CN211585250U - 一种喷雾干燥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种喷雾干燥塔，热气体从干燥塔底部进入从顶部输出，以喷雾方式从侧面进入干燥塔的待干燥物料经干燥后呈粉末状从干燥塔底部输出，所述干燥塔包括：上塔体，为顶部开有出口的向上方缩径的圆锥状筒体，干燥后气体从上塔体的顶部出口排出；直筒段，为所述上塔体下端竖直向下的延伸，所述直筒段从上向下包括轴向长度相等的第一直筒段和第二直筒段，所述第一直筒段内壁环向设置有一圈短喷枪，所述第二直筒段内壁环向设置有一圈长喷枪，所述直筒段的中间内壁设置有一个中心喷枪，下塔体，为向下方缩径的圆锥状，所述下塔体的顶部横截面处设置有热气体分布器。

Description

一种喷雾干燥塔

技术领域

本实用新型涉及干燥设备领域，尤其涉及一种喷雾干燥塔。

背景技术

喷雾干燥是一个把原料液放入雾化器内分离为雾滴，以热空气或者别的气体和雾滴直接接触的办法来获取粉粒形状产品的干燥过程。使用喷雾干燥器的方法多用于食品、医药品、化学等产业。喷雾干燥干燥速度快，完成只需数秒钟，适宜于热敏性物料干燥，由于干燥过程是在瞬间完成的，产成品的颗粒基本上能保持液滴近似的球状，产品具有良好的分散性，流动性和溶解性，生产过程简化，操作控制方便。喷雾干燥通常用于固含量60%以下的溶液，干燥后，不需要再进行粉碎和筛选，减少了生产工序，简化了生产工艺。对于产品的粒径、松密度、水份，在一定范围内，可改变操作条件进行调整，控制、管理都很方便。

用干燥塔对物料进行干燥时，要增加产量，单靠增加塔体直径和高度，增产效果并不明显，况且还浪费材料成本，增加投入。因此，通过对干燥塔内部结构的改进，并且确定合适的塔径和高度比值，不仅能增加产量，还能节约材料。

并且在干燥塔内部喷枪的设置是非常重要的，待干燥物料和热风的接触不均匀，进料量太大, 不能充分蒸发，加入的料液不稳定等原因都容易造成粘壁现象，传统的干燥塔，喷枪设置在塔顶，物料从上向下流动。

热气流的分布对于产品的质量也是至关重要的，干燥粒子伴随着干燥用气体的上升流，产生接触高温干燥用气体的状态时，有时由该温度造成干燥粒子的质量显著降低。对于食品或医药品，由于干燥粒子被暴露到必要以上的高温下，造成必要的成分挥发或变质。或者，使干燥粒子之间熔融，形成粗大粒子，使其质量降低。在干燥粒子的功能上需要分散性时，会使其分散性显著降低。由干燥粒子的成分促 进氧化反应而产生着色。而且有时还会着火。因此应该尽量减少干燥离子与热空气接触的时间。

实用新型内容

签于以上问题，本实用新型公开了一种喷雾干燥塔，经过多次实验，确定了合适的干燥塔塔径和高度比，通过对雾化喷枪的合理布局，对热风气流通道的内部结构进行改进后，能有效使热风和物料液滴充分接触，提高干燥效率，减少粘壁现象，提高产品质量。

本实用新型的技术方案如下：

一种喷雾干燥塔，热气体从干燥塔底部进入从顶部输出，以喷雾方式从侧面进入干燥塔的待干燥物料经干燥后呈粉末状从干燥塔底部输出，所述干燥塔包括：上塔体，为顶部开有出口的向上方缩径的圆锥状筒体，干燥后气体从上塔体的顶部出口排出；直筒段，为所述上塔体下端竖直向下的延伸，所述直筒段从上向下包括轴向长度相等的第一直筒段和第二直筒段，所述第一直筒段内壁环向设置有一圈短喷枪，所述第二直筒段内壁环向设置有一圈长喷枪，所述直筒段的中间内壁设置有一个中心喷枪，下塔体，为向下方缩径的圆锥状，所述下塔体的顶部横截面处设置有热气体分布器。

进一步的，沿所述第一直筒段的内壁环形设置若干短喷枪，所述短喷枪包括短喷枪臂和短喷枪喷头，所述短喷枪的设置高度为所述第一直筒段的轴向高度大于二分之一处，所述短喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，所述短喷枪臂的长度小于三分之一所述直筒段半径，所述短喷枪喷头朝向下，与所述短喷枪臂的夹角大于90度。

进一步的，所述中心喷枪包括中心喷枪臂和中心喷枪喷头，所述中心喷枪臂沿水平方向延伸到所述直筒段中心轴线，所述中心喷枪喷头朝向下，与所述中心喷枪臂的夹角为90度。

进一步的，沿所述第二直筒段的内壁环形设置若干长喷枪，所述长喷枪包括长喷枪臂和长喷枪喷头，所述长喷枪的设置高度为所述第二直筒段的轴向高度大于二分之一处，所述长喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，所述长喷枪臂的长度大于二分之一所述直筒段半径，所述长喷枪喷头朝向下，与所述长喷枪臂的夹角大于90度。

进一步的，中心喷枪头、长喷枪头和短喷枪头为压力式雾化器。

进一步的，直筒段的高度为H，直径为D,H和D满足以下关系：3.3≤H/D≤3.4。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型干燥塔，在保持产量不变的情况下，塔径和塔高相比传统的干燥塔有明显降低，有效地节约了成本，降低了能耗。

根据塔体直径及塔体高度的变动，相应变化喷枪的数量以及布置方式，同时对气流通道的内部结构进行合理改进后，使气流与喷雾后的液滴能有很好的交汇，消除了气流的短路现象，热利用率更高。

附图说明

图1为本实用新型一种喷雾干燥塔的一种实施例结构示意图；

图2一种喷雾干燥塔的现有技术结构示意图；

图3为本实用新型一种喷雾干燥塔的热气体分布器结构示意图。

图中，1.上塔体，2.直筒段，3.段喷枪，4.中心喷枪，5.长喷枪，6.下塔体，7.热气体分布器，21.第一直筒段，22.第二直筒段。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例1

参考图1-2，一种喷雾干燥塔，热气体从干燥塔的底部的进风口输入，经过热气体分布器7，均匀地向干燥塔顶部输出，待干燥物料通过雾化器以喷雾的方式从干燥塔的侧面进入塔内，经干燥后呈粉末状从干燥塔底部输出，干燥塔包括上塔体1，为顶部开有出口的向上方缩径的圆锥状筒体，干燥后气体从上塔体1的顶部出口排出。本实用新型干燥塔为逆流型，即干燥介质（热风）的运动方向与雾化的料液运动方向相反，雾化后的雾滴从上向下运动，而热风自下向上运动，其特征是在干燥塔内热风的运动方向与被雾化的雾滴运动方向相反，雾化后的料液雾滴在干燥塔内悬浮时间较长，非常适宜于含水量高的料液的干燥。逆流干燥的不足是干燥后的成品在下落同时仍与高温干燥介质持续接触，因而干燥产品容易过热而焦化。因为，此种类型物料进口处湿度大、温度低的干燥热介质与含水量高的料液雾滴接触。在物料出口端，湿度小温度高的热介质同含水量低的物料粉粒相接触。所以，干燥塔内各处的干燥推动力差别不大，分布相对比较均匀。

直筒段2，为所述上塔体下端竖直向下的延伸，直筒段从上向下包括轴向长度相等的第一直筒段21和第二直筒段22，所述第一直筒段内壁环向设置有一圈短喷枪3，所述第二直筒段内壁环向设置有一圈长喷枪5，所述直筒段的中间内壁设置有一个中心喷枪4。对于蒸发量小的干燥塔，如蒸发量小于500 kg/h的干燥塔，在干燥塔顶部设置一个喷头即可实现良好的物料雾化，但是随着蒸发量的增大，采用一个喷头不能很好的实现雾化，只要在大蒸发量时，雾滴粒径增大，容易变成线状流，出现干不透，夹心粉的情况。因此，需要采用多个喷头，并且对喷头进行合理的分布，一方面可以雾化均匀，另一方面避免物料雾滴的水分含量偏高，使物料的受热均匀。

本实用新型的干燥塔，还包括向下方缩径的圆锥状下塔体6，下塔体的顶部横截面处设置有热气体分布器7。热气流在干燥塔内的均匀分布对于物料的干燥效果是非常重要的，为了使干燥用气体的风速均匀，热气流从进风口输入后，通过热气流分布器再向直筒段输出，在直筒段的热风风速均匀时，干燥后的物料粒子能沿着直筒段落入到下塔体，避免物料在下降过程中由于气流的不均匀产生逆流，即物料向上运动一段距离，造成在干燥塔内的停留时间过长，造成部分干燥粒子附着到干燥塔内壁以及喷雾装置上，从而造成物料粒子因热变质，产品的分散性和质量变差。热气流分布器的目的为使风速均匀，在保持此功能的前提下，可以是任意形状的，比如蜂窝形状或者晶格形状，对热气流分布器的压力损失有一定的要求，若压力损失过大，则可能无法 获得期望的气体风量。另外，若压力损失过小，则容易使分布效果不明显。

进一步的，沿第一直筒段的内壁环形设置若干短喷枪3，所述短喷枪包括短喷枪臂和短喷枪喷头，短喷枪的设置高度为第一直筒段的轴向高度大于二分之一处，短喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，所述短喷枪臂的长度小于三分之一所述直筒段半径，所述短喷枪喷头朝向下，与短喷枪臂的夹角大于90度，优选为105度，使物料能够分散均匀。短喷枪头为压力式雾化器。压力喷雾干燥是靠高压泵通过高压喷嘴将物料撕扯成雾滴再与塔内热空气进行热与质交换，将雾化物料干燥成所需的粉末。短喷枪在第一直筒段的排列主要是根据干燥塔的生产能力大小，由于短喷枪位于第一直筒段，距离进风口的位置最远，热气流的干燥能力相比位于进风口附近的有所降低，因此，短喷枪的流量不易过大，并且雾化后液滴主要分布在离干燥塔四周。优选的，短喷枪的个数为3个，喷雾时可以尽量使每个喷头的雾滴不交叉，不使雾滴变大。

在直筒段2的轴向的中间位置，设置有中心喷枪4，包括中心喷枪臂和中心喷枪喷头，中心喷枪臂沿水平方向延伸到所述直筒段中心轴线，所述中心喷枪喷头朝向下，与中心喷枪臂的夹角为90度。物料主要沿着干燥塔的中心向下喷射，气流式雾化器用气体的吹出物料，速度快，料液被撕裂成液膜进而被雾化成细小的雾滴，由于中心喷枪的高度位于直筒段的中心，该处的流量需要适中，并且流速可以加快，能够实现较好的干燥效果。

进一步的，沿第二直筒段22的内壁环形设置若干长喷枪5，长喷枪包括长喷枪臂和长喷枪喷头，长喷枪的设置高度为第二直筒段的轴向高度大于二分之一处，所述长喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，长喷枪臂的长度大于二分之一所述直筒段半径，所述长喷枪喷头朝向下，与长喷枪臂的夹角大于90度。长喷枪头为压力式雾化器，由于长喷枪头距离进风口比较近，适用于较大的流量，使物料液滴充满整个干燥塔的横截面。

在本实用新型中，作为喷雾干燥对象的物料没有特殊限定。物料通过雾化器可以形成微粒液滴，在干燥器内可以使溶剂或分散剂挥发，能够获得干燥粒子，例如，可以使用食品、医药品、洗涤剂或肥料等合 成化学品，合成树脂、颜料或陶瓷等无机材料等的溶液或者分散液。对溶剂或分散剂没有限制，例如，可以使用水或溶剂等。

实施例2

参考图3，本实施例为改进前的干燥塔，以及该干燥塔的主要技术参数，改进前的干燥塔，喷枪位于干燥塔顶部，物料液滴从上向下喷淋，热风从干燥塔底部向上，为逆流型干燥塔。干燥塔的直筒段的高度为25米，直筒段的直径为7米。以干燥洗衣粉为例，干燥塔的蒸发量为13500kg/h，洗衣粉的初始质量分数为63~65%，进料温度55～60 ℃，进风风量：84440 m³/h（标准状态下），进风温度：380～400 ℃；排风风量：103040 m3/h（标准状态下）；排风温度：105～120℃；出粉质量分数：97.2%。此时小时供热量约为1140万大卡。

实施例3

本实施例为本实用新型的干燥塔，以及该干燥塔的主要技术参数，第一直筒段的上部均匀分布有3个短喷枪，直筒段的中间分布有一个中心喷枪，第二直筒段的上部均匀分布有3个长喷枪。物料液滴从上向下喷淋，热风从干燥塔底部向上，为逆流型干燥塔。干燥塔的直筒段的高度为21米，直筒段的直径为6米。以干燥洗衣粉为例，干燥塔的蒸发量为13500kg/h，洗衣粉的初始质量分数为63~65%，进料温度55～60 ℃，进风风量：65790 m3/h（标准状态下），进风温度：420～450 ℃；排风风量：84590 m3/h；排风温度：90～100℃；出粉质量分数：97.3%。此时小时供热量约为1010万大卡。

通过本实用新型的技术改进，可以将塔体直径减少到6米，高度降到21米，照样能出相同的产量。光材料以及制造成本就节约25万元人民币左右，降本明显，提高了竞争优势。根据塔体直径及塔体高度的变动，相应变化喷枪的数量以及布置方式，同时对气流通道的内部结构进行合理改进后，使气流与喷雾后的液滴能有很好的交汇，消除了气流的短路现象，热利用率更高。原有喷雾塔排放烟气温度在105~120℃之间，通过各项技术改进后，排放烟气温度下降到90~100℃之间。相对于一个小时供热量在1000万大卡的供热装置而言，每天可以节约3120万大卡的热量（相当于热值为5000大卡的煤而言，每天可节约原煤6240公斤），由于改进后尾气排放量减少对于动力消耗也相应减少约20%，节能显著。

上面结合附图对本实用新型的具体实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。

Claims (6)

1.一种喷雾干燥塔，热气体从干燥塔底部进入从顶部输出，以喷雾方式从侧面进入干燥塔的待干燥物料经干燥后呈粉末状从干燥塔底部输出，其特征在于，所述干燥塔包括：

上塔体，为顶部开有出口的向上方缩径的圆锥状筒体，干燥后气体从上塔体的顶部出口排出；

直筒段，为所述上塔体下端竖直向下的延伸，所述直筒段从上向下包括轴向长度相等的第一直筒段和第二直筒段，所述第一直筒段内壁环向设置有一圈短喷枪，所述第二直筒段内壁环向设置有一圈长喷枪，所述直筒段的中间内壁设置有一个中心喷枪；

下塔体，为向下方缩径的圆锥状，所述下塔体的顶部横截面处设置有热气体分布器。

2.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于，沿所述第一直筒段的内壁环形设置若干短喷枪，所述短喷枪包括短喷枪臂和短喷枪喷头，所述短喷枪的设置高度为所述第一直筒段的轴向高度大于二分之一处，所述短喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，所述短喷枪臂的长度小于三分之一所述直筒段半径，所述短喷枪喷头朝向下，与所述短喷枪臂的夹角大于90度。

3.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于，所述中心喷枪包括中心喷枪臂和中心喷枪喷头，所述中心喷枪臂沿水平方向延伸到所述直筒段中心轴线，所述中心喷枪喷头朝向下，与所述中心喷枪臂的夹角为90度。

4.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于，沿所述第二直筒段的内壁环形设置若干长喷枪，所述长喷枪包括长喷枪臂和长喷枪喷头，所述长喷枪的设置高度为所述第二直筒段的轴向高度大于二分之一处，所述长喷枪臂沿水平方向向所述直筒段中心延伸，所述长喷枪臂的长度大于二分之一所述直筒段半径，所述长喷枪喷头朝向下，与所述长喷枪臂的夹角大于90度。

5.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于，所述中心喷枪、长喷枪和短喷枪的喷头为压力式雾化器。

6.根据权利要求1所述的喷雾干燥塔，其特征在于，所述直筒段的高度为H，直径为D,H和D满足以下关系：3.3≤H/D≤3.4。

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