CN101147840A - 喷雾干燥机 - Google Patents

Abstract

一种喷雾干燥机，涉及喷雾干燥技术领域，采用自热式分散干燥室的喷雾干燥技术，克服了老式喷雾干燥机仅使用热风加热所引起的热效率低、设备体积庞大、总投资大、易污染物料等缺点，设备干燥物料所产生的蒸汽还可作为给其他设备供汽的热源。是先将未干物料分散成细小的分散物料流动群，再部分或全部用加热装置加热所述之未干细小分散物料流动群及与之混合的汽(气)体，使分散物料受热干燥的喷雾干燥方法。由物料分散装置(2)、自热式分散干燥室(5)以及排气分离段依次相连构成。可用于食品、制药、化工、冶金、陶瓷等行业将液体(溶液、悬浊液、乳浊液、浆液)或未干固体粉末直接干燥，获得符合干燥要求的粉粒状产品的工艺过程。

Description

喷雾干燥机

技术领域

本发明涉及喷雾干燥技术领域，特别涉及采用自热式分散干燥室的喷雾干燥方法和装置。

背景技术

喷雾干燥是将料液(溶液、乳浊液、悬浊液、或浆料)用雾化器分散成雾状雾滴，再用能源加热该雾状液滴使之干燥而获得粉粒状产品的一种干燥过程。

现有的喷雾干燥机由于无自热式分散干燥室(分散干燥室中无发热装置)，只能单靠外部吹入热风，用热风与雾状液滴直接接触，用热风中所含的热能来加热雾滴，其热效率较低，一般加热热风的能源是干燥所需能源的二倍至三倍，这就造成了很大的能源浪费。其次，所需热风的流量通常高达干燥雾滴所产生的蒸汽流量的三十倍甚至更多，必然存在设备体积庞大、粉状物料收集率低、热能不易回收、易污染产品等缺点。

发明内容

本发明的目的是提出一种采用可提供干燥热能的分散干燥室(自热式分散干燥室)的喷雾干燥方法和喷雾干燥机装置。

本发明的技术方案是这样的：

技术方案涉及如下方法：

第一步：物料分散，将适合分散的物料(溶液、乳浊、悬浊液、浆液或未干固体粉末)送入相应的物料分散装置，经物料分散装置分散排出，形成细小的未干分散物料流动群；

第二步：干燥，部分或全部用加热装置加热所述之未干细小分散物料流动群及与之混合的汽(气)体，使未干细小分散物料受热干燥，形成由经干燥的分散物料流动群与蒸汽及其它气体组成的混合流体；

第三步：收集物料，排除气体，收集混合流体中的经干燥细小物料粉粒，获得制品，排除其中的蒸汽、湿气或及其它气体，完成喷雾干燥过程。

技术方案涉及如下喷雾干燥机装置：

本喷雾干燥机装置由物料分散装置、自热式分散干燥室、排气分离段组成其基本的功能单元。物料分散装置带有未干物料进入口和未干物料分散排出口；自热式分散干燥室开有未干分散物料进入口，其内部布置有进入未干分散物料进入口的未干分散物料流动群可在其中流动、被加热、被干燥、最后流出工作空间末端的工作空间，在工作空间末端下方设有料斗及出料口以收集混合流体中的经干燥细小物料粉粒(当工作空间下方设有传送装置或传送式设备时，可不设料斗)，自热式分散干燥室还开有排气口，以排除湿气、蒸汽或其他气体，在工作空间附近，自热式分散干燥室设有可加热工作空间中物质的加热装置，也可在自热式分散干燥室上开设干燥气体进入口；排气分离段设有湿气、蒸汽或其他气体进入口、汽(气)-固分离装置和汽(气)体排出口，在汽(气)-固分离装置下也可加设料斗。

物料分散装置与自热式分散干燥室相连，使分散装置的未干物料分散排出口对准或插入自热式分散干燥室的未干分散物料进入口；自热式分散干燥室与排气分离段相连，使自热式分散干燥室的排气口对准或相互插入排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口、汽(气)-固分离装置和汽(气)体排出口依次相连。

工作过程：将未干物料送入分散装置的未干物料进入口，经分散装置分散经由未干物料分散排出口排出，进入自热式分散干燥室的工作空间并向工作空间的末端流动，进入自热式分散干燥室的工作空间并向工作空间的末端流动的未干分散物料群在加热装置的部分或全部加热作用下(可吹入外部干燥气体进行联合干燥)，被加热、被干燥、最后形成经干燥的分散物料群和湿气、蒸汽或其他气体体的混合流体流出工作空间的末端，而后被干燥物料落入料斗或传送装置、传送式设备，湿气、蒸汽或其他气体则夹带少量物料粉粒，进入排气分离段；在排气分离段里，少量被夹带物料被汽(气)-固分离装置截获最后落入料斗中，混合流体中的汽(气)体则经由汽(气)体排出口排出，落入料斗或传送装置、传送式设备中的物料粉末被最终收集为制品或回用品。

本发明的技术方案与公知技术的重要区别是：本发明采用自热式分散干燥室，不是仅靠热风带入外部热源的热量来加热和干燥物料，降低了由外部带入污染物的可能性，工质流量减小，可大大降低中间介质排出所带走的热量，设备体积还可以减小，许多情况可省去鼓风机和省去引风机，降低分离装置的物料损失，许多情况下其排出热能还可方便的加以利用甚至可以用来作为直接给其他设备供汽的蒸汽热源。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的第一个较好的实施例的纵抛面和A-A抛面的构造图。

图2是本发明的第二个较好的实施例的纵抛面及A-A抛面的构造图。

图3是本发明的第三个较好的实施例的纵抛面及A-A抛面的构造图。

图4是本发明的第四个较好的实施例的纵抛面及A-A抛面的构造图。

图5是本发明的第五个较好的实施例的纵抛面及A-A抛面的构造图。

图6是本发明的第六个较好的实施例的纵抛面及A-A抛面的构造图。

图中：1.未干物料进入口，2.物料分散装置，3.未干分散物料进入口，4.未干物料分散排出口，5.自热式分散干燥室，6.加热装置，7.工作空间，8.工作空间末端，9.排气口，10.湿气、蒸汽或其他气体进入口，11.料斗，12.出料口，13.汽(气)-固分离装置，14.汽(气)体排出口，15.反射面，16.干燥气体进入口，17.末端干燥气体进入口，18.引风机，19.真空系统管路，20.保温层，21.辐射透明窗。

具体实施方式

本发明的具体实施方法的较佳实例如下表所述：

本发明的具体实施装置如下所述：

加热装置(4)较好的一种选择是采用电磁辐射加热装置，可采用电热式红外线辐射器及非电热式红外线辐射器，其工作温度根据辐射器的类型而定，在120-2000℃度范围选取，原则上温度越高设备体积越小。雾化干燥室的工作空间(7)的高度尺寸要足够，使液滴在降落并进入冷却排气段以前就获得足够的干燥，可根据具体实施方法的较佳实施例表中的干燥时间，与工作空间(7)中的分散物料流动群的平均流动速度的乘积来计算工作空间(7)的参考高度尺寸。

物料分散装置(2)可以是单流体或非单流体液体雾化器、浆料雾化器、固体粉末分散器等，一个自热式分散干燥室可以和一只或非一只物料分散装置连接。

工作空间绝对压力可以这样来建立：当工作在负压状态，可将汽(气)体排出口(14)与引风机(18)或真空系统管路(19)相连来建立所需负压；当工作在微正压状态，可设置合适的汽(气)-固分离装置(13)的阻力，便可得到所需微正压，也可以向系统中吹入气体来建立所需微正压。

汽(气)固分离装置(13)可以是公知的旋风除尘器、布袋除尘器、膜式气固过滤器或其他除尘器，也可以是所述除尘、过滤装置的组合。

根据不同的干燥温度和加热装置提供热能与总供热能比例，可向干燥气体进入口(16)及末端干燥气体进入口(17)直接吹入热气体或室温气体或经除湿的热气体或室温气体。

在图1所示的第一个实施例中，物料分散装置(2)与自热式分散干燥室(5)相连，使其未干物料分散排出口(4)插入自热式分散干燥室(5)的未干分散物料进入口(3)中，在自热式分散干燥室(5)的中心部位纵向布置一贯穿于自热式分散干燥室(5)的上下两端的工作空间(7)，在自热式分散干燥室(5)内，工作空间的外侧，靠近工作空间沿工作空间的纵向布置多个辐射加热装置(6)，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式，本例为电加热式，本例的辐射加热装置包含有可增强辐射加热效果的反射面(15)，本例反射面可布置在自热式分散干燥室(5)的外表面与相应辐射加热装置之间，反射面(15)可以是平面或曲面，本例反射面(15)含有抛物面形内表面，反射面(15)可沿辐射加热装置(6)纵向布置，可使反射面(15)其焦线或焦点与辐射加热装置(6)重合或在辐射加热装置(6)的附近，这样可大大增强辐射加热效果，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)与自热式分散干燥室(5)的排气口(9)连接，料斗(11)布置在工作空间末端(8)的下方及料斗(11)布置在汽(气)-固分离装置(13)的下方，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)、汽(气)-固分离装置(13)、汽(气)体排出口(14)依次相连，其工作参数可参照方法一。

在图2所示的第二个实施例中，物料分散装置(2)与自热式分散干燥室(5)相连，使其未干物料分散排出口(4)插入自热式分散干燥室(5)的未干分散物料进入口(3)中，在自热式分散干燥室(5)的中心部位纵向布置一贯穿于自热式分散干燥室(5)的上下两端的工作空间(7)，在工作空间的外侧，靠近工作空间沿工作空间的纵向布置多个辐射加热装置(6)，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式，本例为蒸汽加热式，本例的辐射加热装置包含有可增强辐射加热效果的反射面(15)，本例反射面布置在自热式分散干燥室(5)的外表面与相应辐射加热装置之间，反射面(15)可以是平面或曲面，本例反射面(15)含有椭圆面形内表面，反射面(15)可沿加热装置(6)纵向布置，可使反射面(15)其一焦线或焦点与辐射加热装置(6)重合或在辐射加热装置(6)附近，可使反射面(15)其另一焦线或焦点与工作空间(7)的中心线或分散物料流动群体的中线重合或在其附近，这样可大大增强辐射加热效果，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)与自热式分散干燥室(5)的排气口(9)连接，料斗(11)布置在工作空间末端(8)的下方及料斗(11)布置在汽(气)-固分离装置(13)的下方，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)、汽(气)-固分离装置(13)、汽(气)体排出口(14)依次相连，在物料分散装置(2)的未干物料分散排出口(4)的周围开有干燥气体环状进入口(16)，可向分散未干物料吹射干燥热风，以使其干燥，其工作参数可参照方法二。

在图3所示的第三个实施例中，所不同的是引风机(18)与汽(气)体排出口(14)相连，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式。在自热式分散干燥室(5)工作空间末端(8)的下方开有末端干燥气体进入口(17)，自热式分散干燥室(5)的排气口(9)开在物料分散装置(2)的附近，该结构支持逆流式工作过程，其它结构可与第一、第二个实施例相同，其工作参数可参照方法三。

在图4所示的第四个实施例中，所不同的是真空系统管路(19)与汽(气)体排出口(13)相连，这样可以使自热式分散干燥室(5)工作在较低的绝对压力情况下，以获得低温或超低温或冷冻蒸发效果，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式。其它结构与第一、第二个实施例相同，其工作参数可参照方法四。

在图5所示的第五个实施例中，物料分散装置(2)与自热式分散干燥室(5)相连，使其未干物料分散排出口(4)插入自热式分散干燥室(5)的未干分散物料进入口(3)中，在自热式分散干燥室(5)的中心部位纵向布置一贯穿于自热式分散干燥室(5)的上下两端的工作空间(7)，在工作空间的外侧，靠近工作空间沿工作空间的纵向布置多个辐射加热装置(6)，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式，本例为热风加热式，本例的辐射加热装置包含有可增强辐射加热效果的反射面(15)，本例反射面布置在自热式分散干燥室(5)的外表面与相应辐射加热装置之间，反射面(15)可以是平面或曲面，本例反射面(15)含有椭圆面形内表面，反射面(15)可沿加热装置(6)纵向布置，可使反射面(15)其一焦线或焦点与辐射加热装置(6)重合或在辐射加热装置(6)附近，可使反射面(15)其另一焦线或焦点与工作空间(7)的中心线或分散物料流动群体的中线重合或在其附近，这样可大大增强辐射加热效果，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)与自热式分散干燥室(5)的排气口(9)连接，料斗(11)布置在工作空间末端(8)的下方及料斗(11)布置在汽(气)-固分离装置(13)的下方，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)、汽(气)-固分离装置(13)、汽(气)体排出口(14)依次相连，排气分离段的汽(气)-固分离装置(13)布置在料斗(11)上方的侧面，在分离装置的末端布置有汽(气)体排出口(14)，自热式分散干燥室(5)的外表面包有隔热层(20)，可提高设备热效率，自热式分散干燥室(5)的末段设有长度为a的冷却降温段(无加热效果段)，该例的出料口(12)为制品连续排出装置，可连续排出制品，其工作参数可参照方法五。

在图6所示的第六个实施例中，所不同的是引风机(18)与汽(气)体排出口(14)相连，辐射加热装置(6)可为电热式、蒸汽加热式、火焰加热或热风加热式，自热式分散干燥室(5)的排气口(9)开在工作空间(7)的中部附近，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)与自热式分散干燥室(5)的排气口(9)连接，料斗(11)布置在工作空间末端(8)的下方及料斗(11)布置在汽(气)-固分离装置(13)的下方，排气分离段的湿气、蒸汽或其他气体进入口(10)、汽(气)-固分离装置(13)、汽(气)体排出口(14)依次相连，在自热式分散干燥室(5)工作空间末端(8)的下方开有末端干燥气体进入口(17)，在物料分散装置(2)的未干物料分散排出口(4)的周围开有干燥气体环状进入口(16)，可向分散未干物料吹射干燥热风，以使其干燥，该结构支持混流式工作过程，其它结构可与第一、第二个实施例相同，其工作参数可参照方法六，这种方法可以干燥老式喷雾干燥机所不能干燥的难干物料。

Claims (10)

1.一种带有自热式分散干燥室的喷雾干燥方法，其特征是：用加热装置加热所述之未干细小分散物料流动群及与之混合的汽(气)体，使未干细小分散物料受热干燥，具体工艺方法如下：

第一步：物料分散，将适合分散的物料(溶液、乳浊、悬浊液、浆液或未干固体粉末)送入相应的物料分散装置，经物料分散装置分散排出，形成细小的未干分散物料流动群；

第二步：干燥，部分或全部用加热装置加热所述之未干细小分散物料流动群及与之混合的汽(气)体，使未干细小分散物料受热干燥，形成由经干燥的分散物料流动群与蒸汽及其它气体组成的混合流体；

第三步：收集物料，排除气体，收集混合流体中的经干燥细小物料粉粒，获得制品，排除其中的蒸汽及其它气体，完成喷雾干燥过程。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥方法，其进一步的特征是：加热装置提供热能与总供热能比例为：10％-100％.。

3.根据权利要求1所述的喷雾干燥方法，其进一步的特征是：向干燥气体进入口(16)或末端干燥气体进入口(17)直接吹入热气体或室温气体或经除湿的热气体或室温气体。

4.一种带有自热式分散干燥室的喷雾干燥机装置，其特征是：所述装置带有自热式分散干燥室。

5.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：在工作空间附近，自热式分散干燥室设有可加热工作空间中物质的加热装置。

6.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：加热装置是红外线辐射器。

7.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：辐射加热装置包含有可增强辐射加热效果的反射面(15)。

8.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：反射面(15)含有抛物面形内表面。

9.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：反射面(15)含有椭圆面形内表面。

10.根据权利要求4所述的喷雾干燥机装置，其特征是：自热式分散干燥室(5)的排气口(9)开在工作空间(7)的中部附近。

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