CN106606887A - 一种将浆料进行喷雾干燥的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及喷雾干燥领域，公开了一种将浆料进行喷雾干燥的方法，该方法在包括喷雾干燥塔塔体和喷嘴的喷雾干燥机内实施，该方法包括将待干燥的浆料引入所述喷嘴中，并且通过所述喷嘴喷射至含有高温热风的所述塔体内雾化形成雾锥，在所述雾锥的周围引入保护风，使得所述雾锥的外周表面与所述塔体内的高温热风相对隔离；并且所述保护风的温度低于所述高温热风的温度。采用本发明的上述方法进行喷雾干燥时，能够解决采用现有技术的方法进行干燥过程中产生的微球爆裂、产生异型和细粉的问题，并且能够提高获得的干燥颗粒的球形度。
Description
技术领域
本发明涉及喷雾干燥领域，具体地，涉及一种将浆料进行喷雾干燥的方法。
背景技术
喷雾干燥机是一种可以同时完成干燥和造粒的装置。按工艺要求可以调节料液泵的压力、流量、喷孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形颗粒。目前，喷雾干燥机在化工、制药、食品、水处理等领域得到广泛应用。
喷雾干燥机通常包括喷雾干燥塔、热风供给装置(热风供给装置包括设置于喷雾干燥塔顶部的热风分配器)、排风装置和液体物料雾化装置(设置于喷雾干燥塔中)。其工艺特点是气相介质经过滤和加热，经由热风分配器分配后，进入喷雾干燥塔。液体物料经液体物料雾化装置喷雾成细微的雾状液滴，与热风并流或逆流接触，在极短的时间内干燥为粉体成品。成品连续地由干燥塔底部输出，含微尘的废气物料由布袋收集器收集或水洗排空。然而由于液体物料雾化成雾滴后直接与高温热风接触，表层物料会迅速发生干燥形成壳层，内部随着温度不断升高，其中的水分后续蒸发过程形成压力，导致外表成型的微球容易发生爆裂，产生异型及大量细粉，因此上述喷雾干燥机存在如下问题：雾化喷嘴的雾化粒径分布范围宽、产生细粉量较大；成型的颗粒易出现异形，球形度不高；为保证干燥效果，出口废气温度较高，携带大量余热未能充分利用。
现有技术对喷雾干燥技术的说明较多，例如CN102748956A提供了一种将大部分尾气送到喷雾干燥塔前的热风管道内或送至热风管路前的燃烧室，与该热风管道或燃烧室内的热空气充分混合后，直接送入塔内用于干燥制粉的方法。该方法虽然可以回收利用尾气中的余热，但该方法将低价值、高水汽含量(或高溶剂含量)的尾气与高温烟气混合，降低了高温热风的效率，并且由于雾化的浆料直接与高温介质接触，因此未能解决干燥过程中微球易发生爆裂，产生异型和细粉的问题。
CN102389640A将干燥塔出来的尾气经过引风机先引入储水装置的夹套内，温度较高的尾气在储水装置的夹套内与冷水进行热交换，然后再进入水膜除尘器进行处理。此种方法属间接换热，节能效果有限。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种能够解决干燥过程中微球爆裂、产生异型和细粉的问题，并且能够提高获得的干燥颗粒的球形度的将浆料进行喷雾干燥的方法。
为了实现上述目的，本发明提供一种将浆料进行喷雾干燥的方法，该方法在包括喷雾干燥塔塔体和喷嘴的喷雾干燥机内实施，该方法包括将待干燥的浆料引入所述喷嘴中，并且通过所述喷嘴喷射至含有高温热风的所述塔体内雾化形成雾锥，其中，在所述雾锥的周围引入保护风，使得所述雾锥的外周表面与所述塔体内的高温热风相对隔离；并且所述保护风的温度低于所述高温热风的温度。
采用本发明的上述方法进行喷雾干燥时，能够解决采用现有技术的方法进行干燥过程中产生的微球爆裂、产生异型和细粉的问题，并且能够提高获得的干燥颗粒的球形度。
在本发明的方法中，通过引入保护风包围由喷嘴喷射出的雾锥(雾化的浆料)，避免了雾滴状的浆料与高温热风直接接触，因此雾滴状的浆料具有一个缓和的升温段，从而大大降低由于急剧干燥发生颗粒破裂的几率。而且雾滴状的浆料在该缓和升温过程中能够充分发展成型，避免了雾滴状的浆料在初期撕裂雾化过程中的过快蒸发，从而减少异型颗粒的形成，提高颗粒的球形度。
而且本发明的方法还能够最大程度地利用自身热能。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是根据本发明的一种具体实施方式的用于喷雾干燥机的压力式喷嘴的结构示意图。
图2是根据本发明的另一种具体实施方式的用于喷雾干燥机的压力式喷嘴的结构示意图。
图3是根据本发明的一种具体实施方式的用于喷雾干燥机的离心式喷嘴的结构示意图。
图4是根据本发明的一种喷雾干燥机的结构示意图。
图5是根据本发明的另一种喷雾干燥机的结构示意图。
附图标记说明
1、喷嘴头 2、保护风引导管
3、物料喷射口 4、物料入口
5、保护风分布口 6、保护风喷射口
7、保护风套管 8、物料空腔
9、保护风入口 10、干燥风分配器
11、物料出口 12、尾风出口
13、分离器 14、分离风出口
15、风机 16、分离风外排口
1a、离心式雾化器 2a、雾化孔
3a、雾化盘 5a、物料导管
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
本发明提供了一种将浆料进行喷雾干燥的方法，该方法在包括喷雾干燥塔塔体和喷嘴的喷雾干燥机内实施，该方法包括将待干燥的浆料引入所述喷嘴中，并且通过所述喷嘴喷射至含有高温热风的所述塔体内雾化形成雾锥，其中，在所述雾锥的周围引入保护风，使得所述雾锥的外周表面与所述塔体内的高温热风相对隔离；并且所述保护风的温度低于所述高温热风的温度。
在本发明中，所述保护风将雾滴状物料与喷雾干燥机的喷雾干燥塔内的高温热风(也即高温干燥风)隔离，从而避免了雾滴状物料与高温干燥风直接接触，因此使得雾滴状物料具有一个缓和的升温段，从而大大降低由于急剧干燥发生颗粒破裂的几率。而且雾滴状物料在该缓和升温过程中能够充分发展成型，避免了雾滴状物料在初期撕裂雾化过程中的过快蒸发，从而减少异型颗粒的形成，提高颗粒的球形度。
在本发明中，对所述浆料的种类没有特别的限定，本发明所述的方法能够用于所有需要干燥的浆料，例如，本发明所述的物料包括液态浆料、气液混合浆料和气固液混合浆料中的任意一种或多种。
在本发明中，对所述待干燥的浆料在所述物料入口处的流量没有特别的限定。本领域技术人员能够根据实际需要而确定所述待干燥的浆料在所述物料入口处的流量。
根据本发明所述的方法，优选情况下，所述雾锥的锥角为60-150度，更加优选为80-150度。
根据本发明所述的方法，优选情况下，所述保护风的流量为0.1-10m3/min；更加优选为1-10m3/min。
在本发明所述的方法中，优选所述保护风的温度比所述高温热风的温度低50-500℃；优选低200-500℃。在本发明中，所述保护风和所述高温热风的温度均为两者分别在进入所述喷雾干燥机中时的温度。
根据本发明所述的方法，在所述喷雾干燥机中，优选所述喷嘴设置有用于将所述待干燥的浆料喷射为雾锥的物料喷射口，所述保护风通过环绕所述物料喷射口布置的环形的保护风喷射口引入至所述雾锥的周围。
根据本发明的第一种优选的具体实施方式，在本发明中，所述喷嘴为压力式喷嘴，该压力式喷嘴包括：
喷嘴本体，该喷嘴本体包括物料入口、物料空腔、喷嘴头和所述物料喷射口，所述待干燥的浆料通过所述物料入口进入所述物料空腔中，并通过所述喷嘴头的所述物料喷射口喷射至所述塔体内形成雾锥；以及
保护风引导管，所述保护风引导管包括保护风分布口和所述保护风喷射口，所述保护风通过所述保护风分布口进入所述保护风引导管，并且通过所述保护风喷射口引入至所述雾锥的周围；
所述保护风引导管环绕所述喷嘴本体的喷嘴头以及任选的至少部分所述物料空腔而设置。
在本发明中，在压力式喷嘴中，对设置在所述喷嘴本体上的所述保护风引导管与该喷嘴本体的连接方式没有特别的限定，本领域技术人员可以采用本领域内常规的各种方法进行连接，例如，焊接连接、螺纹连接以及在固定板的协助下进行连接，上述手段均为本领域技术人员公知，本发明在此不再赘述。
在本发明中，在压力式喷嘴中，为了尽可能地利用现有技术中的喷雾干燥装置，并且尽可能少地对现有的喷雾干燥装置进行改造，本发明优选采用固定板的方法在所述喷嘴本体上设置保护风引导管。
在本发明中，在压力式喷嘴中，本领域技术人员在了解了本申请的技术方案之后可以采用本领域内常规的各种手段将位于所述喷嘴以外的保护风经由保护风分布口引入所述喷嘴的保护风引导管中。本发明对所述保护风分布口的个数也没有特别的限定，只要使得从所述保护风喷射口喷射出的所述保护风能够均匀地包围由所述喷嘴头的物料喷射口喷射出的雾滴状物料即可。
在本发明中，所述喷嘴为压力式喷嘴，优选所述保护风喷射口为环绕所述物料喷射口布置的环形喷射口。也就是说，在压力式喷嘴中，本发明所述的保护风喷射口为圆环形的喷射口。优选地，环形的所述保护风喷射口的横截面积与所述物料喷射口的横截面积之比为2-500：1，更优选地横截面积之比为2-200：1。该处的横截面积均指有效横截面积，更具体地，由于所述保护风喷射口为环形喷射口，因此，该保护风喷射口的横截面积是指能够使得保护风通过的有效横截面积。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明中，在压力式喷嘴中，所述保护风引导管的外径比同一平面上的喷嘴本体的半径大。本领域技术人员可以根据实际需要确定所述保护风引导管的外径与同一平面上的喷嘴本体的半径之间的差值。在本发明中，所述外径和所述半径的计算方法均是不计形成喷嘴本体或者形成保护风引导管的材料的厚度的。
在本发明中，在压力式喷嘴中，优选所述保护风喷射口的横截面平行于所述物料喷射口所在的平面。
在本发明中，在压力式喷嘴中，所述保护风分布口的个数可以为至少一个，只要能够使得通过所述保护风分布口进入所述保护风引导管的保护风在通过保护风喷射口喷出时能够均匀地包围由所述喷嘴头的物料喷射口喷射出的雾滴状物料即可。为了使得从所述保护风喷射口喷射出的所述保护风能够更加均匀地包围前述的雾锥，优选所述保护风分布口的个数为两个或两个以上，且两个或两个以上的所述保护风分布口呈对称分布。
根据本发明的图1所示的结构示意图具体说明本发明所述的第一种优选的具体实施方式：
该喷嘴具体地包括：
喷嘴本体，所述喷嘴本体设置有用于将物料喷射为雾滴的喷嘴头1、与该喷嘴头1连通的物料入口4以及连接所述喷嘴头1和物料入口4的物料空腔8；以及保护风引导管2，所述保护风引导管2设置有保护风分布口5以及与该保护风分布口5连通的保护风喷射口6；所述保护风引导管2环绕所述喷嘴本体设置，使得由所述保护风喷射口6喷出的保护风包围由所述喷嘴头1的物料喷射口3喷射出的雾滴状物料。
在本发明中，在压力式喷嘴中，为了安装方便，以及尽可能充分地利用已有喷嘴的结构，从而减少改动，节约成本，本发明优选在所述喷嘴本体的外壁上还设置有环绕至少部分所述物料空腔的保护风套管，并且，所述保护风引导管设置在所述保护风套管的末端外壁上以包围所述喷嘴的喷嘴头以及任选地至少部分物料空腔，所述保护风套管通过所述保护风分布口与所述保护风引导管连通。
优选情况下，在本发明中，在压力式喷嘴中，所述保护风套管中包括保护风入口，所述保护风通过所述保护风入口引入所述保护风套管中，并且所述保护风依次经由所述保护风分布口、所述保护风引导管和所述保护风喷射口引入至所述雾锥的周围。
优选情况下，在本发明中，在压力式喷嘴中，所述保护风入口的个数为至少一个。只要所述保护风依次通过至少一个所述保护风入口以及保护风套管、保护风分布口、保护风引导管以及保护风喷射口后能够均匀地包围前述的雾锥即可。
在本发明中，在压力式喷嘴中，对所述保护风入口和所述保护风分布口的形状没有特别的限定，例如可以为方形、圆形或者不定形等，只要本发明的保护风能够经由所述保护风入口或者以及所述保护风分布口进入所述保护风引导管，并由所述保护风喷射口喷射后能够均匀地包围前述的雾锥即可。
根据本发明的第二种优选的具体实施方式，在本发明中，所述喷嘴为压力式喷嘴，该压力式喷嘴包括：
喷嘴本体，该喷嘴本体包括物料入口、物料空腔、喷嘴头和所述物料喷射口，所述待干燥的浆料通过所述物料入口进入所述物料空腔中，并通过所述喷嘴头的所述物料喷射口喷射至所述塔体内形成雾锥；
保护风引导管，该保护风引导管连接所述保护风分布口和所述保护风喷射口；以及
保护风套管，该保护风套管环绕所述喷嘴本体的物料空腔而布置，所述保护风套管中包括保护风入口，所述喷嘴以外的保护风通过所述保护风入口引入所述保护风套管中，并且所述保护风依次经由所述保护风分布口、所述保护风引导管和所述保护风喷射口引入至所述雾锥的周围。
根据本发明的图2所示的结构示意图具体说明本发明所述的第二种优选的具体实施方式：
该喷嘴具体地包括：
喷嘴本体，所述喷嘴本体设置有用于将物料喷射为雾滴的喷嘴头1、与该喷嘴头1连通的物料入口4以及连接所述喷嘴头1和物料入口4的物料空腔8；以及保护风引导管2，所述保护风引导管2设置有保护风分布口5以及与该保护风分布口5连通的保护风喷射口6；所述保护风引导管2环绕所述喷嘴本体设置，使得由所述保护风喷射口6喷出的保护风包围由所述喷嘴头1的物料喷射口3喷射出的雾滴状物料。该喷嘴本体的外壁上还设置有环绕至少部分所述物料空腔8的保护风套管7，所述保护风套管7通过所述保护风分布口5与所述保护风引导管2连通。来自所述喷嘴外的保护风通过设置在所述保护风套管7上的保护风入口9被引入至所述保护风套管7中，并且依次经由所述保护风分布口5、所述保护风引导管2和所述保护风喷射口6喷出所述喷嘴。
根据本发明所述的方法，本发明所述的保护风分布口的个数可以为一个或者多个。为了使得从所述保护风喷射口喷射出的所述保护风能够均匀地包围前述的雾锥，优选所述保护风分布口的个数为两个或两个以上，且两个或两个以上的所述保护风分布口呈对称分布。
在本发明中，在压力式喷嘴中，优选所述保护风沿着所述保护风入口和/或所述保护风分布口的切线方向引入，使得所述保护风能够在所述保护风引导管内环绕前进。
在本发明中，在压力式喷嘴中，优选所述保护风在所述保护风喷射口的流量使得所述保护风能够均匀地包围前述的雾锥，更加优选情况下，所述保护风在所述保护风喷射口处的流量为0.1-10m3/min。
根据本发明的第三种优选的具体实施方式，在本发明中，所述喷嘴为离心式雾化喷嘴，该离心式雾化喷嘴包括：
离心式雾化器，该离心式雾化器包括物料入口、物料导管、雾化盘和雾化孔，待干燥的浆料通过所述物料入口进入所述物料导管中，并通过连接所述物料导管的雾化盘上的雾化孔离心喷射至所述塔体内形成雾锥；以及
保护风引导管，该保护风引导管含有保护风入口和保护风喷射口，所述保护风通过所述保护风入口进入所述保护风引导管中，并且通过所述保护风喷射口引入至所述雾锥的周围；
所述保护风引导管环绕所述离心式雾化器设置。
在本发明中，本发明所述的离心式雾化喷嘴中还含有引导所述雾化盘进行离心运动的电机、连杆等设备，这些都为本领域技术人员所公知，本发明在此不再一一列出。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，本领域技术人员在了解了本申请的技术方案之后可以采用本领域内常规的各种手段将位于所述喷嘴以外的保护风经由保护风入口引入所述喷嘴的保护风引导管中。本发明对所述保护风入口的个数也没有特别的限定，只要使得从所述保护风喷射口喷射出的所述保护风能够均匀地包围由所述雾化孔喷射出的雾滴状物料即可。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，优选所述保护风喷射口为环绕所述雾化盘布置的环形喷射口。也就是说，本发明所述的保护风喷射口为圆环形的喷射口。优选地，圆环形的所述保护风喷射口的外径与所述雾化盘的直径之比为大于1：1至小于等于50：1。所述外径的计算方法是不计形成所述保护风喷射口的材料的厚度的。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，优选所述保护风喷射口的横截面平行于所述雾化盘所在的平面。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，对设置在所述离心式雾化器上的所述保护风引导管与该离心式雾化器的连接方式没有特别的限定，本领域技术人员可以采用本领域内常规的各种方法进行连接。优选情况下，为了尽可能地利用现有技术中的喷雾干燥装置，本发明优选所述保护风引导管和所述离心式雾化器的连接方式包括焊接连接、螺纹连接或者通过设置固定板而连接。
更加优选情况下，在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，为了尽可能地利用现有技术中的喷雾干燥装置，并且尽可能少地对现有的喷雾干燥装置进行改造，本发明优选通过在所述离心式雾化器的顶部设置固定板，然后通过所述固定板使得所述保护风引导管环绕所述离心式雾化器设置。
本领域技术人员能够理解的是，在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，所述保护风引导管的外径比同一平面上的喷嘴本体的半径大。根据本发明所述的离心式雾化喷嘴，特别优选所述保护风引导管的外径比同一平面上的所述离心式雾化器的半径大2-30mm。在本发明中，所述外径和所述半径的计算方法均是不计形成离心式雾化器或者形成保护风引导管的材料的厚度的。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，所述保护风入口的个数可以为至少一个，只要能够使得通过所述保护风入口进入所述保护风引导管的保护风在通过保护风喷射口喷出时能够均匀地包围由所述雾化孔喷射出的雾滴状物料(形成雾锥)即可。为了使得从所述保护风喷射口喷射出的所述保护风能够更加均匀地包围前述的雾锥，特别优选所述保护风入口的个数为两个或两个以上，且两个或两个以上的所述保护风分布口呈对称分布。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，对所述保护风入口的形状没有特别的限定，例如可以为方形、圆形或者不定形等，只要本发明的保护风能够经由所述保护风入口进入保护风引导管，并由所述保护风喷射口喷射后能够均匀地包围前述的雾锥即可。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，优选所述保护风在所述保护风喷射口的流量使得所述保护风能够均匀地包围前述的雾锥，更加优选情况下，所述保护风在所述保护风喷射口处的流量为0.1-10m3/min。
根据本发明的图3所示的结构示意图具体说明本发明所述的第三种优选的具体实施方式：
该喷嘴具体地包括：
离心式雾化器1a，该离心式雾化器1a中设置有用于将物料喷射为雾滴的带有雾化孔2a的雾化盘3a，以及设置有连接所述雾化盘3a和物料入口4的物料导管5a；以及
保护风引导管2，该保护风引导管2设置有保护风入口9和保护风喷射口6；
所述保护风引导管2环绕所述离心式雾化器1a设置，使得由所述保护风喷射口6喷出的保护风包围由所述雾化孔2a喷射出的雾滴状物料。
在本发明中，所述干燥风分配器用于向所述喷雾干燥塔内引入高温热风以干燥进入所述喷雾干燥机中的物料。具体地，所述高温热风可以为经过加热炉加热后的高温热风。
更加优选情况下，根据本发明的所述方法，在离心式雾化喷嘴中，所述高温热风通过设置在所述塔体顶部的干燥风分配器引入所述喷雾干燥机中，并且使得沿着所述浆料在所述塔体内的自由落体方向，所述塔体的温度逐渐降低。
在本发明所述的方法中，优选所述喷嘴设置于所述喷雾干燥塔的塔体上部或塔体顶部。
优选情况下，在本发明中，所述喷雾干燥塔的塔体包括筒形部和连接于该筒形部下方的锥形部，所述筒形部的顶部设置有干燥风分配器，所述锥形部的底部设置有物料出口，所述筒形部与所述锥形部的连接部位设置有尾风出口。
在本发明中，在离心式雾化喷嘴中，所述喷嘴设置在所述喷雾干燥塔的塔体顶部，所述喷雾干燥塔中充满高温热风，从所述雾化孔进入所述塔体内形成的雾锥被所述保护风包围，与塔内的高温热风相对隔离，在沿雾滴的运动方向形成由低到高的温度梯度，以及由高到低的湿度梯度。雾滴与保护风接触能够缓和升温并充分发展成型，而后再与高温热风接触继续干燥。得到颗粒较大的产品直接落入塔底，而产品细粉与喷雾干燥塔的尾风引出至喷雾干燥塔外。并且，所述产品细粉与喷雾干燥塔的尾风优选进行分离得到除去产品细粉的尾风。
在本发明中，在压力式喷嘴中，所述喷嘴设置在所述喷雾干燥塔的筒形部的上部，其中充满高温热风，从所述喷嘴头进入所述塔体内形成的雾锥被所述保护风包围，与塔内的高温热风相对隔离，在沿雾滴的运动方向形成由低到高的温度梯度，以及由高到低的湿度梯度。雾滴与保护风接触能够缓和升温并充分发展成型，而后再与高温热风接触继续干燥。得到颗粒较大的产品直接落入塔底，而产品细粉与喷雾干燥塔的尾风引出至喷雾干燥塔外。并且，所述产品细粉与喷雾干燥塔的尾风优选进行分离得到除去产品细粉的尾风。
根据本发明的所述方法，优选至少部分进入所述喷嘴的所述保护风为来自所述塔体的尾风。
在本发明中，所述喷雾干燥机还包括入口与所述尾风出口连通的分离器，该分离器的分离风出口与所述保护风入口连通，以向所述保护风喷射口提供保护风。在本发明中，所述待干燥的浆料在进入所述喷雾干燥塔的塔体内时，大颗粒的被干燥的浆料直接落入塔底出装置，而小颗粒的细粉状物料则随所述喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出所述喷雾干燥塔的塔体，并且，含有所述细粉状物料的尾风通过所述分离器进行分离，得到脱除细粉的尾风待循环利用。
在本发明中，所述分离风出口与所述保护风入口或者所述保护风分布口通过设置有风机的管道连通，所述风机与所述保护风入口或者与所述保护风分布口之间的管道还设置有分离风外排口。
根据本发明的第四种优选的具体实施方式，本发明所述的喷雾干燥机的结构示意图如图4和图2所示，其中，该喷雾干燥机具体地包括喷雾干燥塔和本发明的第一种优选的具体实施方式的喷嘴，所述喷嘴设置于所述喷雾干燥塔的塔体上部。将待干燥的浆料从所述喷嘴本体的物料入口4引入至物料空腔8中，并且该待干燥的浆料从所述喷嘴头1的物料喷射口3喷出至喷雾干燥塔的塔体内以形成雾锥。同时，保护风从保护风入口9引入至保护风套管7中，并且通过保护风分布口5进入保护风引导管2内，该保护风通过保护风喷射口6喷出所述喷嘴，并且喷出所述喷嘴的保护风包围由所述喷嘴头1的物料喷射口3喷射出的雾滴状物料(即雾锥)，并且使得所述雾锥的外表面与所述喷雾干燥塔内的高温热风相对隔离，其中，所述高温热风由位于喷雾干燥塔顶部的干燥风分配器10向所述喷雾干燥塔的塔体内引入以干燥所述待干燥的浆料。干燥得到的颗粒较大的产品直接落入塔底，从所述物料出口11排出。而产品细粉与喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口12引出塔体至分离器13。将所述分离器13的分离风出口14的低温尾风引入至风机15中，来自所述风机15的低温尾风一部分通过分离风外排口16排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内。
根据本发明的第五种优选的具体实施方式，本发明所述的喷雾干燥机的结构示意图如图4和图1所示，其中，该喷雾干燥机具体地包括喷雾干燥塔和本发明的第二种优选的具体实施方式的喷嘴，所述喷嘴设置于所述喷雾干燥塔的塔体上部。将待干燥的浆料从所述喷嘴本体的物料入口4引入至物料空腔8中，并且该待干燥的浆料从所述喷嘴头1的物料喷射口3喷出至喷雾干燥塔的塔体内以形成雾锥。同时，保护风从保护风分布口5引入至保护风引导管2内，该保护风通过保护风喷射口6喷出所述喷嘴，并且喷出所述喷嘴的保护风包围由所述喷嘴头1的物料喷射口3喷射出的雾滴状物料(即雾锥)，并且使得所述雾锥的外表面与所述喷雾干燥塔内的高温热风相对隔离，其中，所述高温热风由位于喷雾干燥塔顶部的干燥风分配器10向所述喷雾干燥塔的塔体内引入以干燥所述待干燥的浆料。干燥得到的颗粒较大的产品直接落入塔底，从所述物料出口11排出。而产品细粉与喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口12引出塔体至分离器13。将所述分离器13的分离风出口14的低温尾风引入至风机15中，来自所述风机15的低温尾风一部分通过分离风外排口16排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内。
根据本发明的第六种优选的具体实施方式，本发明所述的喷雾干燥机的结构示意图如图5和图3所示，其中，该喷雾干燥机具体地包括喷雾干燥塔和本发明的第三种优选的具体实施方式的喷嘴，所述喷嘴设置于所述喷雾干燥塔的塔体顶部。将待干燥的浆料从离心式雾化器1a的物料入口4引入所述离心式雾化喷嘴，并且通过物料导管5a引入能够进行离心运动的所述雾化盘3a中，所述待干燥的浆料通过所述雾化盘3a上的雾化孔向喷雾干燥塔内喷射雾滴状的物料并形成雾锥；以及，将保护风从保护风引导管2的保护风入口9引入所述离心式雾化喷嘴中，其中，所述保护风引导管2环绕所述离心式雾化器1a设置，并且所述保护风从所述保护风引导管2上设置的保护风喷射口6喷出，并且喷出的保护风包围由所述雾化孔2a喷射出的雾滴状物料以使得所述雾滴状物料与喷雾干燥塔内充满的高温热风相对隔离，其中，所述高温热风由位于喷雾干燥塔顶部的干燥风分配器10向所述喷雾干燥塔的塔体内引入以干燥所述待干燥的浆料。干燥得到的颗粒较大的产品直接落入塔底，从所述物料出口11排出。而产品细粉与喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口12引出塔体至分离器13。将所述分离器13的分离风出口14的低温尾风引入至风机15中，来自所述风机15的低温尾风一部分通过分离风外排口16排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述离心式雾化喷嘴内。
优选地，所述待干燥的浆料的固含量为15-45重量％。
优选地，所述高温热风的温度为450-550℃。
本发明需要特别说明的是，对构成所述喷雾干燥机的各单元的具体尺寸没有特别的限定，本领域技术人员在了解了本发明的技术方案之后能够利用本领域内的常规知识以及根据实际需要确定上述各尺寸。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例和对比例中，所使用的各种原料均来自商购。
在以下实施例和对比例中，所述喷雾干燥机在单位时间内处理催化剂浆料的量的能力相同。
实施例1
本实施例用于说明本发明提供的一种将浆料进行喷雾干燥的方法。本实施例的喷雾干燥机含有如图2所示的喷嘴。
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为30重量％)从物料入口引入至喷嘴内，浆料在物料空腔内高速旋转，然后由喷嘴头的物料喷射口向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为110度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。同时，从保护风入口(1个)引入保护风，该保护风依次经由保护风套管、保护风分布口(4个)、保护风引导管以及保护风喷射口喷射至所述塔体内以包围所述雾锥，使得所述雾锥的外表面与塔内的高温热风相对隔离，其中，所述保护风的流量为2m3/min，并且所述保护风与所述高温热风的温度差为450℃，所述保护风喷射口的横截面积与所述物料喷射口的横截面积之比为50：1。所述催化剂浆料形成的雾滴在保护风的隔离下发散下降一段距离，再与高温热风接触，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。将所述分离器的分离风出口的低温尾风引入至风机中，来自所述风机的低温尾风一部分通过分离风外排口排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内循环。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占91.4％，测得催化剂球形度(采用球形度仪测定得到，下同)为0.94。
实施例2
本实施例用于说明本发明提供的一种将浆料进行喷雾干燥的方法。本实施例的喷雾干燥机含有如图1所示的喷嘴。
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为30重量％)从物料入口引入至喷嘴内，浆料在物料空腔内高速旋转，然后由喷嘴头的物料喷射口向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为120度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。同时，从保护风分布口(1个)引入保护风，该保护风依次经由保护风引导管以及保护风喷射口喷射至所述塔体内以包围所述雾锥，使得所述雾锥的外表面与塔内的高温热风相对隔离，其中，所述保护风的流量为2.2m3/min，并且所述保护风与所述高温热风的温度差为480℃，所述保护风喷射口的横截面积与所述物料喷射口的横截面积之比为55：1。所述催化剂浆料形成的雾滴在保护风的隔离下发散下降一段距离，再与高温热风接触，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。将所述分离器的分离风出口的低温尾风引入至风机中，来自所述风机的低温尾风一部分通过分离风外排口排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内循环。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占91.3％，测得催化剂球形度为0.93。
实施例3
本实施例用于说明本发明提供的一种将浆料进行喷雾干燥的方法。本实施例的喷雾干燥机含有如图3所示的喷嘴。
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为40重量％)从物料入口引入至离心式雾化喷嘴内，浆料在高速转动的转盘的离心力作用下被加速，然后从雾化孔向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为120度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。同时，从保护风入口(1个)引入保护风，该保护风经由保护风引导管以及保护风喷射口喷射至所述塔体内以包围所述雾锥，使得所述雾锥的外表面与塔内的高温热风相对隔离，其中，所述保护风的流量为2.5m3/min，并且所述保护风与所述高温热风的温度差为450℃，所述保护风引导管的外径比同一平面上的所述离心式雾化器的半径大10mm，环形的所述保护风喷射口的外径与所述雾化盘的直径之比为1.2：1。所述催化剂浆料形成的雾滴在保护风的隔离下发散下降一段距离，再与高温热风接触，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。将所述分离器的分离风出口的低温尾风引入至风机中，来自所述风机的低温尾风一部分通过分离风外排口排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内循环。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占92.1％，测得催化剂球形度为0.93。
实施例4
本实施例用于说明本发明提供的一种将浆料进行喷雾干燥的方法。本实施例的喷雾干燥机含有如图3所示的喷嘴。
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为40重量％)从物料入口引入至离心式雾化喷嘴内，浆料在高速转动的转盘的离心力作用下被加速，然后从雾化孔向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为110度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。同时，从保护风入口(1个)引入保护风，该保护风经由保护风引导管以及保护风喷射口喷射至所述塔体内以包围所述雾锥，使得所述雾锥的外表面与塔内的高温热风相对隔离，其中，所述保护风的流量为2.8m3/min，并且所述保护风与所述高温热风的温度差为430℃，所述保护风引导管的外径比同一平面上的所述离心式雾化器的半径大12mm，环形的所述保护风喷射口的外径与所述雾化盘的直径之比为1.3：1。所述催化剂浆料形成的雾滴在保护风的隔离下发散下降一段距离，再与高温热风接触，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。将所述分离器的分离风出口的低温尾风引入至风机中，来自所述风机的低温尾风一部分通过分离风外排口排出喷雾干燥机，另一部分以保护风的形式进入所述喷嘴内循环。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占92.3％，测得催化剂球形度为0.94。
对比例1
本对比例采用与实施例1相似的方法进行，所不同的是，本对比例中的喷嘴中不含有引入保护风的单元，也即不引入所述保护风，具体地为：
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为30重量％)从物料入口引入至喷嘴内，浆料在物料空腔内高速旋转，然后由喷嘴头的物料喷射口向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为110度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。所述催化剂浆料形成的雾滴在充满高温热风的塔内发散下降一段距离，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占84.9％，测得催化剂球形度为0.91。
对比例2
本对比例采用与实施例3相似的方法进行，所不同的是，本对比例中的喷嘴中不含有引入保护风的单元，也即不引入所述保护风，具体地为：
通过高压泵将催化剂浆料(高岭土和拟薄水铝石的总含量为40重量％)从物料入口引入至喷嘴内，浆料在物料空腔内高速旋转，然后由喷嘴头的物料喷射口向所述喷雾干燥机的塔体内喷射以形成雾锥，其中，所述雾锥的锥角为120度，所述塔体内充满来自所述干燥风分配器的高温热风。所述催化剂浆料形成的雾滴在充满高温热风的塔内发散下降一段距离，雾滴内水分被蒸发，留下固体组分，形成催化剂颗粒，其中，产品细粉随喷雾干燥塔内的尾风从所述尾风出口引出塔体至分离器。
通过激光粒度仪测定催化剂颗粒大小分布，颗粒直径在20-149μm之间的颗粒占84.9％，测得催化剂球形度为0.91。
通过上述对比例1-2和实施例1-4的结果可以看出，采用本发明所述的方法进行喷雾干燥时能够解决干燥过程中微球爆裂、产生异型和细粉的问题，使得得到的颗粒直径分布集中，并且细粉量少，以及能够提高获得的干燥颗粒的球形度。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
Claims (11)
1.一种将浆料进行喷雾干燥的方法，该方法在包括喷雾干燥塔塔体和喷嘴的喷雾干燥机内实施，该方法包括将待干燥的浆料引入所述喷嘴中，并且通过所述喷嘴喷射至含有高温热风的所述塔体内雾化形成雾锥，其特征在于，在所述雾锥的周围引入保护风，使得所述雾锥的外周表面与所述塔体内的高温热风相对隔离；并且所述保护风的温度低于所述高温热风的温度。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述雾锥的锥角为60-150度，所述保护风的流量为0.1-10m3/min。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述保护风的温度比所述高温热风的温度低50-500℃；优选低200-500℃。
4.根据权利要求1-3中任意一项所述的方法，其中，所述喷嘴设置有用于将所述待干燥的浆料喷射为雾锥的物料喷射口，所述保护风通过环绕所述物料喷射口布置的环形的保护风喷射口引入至所述雾锥的周围。
5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述喷嘴为压力式喷嘴，该压力式喷嘴包括：
喷嘴本体，该喷嘴本体包括物料入口(4)、物料空腔(8)、喷嘴头(1)和所述物料喷射口(3)，所述待干燥的浆料通过所述物料入口(4)进入所述物料空腔(8)中，并通过所述喷嘴头(1)的所述物料喷射口(3)喷射至所述塔体内形成雾锥；以及
保护风引导管(2)，所述保护风引导管(2)包括保护风分布口(5)和所述保护风喷射口(6)，所述保护风通过所述保护风分布口(5)进入所述保护风引导管(2)，并且通过所述保护风喷射口(6)引入至所述雾锥的周围；
所述保护风引导管(2)环绕所述喷嘴本体的喷嘴头(1)以及任选的至少部分所述物料空腔(8)而设置。
6.根据权利要求5所述的方法，其中，所述压力式喷嘴还包括环绕至少部分所述物料空腔(8)布置的保护风套管(7)，所述保护风引导管(2)设置在所述保护风套管(7)的末端外壁上以包围所述喷嘴的喷嘴头(1)以及任选地至少部分物料空腔(8)，所述保护风套管(7)通过所述保护风分布口(5)与所述保护风引导管(2)连通。
7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述保护风套管(7)中包括保护风入口(9)，所述保护风通过所述保护风入口(9)引入所述保护风套管(7)中，并且所述保护风依次经由所述保护风分布口(5)、所述保护风引导管(2)和所述保护风喷射口(6)引入至所述雾锥的周围。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述保护风分布口(5)的个数为两个或两个以上，且两个或两个以上的所述保护风分布口(5)呈对称分布。
9.根据权利要求4所述的方法，其中，所述喷嘴为离心式雾化喷嘴，该离心式雾化喷嘴包括：
离心式雾化器(1a)，该离心式雾化器(1a)包括物料入口(4)、物料导管(5a)、雾化盘(3a)和雾化孔(2a)，待干燥的浆料通过所述物料入口(4)进入所述物料导管(5a)中，并通过连接所述物料导管(5a)的雾化盘(3a)上的雾化孔(2a)离心喷射至所述塔体内形成雾锥；以及
保护风引导管(2)，该保护风引导管(2)含有保护风入口(7a)和保护风喷射口(6)，所述保护风通过所述保护风入口(7a)进入所述保护风引导管(2)中，并且通过所述保护风喷射口(6)引入至所述雾锥的周围；
所述保护风引导管(2)环绕所述离心式雾化器(1)设置。
10.根据权利要求1所述的方法，其中，至少部分进入所述喷嘴的所述保护风为来自所述塔体的尾风。
11.根据权利要求1所述的方法，其中，所述待干燥的浆料的固含量为15-45重量％；优选
所述高温热风的温度为450-550℃。
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