上述的方法中上部造粒与下部干燥、分级是同步进行的。

上述的颗粒在通过喉管时，由于加长的喉管9使达到粒度要求的颗粒与风力相持时间增加，使进入落料室的过细颗粒极大地减少，从而使细返料器返回到造粒室内8继续造粒的反复作业次数大大减少，节省了能耗。

上述的颗粒进入干燥分级室后马上进行分级，分级后过粗或过细颗粒经粗、细返料器返回到造粒室内8继续造粒，因为干燥分级室13采用的是水平式设计，这样即使分级结构大大简化，又延长了分级途径，使分级效果明显改善，同时使合格颗粒的干燥效率大大提高，从而大大节省了时间和能源。

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18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32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9的上方时由于其重力大于热风对其向上的作用力，下沉进入落料室10，进入落料室10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10的下部连接有干燥分级室13，颗粒在这里边继续干燥、边分级，过粗颗粒进入粗返料器16经破碎返回造粒室8，合格颗粒进入排料器17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18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11和引风机3组成的热风系统提供，其中风阀一2可随时控制总风量，风阀二12控制成品颗粒粒度大小，风阀三用于快速降温。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。本装置由粘结剂液罐7、蠕动泵6、喷嘴5组成喷液系统，通过调整蠕动泵6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，同时也解决了立式重力法连续造粒设备中，占用空间过大；因立式设计使喉管长度受限以至使干燥路径过短影响干燥效果同时浪费能源；因立式设计使分级路径受限以至分级效率不高，影响颗粒的精度。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	立式造粒机	本发明设备
				型号	PGL-20	LZL-30	LZLW-30
生产能力kg/h	15～25	25～35	30～40
				总功率kw	41	15	15
单位耗能kw/kg	2.05	0.5	0.4
				能耗比	5.125	1.25	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。

(7)水平干燥分级的方式使颗粒进入干燥段后马上开始分级，可以带来以下明显效果：

①使颗粒的分级效果明显改善，使合格颗粒可以控制在更加精确的范围内；

②使合格颗粒干燥效率提高，从而节省了能耗；

③、由于解决了立式干燥空间很难加大的弊病，从而使干燥效率大大提高，这点对大产量的生产设备有极大的益处，可以制造出2吨/小时以上产量的连续造粒设备。

综上所述，采用本发明的重力法卧式连续造粒设备及造粒方法，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的基础上更加明显地提高干燥效果和造粒精度、同立式重力法连续造粒设备相比在提高干燥效率和分级效率的方面显现出更加优越的节能效果。尤其喉管的加长设置和干燥分级室的水平设置，可以更好的控制要造的颗粒的大小和出品率，更加适合大范围推广。

Claims (1)

1、一种重力法卧式连续造粒设备，该造粒设备主要包括粉尘扑集室(4)、造粒室(8)、落料室(10)、干燥室、连续加料装置(18)、排料器(17)和与该造粒设备相连的喷液系统、热风系统及其它附属装置，其特征在于：连接落料室(10)的干燥室设置为卧式的干燥分级室(13)；干燥分级室(13)的长度为2～6米；干燥分级室(13)的出口分别与排料器(17)和返料装置连接；设置在落料室(10)内的喉管(9)长度为50～90mm。

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