CN105014063A - 适用于活性粉体的喷雾造粒装置及其造粒方法 - Google Patents

Abstract

一种适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于包括造粒塔、雾化器、供料罐、旋风分离器、第一收集罐、过滤器、冷凝器、循环泵和风机，雾化器的出料端端口向下伸入前述造粒塔内并位于造粒塔上端；供料罐通过一供料泵与前述雾化器的进料端连接；进气管的外端连接有惰性气体源，里端与雾化器的进气口连接；旋风分离器与前述造粒塔连通并具有上端的出气口和下端的出料口；过滤器的进气端与前述旋风分离器的出气口连接；冷凝器套设于前述过滤器外周。本发明还公开了造粒方法。本发明特别适合于活性粉体的喷雾造粒，具有安全无污染的优点。

Description

适用于活性粉体的喷雾造粒装置及其造粒方法

技术领域

本发明涉及一种物料的造粒装置，尤其涉及一种适用于活性粉体的喷雾造粒装置，可应用于Mg、Al等活性金属粉体的造粒。

背景技术

造粒是指在细粉料中加入一定量的粘合剂，使得细粉粒粘接形成具有一定粒径的粉体颗粒，这种颗粒具有更好的流动性与压延性。在工业化生产中常采用喷雾造粒法，其基本原理是把带有粘合剂的粉料，用喷雾器喷入造粒塔中进行雾化，雾滴被热气流干燥团聚成颗粒状粉体，然后从干燥塔底部卸出。

已有的喷雾造粒机的喷雾造粒系统是由供料器、干燥塔、鼓风机等组成，料浆由供料系统中的蠕动泵以一定压力从喷嘴压入干燥塔，调节喷嘴大小和压力，实现料浆雾化。雾粒与鼓风机引入的热空气以混合流的方式工作，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，其中溶剂迅速蒸发干燥，而最终收缩形成干燥的球形颗粒粉料。形成的球形颗粒粉料在干燥塔内逐渐沉降，与热空气分离，塔下部的漏斗型腔使颗粒料汇集并从出料口卸出。较细的颗粒料与干燥空气一起由与漏斗形上部相连的抽风机抽取而进入除尘系统。

类似相关文献可以参考专利号为ZL201420640882.3的实用新型专利《喷雾造粒干燥系统》(授权公告号为CN204220107U)，还可以参考专利号为ZL201420818679.0的中国实用新型专利《一种喷雾造粒干燥机系统》(授权公告号为CN204352838U)。

已有的喷雾造粒装置只能用于水溶剂物料的干燥和造粒，不能用于含有机溶剂物料的造粒，因为有些有机溶剂具有易燃易爆的特性，造粒过程中会发生危险，有些会产生毒害气体，也不能通过除尘系统直接排放。已有的喷雾造粒装置只能用于不易氧化物料的干燥和造粒，不能用于活性粉体的造粒，因为铝粉、镁粉等活性金属粉体不能与空气接触，不然会氧化甚至燃烧发生爆炸。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述的技术现状而提供一种适用于活性粉体的喷雾造粒装置。

本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种安全无污染且适用于活性粉体的喷雾造粒装置。

本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种适用于活性粉体的喷雾造粒方法。

本发明所要解决的又一个技术问题是针对上述的技术现状而提供一种安全无污染且适用于活性粉体的喷雾造粒方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于包括

造粒塔；

雾化器，出料端端口向下伸入前述造粒塔内并位于造粒塔上端；

供料罐，通过一供料泵与前述雾化器的进料端连接；

进气管，外端连接有惰性气体源，里端与前述雾化器的进气口连接，该进气管上设有进气阀；

旋风分离器，与前述造粒塔连通并具有上端的出气口和下端的出料口；

第一收集罐，与前述旋风分离器的出料口相接并具有第一阀门；

过滤器，进气端与前述旋风分离器的出气口连接，排放端一路与一溶剂收集器连接，另一路连接有一真空泵，该真空泵上设有连接阀；

冷凝器，套设于前述过滤器外周；

循环泵，具有冷却液并与前述冷凝器连接能给予冷凝器连续制冷；以及

风机，进气端通过与前述溶剂收集器的出气端连接，出气端通过一加热器连通到造粒塔内，该溶剂收集器出气端连接有一排气管，该排气管上设有排气阀，该溶剂收集器的排液端设有排液阀。

作为优选，所述造粒塔顶部、中部及底部依次设有装有活性粉体的第二收集罐、承接丝网及第三收集罐，前述的第二收集罐设有第二阀门，前述的第三收集罐设有第三阀门。

进一步，所述的过滤器由两个分布袋过滤器并列而成；对应地，所述的冷凝器为由两个冷凝器单元串联而成，每个冷凝器单元套设于各自的布袋过滤器外周。

进一步，所述的雾化器具有进气口，所述的进气管与雾化器的进气口相接而通入到造粒塔内。

进一步，所述供料罐下方设有超声分散仪。

进一步，所述的风机与溶剂收集器之间的管路上设有氧气浓度监控仪，并且，该氧气浓度监控仪两端均设有通气阀。所述的氧气浓度监控仪并联有一旁路阀。

一种活性粉体造粒的方法，其特征在于包括如下步骤：

启动真空泵，打开连接阀，开始抽真空，系统真空度接近预设值后，关闭真空泵和连接阀；

打开供气阀，往系统内输送惰性气体至系统内部回到常压，再次启动真空泵，打开连接阀，第二次抽真空，根据氧分压要求多次操作后保证造粒系统内氧气含量不高于设定值；

当氧分压满足技术要求后；启动风机，打开风机循环，设定温度和风机风量，启动加热器加热，将活性粉体在装有惰性有机溶剂的供料罐中分散，添加适量分散剂和粘结剂，采用超声分散仪超声分散形成悬浮液；

当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵进料，将悬浮液通过供料泵通入造粒塔中直接通过雾化器进行喷雾造粒；

关闭供料泵开关，保持低温冷却液循环系统工作，打开旋风分离器下端的蝶阀，将造粒后的颗粒直接收集于具有第一阀门的第一收集罐中，关闭第一收集罐上端的第一阀门，将物料密闭保存于第一收集罐中。

一种活性粉体造粒的方法，其特征在于包括如下步骤：

将装有活性粉体物料第二收集罐连接于造粒塔上端；

启动真空泵，打开连接阀，开始抽真空，系统真空度接近预设值后，关闭真空泵和连接阀；

打开供气阀，往系统内输送惰性气体至系统内部回到常压，再次启动真空泵，打开连接阀，第二次抽真空，根据氧分压要求多次操作后保证造粒系统内氧气含量不高于设定值；

当氧分压满足技术要求后；启动风机，打开风机循环，设定温度和风机风量，启动加热器加热；

在装有惰性有机溶剂的供料罐中添加适量分散剂和粘结剂，当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵进料，喷入配制好的一定浓度的粘结剂，同时打开第二收集罐上的第二阀门与造粒塔上端的蝶阀，将活性粉体物料倾倒于造粒塔下端的承接丝网上；

造粒塔内承接丝网上被风机鼓出的热风吹起的活性粉体与雾化器喷出的粘结剂接触并造粒长大；

关闭供料泵开关，保持低温冷却液循环系统工作，打开旋风分离器下端的蝶阀，将造粒后的颗粒直接收集于具有第一阀门的第一收集罐中，关闭第一收集罐上端的第一阀门，将物料密闭保存于第一收集罐中。

与现有技术相比，本发明的优点在于：采用惰性气体作为保护气和传质载体，整个喷雾造粒系统处于闭路循环，与外界完全隔离，起到防爆、阻燃以及防氧化的作用，避免了有机挥发性物质与空气接触，确保了安全性，并且冷凝后能够回收再利用；易氧化的活性粉体在有机分散液挥发后直接接触的是惰性保护气，造粒前后物料都能避免与空气直接接触，与氧气隔绝，确保了易氧化物料造粒后颗粒的产品质量；造粒过程中产生的有毒气体密闭在系统之中，可在后道工序中收集，可减少环境污染。

附图说明

图1为实施例结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的喷雾造粒装置包括造粒塔4、雾化器2、供料罐1、进气管21、旋风分离器5、第一收集罐31、过滤器6、冷凝器7、循环泵71和风机9。

雾化器2出料端端口向下伸入造粒塔4内并位于造粒塔4上端，雾化器2具有进气口；供料罐1通过一供料泵12与雾化器2的进料端连接，供料罐1下方设有超声分散仪11。

进气管21外端连接有惰性气体源，里端与雾化器2的进气口相接而通入到造粒塔4内，该进气管21上设有进气阀22。旋风分离器5与造粒塔4中部连通并具有上端的出气口和下端的出料口，该出料口上设有出料阀3a。第一收集罐31与旋风分离器5的出料口相接并具有第一阀门4a。

过滤器6的进气端与旋风分离器5的出气口连接，过滤器6的排放端一路与一溶剂收集器8连接，另一路连接有一真空泵81，该真空泵81上设有连接阀27；冷凝器7套设于过滤器6外周，本实施例中过滤器6由两个分布袋过滤器6并列而成，冷凝器7为由两个冷凝器7单元串联而成，每个冷凝器单元套设于各自的布袋过滤器外周。

循环泵71具有冷却液并与冷凝器7连接能给予冷凝器7连续制冷。风机9进气端通过与溶剂收集器8的出气端连接，出气端通过一加热器91连通到造粒塔4内，该溶剂收集器8出气端连接有一排气管23，该排气管23上设有排气阀26，该溶剂收集器8的排液端设有排液阀28。

造粒塔4顶部、中部及底部依次设有装有活性粉体的第二收集罐33、承接丝网41及第三收集罐32，第二收集罐33设有第二阀门1a，第三收集罐32设有第三阀门6a。

风机9与溶剂收集器8之间的管路上设有氧气浓度监控仪10，并且，该氧气浓度监控仪10两端均设有通气阀24和通气阀25。氧气浓度监控仪10并联有一旁通阀29。

第一种造粒方式：

开机前，确认所有紧固件已经收紧，进气阀22、排液阀28、通气阀24和通气阀25和排气阀26已关闭。打开循环泵71，开启制冷，让冷却液循环起来。启动真空泵81，打开连接阀27，开始抽真空。系统真空度接近预设值后，关闭真空泵81和连接阀27。

打开进气阀22，往系统内输送惰性气体至系统内部回到常压。再次启动真空泵81，打开连接阀27，第二次抽真空。根据氧分压要求多次操作后保证造粒系统内氧气含量不高于设定值。当氧分压满足技术要求后，关闭氧气浓度监控仪10的旁通阀29，打开通气阀，打开排气阀26。

启动风机9，打开风机9循环，设定温度和风机9风量，启动加热器91加热。将活性粉体在装有惰性有机溶剂的供料罐1中分散，添加适量分散剂和粘结剂，采用超声分散仪11超声分散形成悬浮液。当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵12进料，将悬浮液通过供料泵12通入造粒塔4中直接通过雾化器2进行喷雾造粒，溶剂挥发后包覆剂包覆于活性粉体表面。

喷料完毕后，将原料液切换至溶剂，并喷雾1分钟左右，用于清洗雾化器2，此后供料泵12关闭，加热器91关闭，当进风口温度降低到90℃时才能关闭风机9，以使整个系统温度处于设定状态。

关闭供料泵12开关，保持低温冷却液循环系统工作，使得喷雾造粒过程中挥发的溶剂在过滤器6以及后续管道中被溶剂冷凝器7冷凝，以液态形式流入溶剂收集器8中。打开旋风分离器5下端的出料阀3a，将造粒后的颗粒直接收集于具有第一阀门4a的第一收集罐31中，关闭第一收集罐31上端的第一阀门4a，将物料密闭保存于第一收集罐31中。关闭进气阀22，开启排液阀28，回收溶剂并清理物料。取出过滤器6，道出粉料，并清洗过滤器6。拆开雾化器2彻底清洗，为下次实验做准备。

第二种造粒方式与第一种造粒方式相比，区别是活性粉体物料从造粒塔4顶部加入，具体如下：

将装有活性粉体物料并具有第二阀门1a的第二收集罐33连接于造粒塔4上端，启动风机9，打开风机9循环，设定温度和风机9风量，启动加热器91加热。

装有惰性有机溶剂的供料罐1中添加适量分散剂和粘结剂，当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵12进料，喷入配制好的一定浓度的粘结剂，同时打开第二阀门1a和造粒塔4上端的蝶阀2a，将活性粉体物料倾倒于造粒塔4下端的承接丝网41上。

造粒塔4内承接丝网41上被风机鼓出的热风吹起呈“沸腾”状态的的活性粉体与雾化器喷出的粘结剂接触并造粒长大。其他步骤参考第一种造粒方式。

没有造粒完成的活性粉体物料在造粒塔4底部的通过蝶阀5a在第三收集罐32中被收集，然后可以作为第二收集罐33使用，从造粒塔4顶部循环加入，直至全部造粒完成。

Claims (8)

1.一种适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于包括

造粒塔；

雾化器，出料端端口向下伸入前述造粒塔内并位于造粒塔上端；

供料罐，通过一供料泵与前述雾化器的进料端连接；

进气管，外端连接有惰性气体源，里端与前述雾化器的进气口连接，该进气管上设有进气阀；

旋风分离器，与前述造粒塔连通并具有上端的出气口和下端的出料口；

第一收集罐，与前述旋风分离器的出料口相接并具有第一阀门；

过滤器，进气端与前述旋风分离器的出气口连接，排放端一路与一溶剂收集器连接，另一路连接有一真空泵，该真空泵上设有连接阀；

冷凝器，套设于前述过滤器外周；

循环泵，具有冷却液并与前述冷凝器连接能给予冷凝器连续制冷；以及

风机，进气端通过与前述溶剂收集器的出气端连接，出气端通过一加热器连通到造粒塔内，该溶剂收集器出气端连接有一排气管，该排气管上设有排气阀，该溶剂收集器的排液端设有排液阀。

2.根据权利要求1所述的适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于所述造粒塔顶部、中部及底部依次设有装有活性粉体的第二收集罐、承接丝网及第三收集罐，前述的第二收集罐设有第二阀门，前述的第三收集罐设有第三阀门。

3.根据权利要求1所述的适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于所述的过滤器由两个分布袋过滤器并列而成；对应地，所述的冷凝器为由两个冷凝器单元串联而成，每个冷凝器单元套设于各自的布袋过滤器外周。

4.根据权利要求1所述的适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于所述供料罐下方设有超声分散仪。

5.根据权利要求1所述的适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于所述的风机与溶剂收集器之间的管路上设有氧气浓度监控仪，并且，该氧气浓度监控仪两端均设有通气阀。

6.根据权利要求5所述的适用于活性粉体的喷雾造粒装置，其特征在于所述的氧气浓度监控仪并联有一旁路阀。

7.一种利用权利要求1所述喷雾造粒装置进行活性粉体造粒的方法，其特征在于包括如下步骤：

启动真空泵，打开连接阀，开始抽真空，系统真空度接近预设值后，关闭真空泵和连接阀；

打开供气阀，往系统内输送惰性气体至系统内部回到常压，再次启动真空泵，打开连接阀，第二次抽真空，根据氧分压要求多次操作后保证造粒系统内氧气含量不高于设定值；

当氧分压满足技术要求后；启动风机，打开风机循环，设定温度和风机风量，启动加热器加热，将活性粉体在装有惰性有机溶剂的供料罐中分散，添加适量分散剂和粘结剂，采用超声分散仪超声分散形成悬浮液；

当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵进料，将悬浮液通过供料泵通入造粒塔中直接通过雾化器进行喷雾造粒；

关闭供料泵开关，保持低温冷却液循环系统工作，打开旋风分离器下端的蝶阀，将造粒后的颗粒直接收集于具有第一阀门的第一收集罐中，关闭第一收集罐上端的第一阀门，将物料密闭保存于第一收集罐中。

8.一种利用权利要求2所述喷雾造粒装置进行活性粉体造粒的方法，其特征在于包括如下步骤：

将装有活性粉体物料第二收集罐连接于造粒塔上端；

启动真空泵，打开连接阀，开始抽真空，系统真空度接近预设值后，关闭真空泵和连接阀；

打开供气阀，往系统内输送惰性气体至系统内部回到常压，再次启动真空泵，打开连接阀，第二次抽真空，根据氧分压要求多次操作后保证造粒系统内氧气含量不高于设定值；

当氧分压满足技术要求后；启动风机，打开风机循环，设定温度和风机风量，启动加热器加热；

在装有惰性有机溶剂的供料罐中添加适量分散剂和粘结剂，当热风入口温度达到已设定温度并稳定时，开启供料泵进料，喷入配制好的一定浓度的粘结剂，同时打开第二收集罐上的第二阀门与造粒塔上端的蝶阀，将活性粉体物料倾倒于造粒塔下端的承接丝网上；

造粒塔内承接丝网上被风机鼓出的热风吹起的活性粉体与雾化器喷出的粘结剂接触并造粒长大；

关闭供料泵开关，保持低温冷却液循环系统工作，打开旋风分离器下端的蝶阀，将造粒后的颗粒直接收集于具有第一阀门的第一收集罐中，关闭第一收集罐上端的第一阀门，将物料密闭保存于第一收集罐中。