CN102847329B - 喷雾制粒流化干燥机组的离心式喷雾干燥塔 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种喷雾制粒流化干燥机组的喷雾制粒流化干燥系统，包括离心式喷雾干燥塔，该喷雾干燥塔包括依次上下密封连接的塔顶、塔体和锥形塔底；塔顶底面中心设有雾化器，在该喷雾干燥塔内且于所述雾化器的正下方设有用于向上喷干粉的压力喷头。本发明的采用顶部向下喷雾、底部向上喷干粉的方式，相对于向上喷雾，采用向下喷雾适于使雾滴进一步细化并增大雾滴密度，确保雾滴与干粉充分、高密度接触；此外，在雾滴下行过程中，雾滴内的颗粒细料迅速呈带粘性的半湿状态并与迎面而来的干粉粘结成整体湿度较低的粒体，故而无需使用粘结剂就能实现制粒和干燥。
Description
技术领域
本发明涉及干燥设备的技术领域，具体是一种喷雾制粒流化干燥机组的离心式喷雾干燥塔。
背景技术
现有的喷雾造粒干燥机广泛应用于化工、医药、食品等行业，用于片剂、冲剂、胶囊、速溶食品、饮料颗粒、缓释颗粒、化工颗粒等的制备。
现有的喷雾造粒干燥机的工艺流程一般是：空气经加热器加热后进入流化床底部，穿过分布板与物料接触，使物料呈流态化。母液好粘结剂由压力泵分别送到雾化喷嘴，雾化后涂布于流化颗粒表面以使颗粒相互粘结，经不断地流化、涂布、干燥，颗粒逐渐长大，达到所要求的粒度后从流化床出料口排出。
另一种喷雾制粒干燥的工艺流程是：雾粒与热空气以混合流的方式工作，热空气是通过顶盖上的热空气分配器进入塔内，热风分配器产生一股向下的流线空气气流，雾滴由下向上喷入热空气流。雾滴由于表面张力作用而形成球形，同时由于雾滴具有很大的表面积，其中水分迅速蒸发干燥，而最终收缩形成干燥的球形颗粒粉料。
上述现有技术的不足之处在于：喷雾制粒干燥的雾滴中必须含有粘结剂，否则无法制粒。而使用粘结剂，一方面使得生产成本较高，另一方面粘结剂往往会影响产品品质。
如何通过一种适于高效制粒干燥、无需使用粘结剂的喷雾制粒干燥机组，是本领域的技术难题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单、适于高效制粒干燥、无需使用粘结剂的喷雾制粒流化干燥机组的离心式喷雾干燥塔。
为解决上述技术问题，本发明提供的喷雾制粒流化干燥机组的喷雾干燥塔1，包括：依次上下密封连接的塔顶1.1、塔体1.2和锥形塔底1.3；其特征在于：塔顶1.1底面中心设有雾化器1.4，在该喷雾干燥塔1内且于所述雾化器1.4的正下方设有用于向上喷干粉的压力喷头1.5，该压力喷头1.5与干粉送粉系统相连。
所述塔顶1.1上设有与热风系统相连的分风环1.6，塔顶1.1底面上环形均匀分布有与分风环1.6相连的多个热风喷头1.7，各热风喷头1.7适于输出与筒体式塔体1.2的内壁相切的热风。工作时，各热风喷头1.7输出的多股热风沿着塔体1.2的内壁螺旋向下，多股旋风携带雾滴下行并与干粉颗粒接触、粘结成粒体，同时使得多股旋风所述粒体具有较长的干燥行程，确保了对所述粒体的干燥效果。
所述热风喷头1.7包括：顶部与所述分风环1.6相连的锥形筒体，该锥形筒体的底端口1.7.0上均匀分布有多个平行的风向叶片1.7.1，各风向叶片1.7.1的两端中央设有转轴1.7.2，该转轴1.7.2的外端与设于所述锥形筒体的底端口1.7.0上的转轴座1.7.3转动配合；各风向叶片1.7.1的同侧边缘与一轴向分布的风向控制线缆固定相连，相邻的风向叶片1.7.1之间设有套设于所述风向控制线缆上的空心连接杆1.7.4；风向控制线缆的两端延伸出所述锥形筒体并分别与设于塔顶1.1上方的一对风向调节手轮1.7.8相连，该对风向调节手轮1.7.8为一对联动式手轮，用于分别收放所述风向控制线缆而控制所述的各风向叶片1.7.1的朝向，进而调节风向，使热风喷头1.7输出的热风与筒体式塔体1.2的内壁相切。各风向叶片1.7.1调节到位后，所述的一对手轮采用限位机构固定。
所述热风喷头1.7与分风环1.6相连的管体上设有风量调节阀1.8，用于使各热风喷头1.7的出风量相同，以使各热风喷头输出的旋风风量基本一致，进而使得造粒效果基本一致。
所述风向控制线缆的两侧分布有与该风向控制线缆平行且与各风向叶片1.7.1的同侧边缘固定相连的辅助线缆，以使各风向叶片1.7.1保持平行。该辅助线缆上套设有处于相邻的风向叶片1.7.1之间的空心连接杆1.7.4，各空心连接杆1.7.4的长度与所述相邻的风向叶片1.7.1的间距一致，以起到支撑作用，并防止风向叶片1.7.1变形。
所述压力喷头1.5包括一呈球面、圆弧角度为120°-130°的喷粉气流分布罩1.5.1，该喷粉气流分布罩1.5.1上均布有出粉孔1.5.0，各出粉孔1.5.0的中心线轴向分布，以使喷出的干粉在向上的各个角度均匀散开。
一种应用上述离心式喷雾干燥塔的干燥系统，其包括喷雾空气换热器，该喷雾空气换热器包括：多层上下密封连接的换热单元和密封连接于底层的换热单元下方的预热单元；该预热单元包括上下密封连接的多层；各换热单元的热介质入口与饱和水蒸气输送管相连，各换热单元的热介质出口通过一疏水器后与各预热单元的热介质入口相连，各预热单元的热介质出口输出冷凝水，该冷凝水被送回锅炉，重新生成不低于130℃的所述饱和水蒸气。
所述锥形塔底的出料口经第一关风机与卧式沸腾床的入料口相连，卧式沸腾床中的床板上方设有电动搅拌装置。
上述干燥系统的工作方法，其包括：雾化器1.4和压力喷头1.5同时分别向下喷雾、向上喷干粉，同时一个热风喷头1.7输出一股热风，多股热风沿着塔体1.2的内壁螺旋向下，多股旋风携带雾滴下行并与干粉颗粒接触、粘结成粒体，并在所述锥形塔底1.3汇集成型粒料，粒料经关风机输出。
作为优化的方案，雾化器1.4和压力喷头1.5的间距、雾化器1.4喷出的雾滴与压力喷头1.5喷出的干粉的相对速度，适于使雾滴与干粉完全交汇并使其交汇面恰好覆盖塔体1.2的横截面。
本发明具有的技术效果：
（1）本发明的采用顶部向下喷雾、底部向上喷干粉的方式，相对于向上喷雾，采用向下喷雾适于使雾滴进一步细化并增大雾滴密度，确保雾滴与干粉充分、高密度接触；此外，在雾滴下行过程中，雾滴内的颗粒细料迅速呈带粘性的半湿状态并与迎面而来的干粉粘结成整体湿度较低的粒体，故而无需使用粘结剂就能实现制粒和干燥。
（2）本发明的干燥机组工作时，各热风喷头输出的多股热风沿着塔体的内壁螺旋向下形成多股旋风，各股旋风携带高密度雾滴下行并与高密度干粉颗粒接触、粘结成粒体，同时多股旋风使所述粒体具有较长的干燥行程，确保了对所述粒体的干燥效果。多股旋风同时对干燥塔的内壁起到清扫作用，防止物料粘壁、结焦。
（3）本发明的热风喷头采用可调风向的百叶窗结构，确保输出与筒体式塔体的内壁相切的热风。
（4）本发明的换热器适于利用充分130℃的过热水生成的闪蒸汽、热水预热待加热气体，大幅提高了热能利用效率。
（5）本发明的卧式沸腾床中设有搅拌装置，适于提高干燥效率。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明的干燥机组的结构示意图；
图2是本发明的离心式喷雾干燥塔的局部结构示意图；
图3是图2中的B-B剖面图；
图4是图3中的所述热风喷头及其局部的放大图；
图5是所述压力喷头的喷粉气流分布罩的局部放大图；
图6是本发明的卧式沸腾床和卧式沸腾冷却床的放大图；
图7是本发明的卧式沸腾床的内部结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明进行详细说明：
如图1，本实施例的喷雾制粒流化干燥机组，其包括：喷雾干燥塔1，该喷雾干燥塔1包括依次上下密封连接的塔顶1.1、塔体1.2和锥形塔底1.3；所述塔顶1.1上设有与热风系统相连的分风环1.6。所述热风系统包括喷雾空气换热器5，喷雾空气换热器5的顶部出风口依次经电加热器10、第一高温高效过滤器9与所述分风环1.6的入风口相连。喷雾空气换热器5的底部入风口与喷雾鼓风机24的出风口相连，该鼓风机24的进风口与第一初中效过滤器23相连。
用于盛放料液的料桶18经莫诺泵与所述雾化器1.4相连。
所述塔体1.2为夹套式结构，塔体1.2的夹套腔的顶部与一冷却护壁风机12的排风口相连，用于冷却塔体1.2的内壁，该内壁用于与完成造粒的粒料发生热交换，使粒料快速冷却固化，防止粘壁并防止内壁过热而使物料发生结焦。
所述热风系统包括喷雾空气换热器5，该喷雾空气换热器5包括：多层上下密封连接的换热单元5.1和密封连接于底层的换热单元5.1下方的预热单元5.2；该预热单元5.2包括上下密封连接的多层；处于最底层的预热单元5.2的底部入风口与喷雾鼓风机24的出风口相连，顶层的换热单元5.1的顶部出风口依次经电加热器10、第一高温高效过滤器9与所述分风环1.6的入风口相连。所述鼓风机24的进风口与第一初中效过滤器23相连。
各换热单元5.1的热介质入口与饱和水蒸气输送管相连，各换热单元5.1的热介质出口通过一疏水器11后与各预热单元5.2的热介质入口相连，各预热单元5.2的热介质出口输出冷凝水，该冷凝水被送回锅炉，重新生成不低于130℃的所述饱和水蒸气。
使用时，130℃的饱和水蒸气送入各换热单元5.1与沸腾干燥用气体换热后输出130℃的过热水，该130℃的过热水经所述疏水器11后生成闪蒸汽，并呈100℃的汽液混合状态，并送入各预热单元5.2换热，用于预热所述沸腾干燥用气体；被预热的气体再经各换热单元5.1逐层加热，最终达到所需的温度。
在各换热单元5.1的换热过程中，130℃的饱和水蒸气在凝结为130℃水的过程中放出变相热，使各换热单元5.1中的换热盘管始终保持在130℃；进而使沸腾干燥用气体经逐层换热后基本达到120℃。
将所述130℃的过热水经所述疏水器11后送入各预热单元5.2，以预热所述沸腾干燥用气体，利于提高热能转换效率，以节能。
所述锥形塔底1.3的出料口经第一关风机1.9与卧式沸腾床7的入料口相连，卧式沸腾床7包括：壳体、设于该壳体内的沸腾床板、用于从所述沸腾床板的底部提供热风的布风装置7.1、以及设于壳体顶部的排气口，在壳体内、该沸腾床板上方依次设有电动搅拌装置7.4和多个除尘布袋7.2。
所述壳体内、邻近该壳体的中上部设有中间隔板，该中间隔板的顶边和两侧边与所述壳体的内壁密封连接；所述除尘布袋7.2包括分布于该中间隔板两侧的多个布袋，于所述中间隔板同侧的各布袋的底部开口固定在一底布上，该底布上分布有分别与所述布袋的底部开口相连的通孔，各底布分别固定在处于中间隔板两侧的支撑环上，各支撑环的四周固定有密封气囊，充气后的各密封气囊适于使各支撑环与中间隔板之间、以及各支撑环与所述壳体的内壁之间密封配合，以使上筒体内的上升气流仅通过各布袋排出;于所述中间隔板同侧的各布袋的顶端与一抖动气缸的活塞杆相连，用于控制所述中间隔板两侧的布袋交替抖动，抖动气缸的动作由PLC控制；所述排气口包括分布于所述中间隔板两侧的一对，各排气口上设有蝶阀，所述中间隔板两侧的抖动气缸交替工作，当一个抖动气缸开始动作时，同侧的所述蝶阀闭合；同时，与另一抖动气缸同侧的蝶阀开启，以实现卧式沸腾床的布袋除尘工序的连续性，使分布于所述中间隔板两侧的布袋交替抖动、将布袋上吸附的颗粒抖落至床板上，实现细料的回收利用，同时无需使卧式沸腾床停机后再抖动。
所述卧式沸腾床7的出料口经过一流量调节阀7.3与一卧式沸腾冷却床8的入料口相连，该卧式沸腾冷却床8的出料口经第二关风机26与一筛分机27相连，筛分机27的成品粒料出口与一称重包装机28的入料口相连，筛分机27的细粉出口经气动输送管路与一文氏加料器22相连。文氏加料器22为可调式文氏加料器，该文氏加料器22与第一高效旋风分离器21底部的出料口相连。
所述卧式沸腾床7底部的热风进风管7.5经高温高效过滤器32与沸腾空气换热器35相连；该沸腾空气换热器35与所述喷雾空气换热器5的结构相同。
所述卧式沸腾冷却床8的底部的冷风进风管8.1经高效过滤器30与一冷冻除湿机29相连。
当喷雾干燥塔1输出的某些类型的粒料干燥度不够时，采用卧式沸腾床7进一步干燥所述粒料。当喷雾干燥塔1输出的粒料干燥度达标时，看省略卧式沸腾床7，直接采用所述卧式沸腾冷却床8进行冷却所述粒料。
邻近所述锥形塔底1.3的出料口的上方设有抽风管路20，抽风管路20依次与第二高效旋风分离器14、喷雾引风机15相连。第一旋风分离器14的底部出料口经过一关风机与所述卧式沸腾床7的入料口相连。
Claims (8)
1.一种喷雾干燥塔，其包括依次上下密封连接的塔顶、塔体和锥形塔底；其特征在于：
塔顶底面中心设有雾化器，在该喷雾干燥塔内且于所述雾化器的正下方设有用于向上喷干粉的压力喷头；
所述塔顶上设有与热风系统相连的分风环，塔顶底面上环形均匀分布有与分风环相连的多个热风喷头，各热风喷头适于输出与筒体式塔体的内壁相切的热风；
所述热风喷头包括：顶部与所述分风环相连的锥形筒体，该锥形筒体的底端口上均匀分布有多个平行的风向叶片，各风向叶片的两端中央设有转轴，该转轴的外端与设于所述锥形筒体的底端口上的转轴座转动配合；各风向叶片的同侧边缘与一轴向分布的风向控制线缆固定相连，相邻的风向叶片之间设有套设于所述风向控制线缆上的空心连接杆；风向控制线缆的两端延伸出所述锥形筒体并分别与设于塔顶上方的一对风向调节手轮相连，该对风向调节手轮为一对联动式手轮，用于分别收放所述风向控制线缆而控制所述的各风向叶片的朝向，使热风喷头输出的热风与筒体式塔体的内壁相切。
2.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于：所述的各风向叶片调节到位后，所述的一对手轮采用限位机构固定；所述热风喷头与分风环相连的管体上设有风量调节阀，用于使各热风喷头的出风量相同。
3.根据权利要求2所述的喷雾干燥塔，其特征在于：所述风向控制线缆的两侧分布有与该风向控制线缆平行且与各风向叶片的同侧边缘固定相连的辅助线缆，以使各风向叶片保持平行；该辅助线缆上套设有处于相邻的风向叶片之间的空心连接杆。
4.根据权利要求3所述的喷雾干燥塔，其特征在于：所述压力喷头包括一呈球面、圆弧角度为120°-130°的喷粉气流分布罩，该喷粉气流分布罩上均布有出粉孔，各出粉孔的中心线轴向分布。
5.应用权利要求4所述的喷雾干燥塔的干燥系统，其特征在于包括喷雾空气换热器，该喷雾空气换热器包括：多层上下密封连接的换热单元和密封连接于底层的换热单元下方的预热单元；该预热单元包括上下密封连接的多层；
各换热单元的热介质入口与饱和水蒸气输送管相连，各换热单元的热介质出口通过一疏水器后与各预热单元的热介质入口相连，各预热单元的热介质出口输出冷凝水，该冷凝水被送回锅炉，重新生成不低于130℃的所述饱和水蒸气。
6.根据权利要求5所述的干燥系统，其特征在于：所述锥形塔底的出料口经第一关风机与卧式沸腾床的入料口相连，卧式沸腾床中的床板上方依次设有电动搅拌装置。
7.根据权利要求5或6所述的干燥系统的工作方法，其特征在于：雾化器和压力喷头同时分别向下喷雾、向上喷干粉，同时一个热风喷头输出一股热风，多股热风沿着塔体的内壁螺旋向下，多股旋风携带雾滴下行并与干粉颗粒接触、粘结成粒体，并在所述锥形塔底汇集成型粒料，粒料经关风机输出。
8.根据权利要求7所述的干燥系统的工作方法，其特征在于：雾化器和压力喷头的间距、雾化器喷出的雾滴与压力喷头喷出的干粉的相对速度，适于使雾滴与干粉完全交汇并使其交汇面恰好覆盖塔体的横截面。
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