CN112807723A - 一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，该系统能够实现高附加值物料在喷雾干燥过程中，物料最大限度的回收、尾气余热最大可能的重复利用以及有害尾气对环境最小的影响，充分提高了医药化工中高附加值物料喷雾干燥工艺的经济性，取得了较好的技术效果；解决了现有技术中对喷雾干燥系统中尾气热量浪费、尾气处理方案不够完善的问题。
Description
技术领域
本发明涉及喷雾干燥塔尾气热量回收技术领域，尤其涉及一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统。
背景技术
喷雾干燥是一种将溶液、乳化液或悬浮液雾化喷出，并与热空气相互接触，从而将液滴干燥成粉体的技术。因其干燥温度相对不高，具有得到的粉体粒径较为均匀等优势，在医药化工生产领域中常用于热敏性物料的干燥。由于液体物料中含有大量的水，若将水分蒸发出去，势必消耗大量的热量。喷雾塔的进风温度一般为150℃-200℃，排出去的尾气温度也大多在80℃左右，有些甚至更高。目前喷雾干燥生产工艺中常常采用直接排放尾气的生产方式，导致该干燥方法耗能较高。此外，排出去的尾气中可能含有少量的溶媒或异味，若直接排放将会对环境造成不良的影响。
目前对于喷雾干燥系统中尾气的热量回收研究较多，但对于尾气中含有少量溶媒或异味的喷雾系统涉及较少。伏渭娜等在《大豆蛋白粉喷雾干燥塔尾气余热的回收与利用》中提出利用喷雾塔的尾气为新鲜空气的预热，可实现热量再利用，但尾气中少量的物料会在气-气换热器上沉积。虽然可通过清洗气-气换热器回收物料，但物料再次变成溶液，需要消耗额外的热量将其干燥。又如专利201721841863.7《一种喷塔余热回收系统》中采用旋风分离器和布袋除尘器回收物料，并利用尾气预热喷雾塔进气进行热量回收，但预热完成后的尾气直接排至大气，对于有异味或有少量溶媒的尾气，将会造成环境不良影响。
发明内容
本发明针对现有技术中对喷雾干燥系统中尾气的热量浪费、尾气处理方案不够完善的问题，提供一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，该系统具有充分利用尾气中热量、具有避免有异味或危险性溶媒直接排至大气的优势，可达到节约能源、减少环境污染的目的。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
提供了一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，包括喷雾塔，所述喷雾塔的进风口依次管路连接有高效过滤器、电加热器、蒸汽热加热器、气-气换热器、鼓风机、初效过滤器；所述喷雾塔的出料口依次管路连接有旋风分离器、布袋除尘器，所述布袋除尘器通过布袋除尘器尾气管道与所述气-气换热器连接，所述气-气换热器通过气-气换热器尾气管道与引风机连接，所述引风机通过水幕除尘器进气管道与水幕除尘器连接；所述水幕除尘器的吸收液进口连接有吸收液进料管道，所述水幕除尘器的吸收液出口通过吸收液出料管道连接吸收液循环泵后，通过循环泵出口管道与所述吸收液进料管道连通。
进一步地，所述吸收液进料管道连接有吸收液补充管道。
进一步优选地，所述吸收液补充管道上设置有开关阀。
进一步地，所述水幕除尘器塔顶设有排气管道。
进一步地，所述喷雾塔顶部设有雾化器，且所述雾化器连接有液体进料管道。
进一步地，连接所述布袋除尘器底部出口的布袋除尘器收料管道和连接所述旋风分离器底部出口的旋风分离器收料管道均与物料回收主管相连。
进一步地，所述气-气换热器为热管换热器、焊接板式换热器、翅片管式换热器或波纹板换热器。
进一步地，所述鼓风机、引风机以及雾化器之间进行连锁控制。
进一步地，所述吸收液出料管道设置取样器。
进一步地，所述气-气换热器与蒸汽热加热器之间的连接管路为蒸汽加热器进风管道、所述蒸汽热加热器与电加热器之间的连接管路为电加热器进风管道、所述电加热器与高效过滤器之间的连接管路为高效过滤器进风管道、所述高效过滤器与喷雾塔之间的连接管路为喷雾塔进风管道、所述喷雾塔与旋风分离器之间的连接管路为喷雾塔出料管道、所述旋风分离器与布袋除尘器之间的连接管路为旋风分离器尾气管道；所述蒸汽加热器进风管道、电加热器进风管道、高效过滤器进风管道、喷雾塔进风管道、喷雾塔出料管道和旋风分离器尾气管道均采用保温措施。
本发明采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
本发明的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，能够实现高附加值物料在喷雾干燥过程中，物料最大限度的回收、尾气余热最大可能的重复利用以及有害尾气对环境最小的影响，充分提高了医药化工中高附加值物料喷雾干燥工艺的经济性，取得了较好的技术效果；解决了现有技术中对喷雾干燥系统中尾气热量浪费、尾气处理方案不够完善的问题。
附图说明
图1为本发明喷雾干燥塔尾气热量回收系统的示意图；
其中的附图标记为：
1-喷雾塔、2-雾化器、3-初效过滤器、4-鼓风机、5-气-气换热器、6-蒸汽热加热器、7-电加热器、8-高效过滤器、9-旋风分离器、10-布袋除尘器、11-引风机、12-水幕除尘器、13-吸收液循环泵、14-新风进风管、15-初效过滤器出风管道、16-气-气换热器进风管道、17-蒸汽加热器进风管道、18-电加热器进风管道、19-高效过滤器进风管道、20-喷雾塔进风管道、21-喷雾塔出料管道、22-旋风分离器尾气管道、23-旋风分离器收料管道、24-布袋除尘器尾气管道、25-布袋除尘器收料管道、26-气-气换热器尾气管道、27-水幕除尘器进气管道、28-吸收液进料管道、29-吸收液出料管道、30-排气管道、31-物料回收主管、32-液体进料管道、33-循环泵出口管道、34-吸收液补充管道、35-开关阀。
具体实施方式
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明，但不作为本发明的限定。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，包括喷雾塔1，喷雾塔1的进风口依次管路连接有高效过滤器8、电加热器7、蒸汽热加热器6、气-气换热器5、鼓风机4、初效过滤器3；喷雾塔1的出料口依次管路连接有旋风分离器9、布袋除尘器10，布袋除尘器10通过布袋除尘器尾气管道24与气-气换热器5连接，气-气换热器5通过气-气换热器尾气管道26与引风机11连接，引风机11通过水幕除尘器进气管道27与水幕除尘器12连接；水幕除尘器12的吸收液进口连接有吸收液进料管道28，水幕除尘器12的吸收液出口通过吸收液出料管道29连接吸收液循环泵13后，通过循环泵出口管道33与吸收液进料管道28连通；吸收液进料管道28连接有吸收液补充管道34，且上述吸收液补充管道34上设置有开关阀35。
上述水幕除尘器12塔顶设有排气管道30；上述喷雾塔1顶部设有雾化器2，且雾化器2连接有液体进料管道32。
在本发明中，在新风处理过程中设置上述高效过滤器8，以保证液体物料的洁净度要求，防止从新风系统中引入污染物。
作为一个优选例，连接布袋除尘器10底部出口的布袋除尘器收料管道25和连接旋风分离器9底部出口的旋风分离器收料管道23均与物料回收主管31相连。
作为一个优选例，气-气换热器5为热管换热器、焊接板式换热器、翅片管式换热器或波纹板换热器。作为一个优选例，鼓风机4、引风机11以及雾化器2之间进行连锁控制，以确保引风机11先启动后，再启动鼓风机12，鼓风机4工作一段时间后再开启雾化器2，使喷雾和除尘系统处于微负压状态，并避免无风喷雾的情况发生。
作为一个优选例，吸收液出料管道29设置取样器，对液体中的物料浓度或溶媒浓度进行检测，当浓度超过设定值时吸收液不可直接排放，需要经过回收工序或经过污水处理后进行排放。
作为一个优选例，气-气换热器5与蒸汽热加热器6之间的连接管路为蒸汽加热器进风管道17、蒸汽热加热器6与电加热器7之间的连接管路为电加热器进风管道18、电加热器7与高效过滤器8之间的连接管路为高效过滤器进风管道19、高效过滤器8与喷雾塔1之间的连接管路为喷雾塔进风管道20、喷雾塔1与旋风分离器9之间的连接管路为喷雾塔出料管道21、旋风分离器9与布袋除尘器10之间的连接管路为旋风分离器尾气管道22；蒸汽加热器进风管道17、电加热器进风管道18、高效过滤器进风管道19、喷雾塔进风管道20、喷雾塔出料管道21和旋风分离器尾气管道22均采用保温措施，减少热量损失。
作为一个优选例，旋风分离器9和布袋除尘器10回收的粉料采用气力输送回收，可实现物料自动化、密闭化输送，减轻操作人员劳动强度，工作场所更加整洁，更加符合GMP要求。
实施例2
本实施例提供了上述实施例1的喷雾干燥塔尾气热量回收系统的使用过程，包括以下步骤：
启动工序：打开开关阀35，向水幕除尘器12中加入回收液，当回收液液位达到要求后开启吸收液循环泵13；之后，开启引风机11，使喷雾塔系统保持负压状态，再开启鼓风机4及水幕除尘器12，使系统保持相对稳定一段时间。
喷雾干燥工序：当送、排风系统稳定后，液体物料经过液体进料管道32进入喷雾系统，在雾化器2作用下将液体雾化喷出；室外新风经过气-气换热器5、蒸汽加热器6、电加热器7加热，与雾化液滴并行向下运行，经过充分接触干燥成颗粒，水分气化进入气相，气固混合物一起离开喷雾塔1。
旋风分离收料工序：气固混合物通过喷雾塔出料管道21进入在旋风分离器9，在离心力的作用下，大部分固体粉料进入旋风分离器9的收料仓中，含有少量粉体物料的尾气排出旋风分离器9。
布袋除尘工序：含有少量粉体物料的尾气通过旋风分离器尾气管道22进入布袋除尘器10，固体物料被截留沉积在布袋除尘器10的收料器内，尾气通过布袋除尘器尾气管道24排出。
新风预热工序：从布袋除尘器10排出的尾气温度较高，与从室外进来的新风进行间壁式换热，对新风进行预热，从而减少蒸汽加热器6和电加热器7的蒸汽消耗量和电量消耗。
尾气吸收工序：从气-气换热器5排除的尾气由引风机11输送至水幕除尘器12；吸收液从水幕除尘器12顶部喷下，与自下而上的尾气充分接触，吸收尾气中残留的极少量的粉料或无法通过物理分离方法除去的异味或溶媒。经过吸收处理后的尾气从排气管道30中排至室外，吸收液通过吸收液出料管道29排出，在吸收液循环泵13的作用下重新打回至水幕除尘器12的顶部，实现循环吸收。
物料回收工序：旋风分离器9和布袋除尘器10收集的物料分别通过旋风分离器收料管道23和布袋除尘器收料管道25汇总到物料回收主管31，并通过管道31进入物料存储装置。
应用例1
某VD3粉生产企业主要用采用喷雾塔对VD3乳化液进行干燥制备VD3粉，一批生产中处理量为500kg/批。采用本发明的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，得到以下数据：
操作时间：5h
工段人员设置：操作人数1人。
生产过程中，经过旋风分离器和布袋除尘器分离后的尾气与新风进行热交换，新风温度从25℃增加到50℃左右，蒸汽加热器再将其加热至120℃，减少了后续蒸汽加热器的蒸汽消耗量。
应用例2
某VD3粉生产企业主要用采用喷雾塔对VD3乳化液进行干燥制备VD3粉，一批生产中处理量为300kg/批。采用本发明的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，得到以下数据：
操作时间：3h
工段人员设置：操作人数1人。
生产过程中，由于VD3乳化液经过喷雾干燥产生的尾气会带有异味，经过旋风分离器和布袋除尘器分离后的尾气与新风进行热交换，之后尾气进入水幕除尘器进行吸收，最后排出的尾气无异味。
应用对比例1
某VD3粉生产企业主要用采用喷雾塔对VD3乳化液进行干燥制备VD3粉，一批生产中处理量为500kg/批。采用传统的喷雾干燥系统，得到以下数据：
操作时间：5h
工段人员设置：操作人数1人。
生产过程中，新风温度从室外经过初效过滤器进入蒸汽加热器，初始温度即为室温，蒸汽加热器需将其加热到120℃，与本发明得喷雾干燥系统相比，蒸汽消耗量相应会增加。
应用对比例2
某VD3粉生产企业主要用采用喷雾塔对VD3乳化液进行干燥制备VD3粉，一批生产中处理量为300kg/批。采用本发明的喷雾干燥系统，得到以下数据：
操作时间：3h
工段人员设置：操作人数1人。
生产过程中，由于VD3乳化液经过喷雾干燥产生的尾气会带有异味，经过旋风分离器和布袋除尘器分离后的尾气与新风进行热交换后直接排放，将对环境产生不良影响。
以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书及附图内容所做出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含在本发明的保护范围内。
Claims (10)
1.一种喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，包括喷雾塔(1)，所述喷雾塔(1)的进风口依次管路连接有高效过滤器(8)、电加热器(7)、蒸汽热加热器(6)、气-气换热器(5)、鼓风机(4)、初效过滤器(3)；所述喷雾塔(1)的出料口依次管路连接有旋风分离器(9)、布袋除尘器(10)，所述布袋除尘器(10)通过布袋除尘器尾气管道(24)与所述气-气换热器(5)连接，所述气-气换热器(5)通过气-气换热器尾气管道(26)与引风机(11)连接，所述引风机(11)通过水幕除尘器进气管道(27)与水幕除尘器(12)连接；所述水幕除尘器(12)的吸收液进口连接有吸收液进料管道(28)，所述水幕除尘器(12)的吸收液出口通过吸收液出料管道(29)连接吸收液循环泵(13)后，通过循环泵出口管道(33)与所述吸收液进料管道(28)连通。
2.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述吸收液进料管道(28)连接有吸收液补充管道(34)。
3.根据权利要求2所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述吸收液补充管道(34)上设置有开关阀(35)。
4.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述水幕除尘器(12)塔顶设有排气管道(30)。
5.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述喷雾塔(1)顶部设有雾化器(2)，且所述雾化器(2)连接有液体进料管道(32)。
6.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，连接所述布袋除尘器(10)底部出口的布袋除尘器收料管道(25)和连接所述旋风分离器(9)底部出口的旋风分离器收料管道(23)均与物料回收主管(31)相连。
7.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述气-气换热器(5)为热管换热器、焊接板式换热器、翅片管式换热器或波纹板换热器。
8.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述鼓风机(4)、引风机(11)以及雾化器(2)之间进行连锁控制。
9.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述吸收液出料管道(29)设置取样器。
10.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔尾气热量回收系统，其特征在于，所述气-气换热器(5)与蒸汽热加热器(6)之间的连接管路为蒸汽加热器进风管道(17)、所述蒸汽热加热器(6)与电加热器(7)之间的连接管路为电加热器进风管道(18)、所述电加热器(7)与高效过滤器(8)之间的连接管路为高效过滤器进风管道(19)、所述高效过滤器(8)与喷雾塔(1)之间的连接管路为喷雾塔进风管道(20)、所述喷雾塔(1)与旋风分离器(9)之间的连接管路为喷雾塔出料管道(21)、所述旋风分离器(9)与布袋除尘器(10)之间的连接管路为旋风分离器尾气管道(22)；所述蒸汽加热器进风管道(17)、电加热器进风管道(18)、高效过滤器进风管道(19)、喷雾塔进风管道(20)、喷雾塔出料管道(21)和旋风分离器尾气管道(22)均采用保温措施。
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2021
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