CN104399264A - 一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，包括立式圆柱体结构的干燥塔、电动高速离心雾化器、上料装置、加热装置、风湿冷却装置、出料装置、废气回收利用装置、清洗装置和智能化控制柜，电动高速离心雾化器安装在干燥塔的顶端内部中心轴线上，上料装置连接至干燥塔的进料口，加热装置的前端设置有空气过滤器，出料装置设置在干燥塔底部，风湿冷却装置前端设有冷冻除湿机，废气回收利用装置通过废气回收塔将废气送至干燥塔塔体外侧周围，智能化控制柜对系统的整个工作过程进行集中自动控制。整个系统控制和管理方便，干燥效率高，节能效果好，并避免了废气对大气环境造成的污染。

Description

一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统

技术领域

本发明涉及一种干燥造粒系统，具体地说是一种节能高效的用于固体催化剂干燥生产的离心喷雾干燥造粒系统。

背景技术

催化剂在现代化学工业中具有不可替代的地位，约有80%的化学反应与催化剂的存在有关。现有的固体催化剂多为纳米级或微米级的颗粒粉体，颗粒与溶液之间存在界面张力，容易产生颗粒聚集，导致催化剂催化活性低、催化效果不理想。因此在制备催化剂粉体的过程中，干燥是极其关键的工序。喷雾干燥是化工工业中最常见的一种把液体干燥成粉末产品的干燥技术，其工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中，物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式互相接触，使水分迅速蒸发，达到干燥的目的。采用这种干燥方法，可以省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作，而且干燥时间短（一般干燥时间为5～30s）、对干燥物料的有效成分破坏少，因此特别适用于对固体催化剂进行干燥和造粒成型，但是现有的催化剂干燥装置在进行喷雾干燥的过程中，经常出现被干燥的物料粘着在干燥塔内壁上的现象，由于粘壁物料较难以被及时带出干燥塔，从而造成粘着物料烧焦或变质影响催化剂粉体的质量；并且在干燥过程中产生的废气直接排出，由于废气中存在未被充分分离的微型物料粉体，因此将废气直接排放到大气中既对周围环境造成影响，同时也浪费了废气中所含有的热能。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，该系统整体结构设计巧妙，操作管理方便，有效避免了干燥物料在干燥塔内发生粘壁的现象，不仅提高了固体催化剂干燥的效率，同时也达到了节能减排的效果。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，包括立式圆柱体结构的干燥塔、上料装置、加热装置、风湿冷却装置、出料装置、废气回收利用装置和智能化控制柜，在干燥塔的顶端设置有热风分配器，并在干燥塔的顶端内部中心轴线上安装有电动高速离心雾化器，在干燥塔塔体外侧围绕塔体设有一圈保温外壳；所述上料装置的物料罐通过压力泵连接至干燥塔的顶端进料口，并在进料口处设有一次风冷装置，用于对物料浆液进行干燥，进一步提高进入干燥塔内浆液的含固量；所述加热装置的前端设置有空气过滤器，外部空气经所述空气过滤器过滤后通过送风机送至蒸汽换热器并经电加热器加热形成热风，热风通过管道送至热风分配器后进入干燥塔塔内；所述出料装置安装在干燥塔的下部，所述出料装置包括一级分离器、二级分离器、引风机、接料槽，所述一级分离器的底部与二级分离器的顶部相连接，所述二级分离器与引风机相连接，所述接料槽设置在所述二级分离器的底部，所述风湿冷却装置连接至所述一级分离器的底部；所述废气回收利用装置包括抽气泵、除尘器、废气回收塔、微粉收集管和密封水箱，所述一级分离器与抽气泵抽气嘴相连接，并且所述引风机也连接至抽气管上，所述除尘器连接至抽气泵的排气嘴，所述废气回收塔与除尘器相连接，并在所述除尘器与废气回收塔的连接处设置有微粉收集管，所述微粉收集管插入所述密封水箱内，从所述废气回收塔中排出的热废气通过管道送至所述干燥塔塔体与所述保温外壳所形成的密闭空间；所述智能化控制柜对系统的整个工作过程进行集中自动控制。所述整个技术方案设计巧妙实用，控制和管理生产方便，有效避免了发生物料粘壁的现象，而且将干燥过程中产生的废气热量通过废气回收利用装置充分地利用起来，不仅减少了对环境产生的污染，提高了整个系统的热量利用率，达到降低能耗和节约生产成本的效果；同时也提高了固体催化剂的干燥效率，经干燥后的固体催化剂粉体纯度高并具有良好的松散性和溶解性。

作为本发明的一种改进，在干燥系统中设置有清扫装置，所述清扫装置包括设置在干燥塔底部的回转清扫装置和放置在物料罐旁边的清水箱。利用清扫装置定期对整个系统进行清扫和冲洗，避免在干燥不同种类的固体催化剂时物料之间产生污染，从而提高产品的纯度，并且在一定程度上延长了系统中设备的使用寿命。

作为本发明的一种改进，所述干燥塔塔体的内壁上内衬有一层疏水层。干燥塔塔体多由不锈钢、碳钢或钢筋混凝土制成，这些材料均有亲水性,易被湿物料粘附而结疤。因此在塔体的内壁上均匀涂刷一层疏水层，能够有效地减少喷雾干燥塔结疤的机率。

作为本发明的一种改进，在所述干燥塔的底部出口处设置有冷却风机，冷却风机对干燥塔内已经干燥形成的物料粉体进行初步冷却，然后通过风湿冷却装置对物料粉体进行彻底除湿冷却，从而加快了物料粉体的冷却速度，避免物料粉体因湿度超标所引起结团、均匀度差等问题。在所述干燥塔的塔体上开设有可视观察窗，便于人员在干燥过程中实时监测干燥塔内电动高速离心雾化器喷嘴的运转情况。

作为本发明的一种改进，所述电动高速离心雾化器采用变频电源供电，并进行变频控制，从而根据干燥物料的料液含固量进行转速的连续调节，以改变雾化器喷嘴的直径，从而改变雾滴的大小，进一步降低物料粘壁的可能性。此外，所述电动高速离心雾化器具有高转速、低振动、高稳定性等优点，是的物料料液雾化细致且均匀，使得在干燥塔内的热交换更加充分，从而进一步缩短了干燥时间以及降低了热能的耗损率。

作为本发明的一种改进，在所述风湿冷却装置的前端安装有冷冻除湿机，能够有效降低用于干燥产品的空气的湿度和温度，不仅缩短了产品的干燥时间，提高了干燥效率，同时还能够保证生产出来的产品具有较好的松密度和均匀度。

作为本发明的一种改进，所述一级分离器和二级分离器均采用旋风分离器。旋风分离器具有结构简单，使用寿命长，成本低，分离效率高等优点。

相对于现有技术，本发明的优点如下，1）整体结构设计巧妙，拆卸组装维修更换方便、成本较低；2）该系统的结构简单可靠，操作简便，采用智能化控制柜进行全自动集中控制，控制和管理方便，干燥速度快，干燥所得产品具有良好的均匀度、分散性和溶解性；3）现有的干燥系统中采用立体圆锥形的干燥塔，容易在锥体部位产生粘壁，该系统中的干燥塔采用立式圆柱体结构设计，从而能够在干燥塔本身结构上避免干燥物料在塔内发生粘壁现象，提高经干燥后催化剂粉体的纯度和质量；4）该系统中的离心雾化器采用变频器进行控制，具有连续调节转速的功能，因此能够根据干燥物料的含固量调节转速，以改变雾滴大小，达到少粘或不粘干燥塔内壁的效果；5）在干燥塔塔体的周围设有保温隔热夹层，减少不必要的热量损失，在一定程度上降低了设备的能耗，达到了节能的效果；6）系统中设有废气回收利用装置，将干燥过程中产生的废气通过废气回收塔再次输送至干燥塔塔体周围，对干燥塔起到保温的作用，同时也有效避免了废气对环境产生污染，达到降低能耗和节约生产成本的效果。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图中：1-干燥塔，2-物料罐，3-压力泵，4-离心雾化器，5-空气过滤器，6-送风机，7-蒸汽换热器，8-电加热器，9-热风分配器，10-一次风冷装置，11-可视观察窗，12-保温外壳，13-保温膜，14-冷却风机，15-一级分离器，16-二级分离器，17-接料槽，18-引风机，19-抽气泵，20-除尘器，21-废气回收塔，22-微粉收集管，23-密封水箱，24-清水箱，25-冷冻除湿机，26-散热器，27-回转清扫装置，28-清扫管，29-吹扫传动电机，30-清洗口，31-加料口。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。

实施例1：如图1所示，一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，包括立式圆柱体结构的干燥塔1、上料装置、加热装置、风湿冷却装置、出料装置、废气回收利用装置和智能化控制柜，在干燥塔1的顶端设置有热风分配器9，并在干燥塔1的顶端内部中心轴线上安装有电动高速离心雾化器4，在干燥塔塔体外侧围绕塔体设有一圈保温外壳12；所述上料装置的物料罐2通过压力泵3连接至干燥塔的顶端进料口，并在进料口处设有一次风冷装置10，用于对物料浆液进行干燥，进一步提高进入干燥塔内浆液的含固量；所述加热装置的前端设置有空气过滤器5，外部空气经所述空气过滤器过滤后通过送风机6送至蒸汽换热器7并经电加热器8加热形成热风，热风通过管道送至热风分配器9后进入干燥塔塔内；在所述加热装置的传热管道外侧设有一层保温膜13；所述出料装置安装在干燥塔的下部，所述出料装置包括一级分离器15、二级分离器16、引风机18、接料槽17，所述一级分离器15的底部与二级分离器16的顶部相连接，所述二级分离器16与引风机18相连接，所述接料槽17设置在所述二级分离器16的底部，所述风湿冷却装置（包括冷冻除湿机25和散热器26）连接至所述一级分离器15的底部；所述废气回收利用装置包括抽气泵19、除尘器20、废气回收塔21、微粉收集管22和密封水箱23，所述一级分离器15与抽气泵抽气嘴相连接，并且所述引风机18也连接至抽气管上，所述除尘器20连接至抽气泵19的排气嘴，所述废气回收塔21与除尘器20相连接，并在所述除尘器20与废气回收塔21的连接处设置有微粉收集管22，用于收集废气在除尘器中产生的粉粒物质，所述微粉收集管22插入所述密封水箱23内，将收集的粉粒物质排入清水中进行二次回收利用；从所述废气回收塔21中排出的热废气通过管道送至所述干燥塔塔体与所述保温外壳所形成的密闭空间；所述智能化控制柜对系统的整个工作过程进行集中自动控制。

实施例2：如图1所示，作为本发明的一种改进，在干燥系统中设置有清扫装置，所述清扫装置包括设置在干燥塔底部的回转清扫装置27和放置在物料罐旁边的清水箱24。利用清扫装置定期对整个系统进行清扫和冲洗，避免在干燥不同种类的固体催化剂时物料之间产生污染，从而提高产品的纯度，并且在一定程度上延长了系统中设备的使用寿命。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例3：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述干燥塔塔体的内壁上内衬有一层疏水层。干燥塔塔体多由不锈钢、碳钢或钢筋混凝土制成，这些材料均有亲水性,易被湿物料粘附而结疤。因此在塔体的内壁上均匀涂刷一层疏水层，能够有效地减少喷雾干燥塔结疤的机率。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例4：如图1所示，作为本发明的一种改进，在所述干燥塔的底部出口处设置有冷却风机14，冷却风机对干燥塔内已经干燥形成的物料粉体进行初步冷却，然后通过风湿冷却装置对物料粉体进行彻底除湿冷却，从而加快了物料粉体的冷却速度，避免物料粉体因湿度超标所引起结团、均匀度差等问题。在所述干燥塔的塔体上开设有可视观察窗，便于人员在干燥过程中实时监测干燥塔内电动高速离心雾化器喷嘴的运转情况。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例5：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述电动高速离心雾化器4采用变频电源供电，并进行变频控制，从而根据干燥物料的料液含固量进行转速的连续调节，以改变雾化器喷嘴的直径，从而改变雾滴的大小，进一步降低物料粘壁的可能性。此外，所述电动高速离心雾化器具有高转速、低振动、高稳定性等优点，是的物料料液雾化细致且均匀，使得在干燥塔内的热交换更加充分，从而进一步缩短了干燥时间以及降低了热能的耗损率。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例6：如图1所示，作为本发明的一种改进，在所述风湿冷却装置的前端安装有冷冻除湿机25，能够有效降低用于干燥产品的空气的湿度和温度，不仅缩短了产品的干燥时间，提高了干燥效率，同时还能够保证生产出来的产品具有较好的松密度和均匀度。其余结构和优点与实施例1完全相同。

实施例7：如图1所示，作为本发明的一种改进，所述一级分离器15和二级分离器16均采用旋风分离器。旋风分离器具有结构简单，使用寿命长，成本低，分离效率高等优点。其余结构和优点与实施例1完全相同。

本发明还可以将实施例2、3、4、5、6、7所述技术特征中的至少一个与实施例1组合形成新的实施方式。

需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。

Claims (7)

1.一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于：包括立式圆柱体结构的干燥塔、上料装置、加热装置、风湿冷却装置、出料装置、废气回收利用装置和智能化控制柜，在干燥塔的顶端设置有热风分配器，并在干燥塔的顶端内部中心轴线上安装有电动高速离心雾化器，在干燥塔塔体外侧围绕塔体设有一圈保温外壳；所述上料装置的物料罐通过压力泵连接至干燥塔的顶端进料口，并在进料口处设有一次风冷装置；所述加热装置的前端设置有空气过滤器，外部空气经所述空气过滤器过滤后通过送风机送至蒸汽换热器并经电加热器加热形成热风，热风通过管道送至热风分配器后进入干燥塔塔内；所述出料装置安装在干燥塔的下部，所述出料装置包括一级分离器、二级分离器、引风机、接料槽，所述一级分离器的底部与二级分离器的顶部相连接，所述二级分离器与引风机相连接，所述接料槽设置在所述二级分离器的底部，所述风湿冷却装置连接至所述一级分离器的底部；所述废气回收利用装置包括抽气泵、除尘器、废气回收塔、微粉收集管和密封水箱，所述一级分离器与抽气泵抽气嘴相连接，并且所述引风机也连接至抽气管上，所述除尘器连接至抽气泵的排气嘴，所述废气回收塔与除尘器相连接，并在所述除尘器与废气回收塔的连接处设置有微粉收集管，所述微粉收集管插入所述密封水箱内，从所述废气回收塔中排出的热废气通过管道送至所述干燥塔塔体与所述保温外壳所形成的密闭空间；所述智能化控制柜对系统的整个工作过程进行集中自动控制。

2.如权利要求1所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，在干燥系统中设置有清扫装置，所述清扫装置 包括设置在干燥塔底部的回转清扫装置和放置在物料罐旁边的清水箱。

3.如权利要求1或2所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，所述干燥塔塔体的内壁上内衬有一层疏水层。

4.如权利要求1或2所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，在所述干燥塔的底部出口处设置有冷却风机，在所述干燥塔的塔体上开设有可视观察窗。

5.如权利要求1或2所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，所述电动高速离心雾化器采用变频电源供电，从而能够根据干燥物料的料液含固量进行转速的连续调节，以改变雾化器喷嘴的直径，从而改变雾滴的大小，进一步降低物料粘壁的可能性。

6.如权利要求1所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，在所述风湿冷却装置的前端安装有冷冻除湿机。

7.如权利要求1所述的一种节能高效的固体催化剂雾化干燥系统，其特征在于，所述一级分离器和二级分离器均采用旋风分离器。