高速離心噴霧干燥機(jī)排料及加熱系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計研究

摘

要：介紹了高速離心噴霧干燥機(jī)排料及加熱系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、工作原理及特點，針對高速離心噴霧干燥機(jī)排料及加熱系統(tǒng)的設(shè)計缺陷，提出了相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計方案。關(guān)鍵詞：高速離心噴霧干燥機(jī)；排料系統(tǒng)；加熱系統(tǒng)；缺陷；改進(jìn)設(shè)計

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引言高速離心噴霧干燥機(jī)（圖1）是干燥領(lǐng)域發(fā)展最快、應(yīng)用范圍最廣的一種干燥機(jī)，其適用于將溶液、乳濁液和可用泵輸送的懸浮液等液體原料制成粉狀、顆粒狀或塊狀固體產(chǎn)品。高速離心噴霧干燥機(jī)在產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，料液經(jīng)離心霧化后，其表面積大大增加，在熱風(fēng)干燥氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95%～98%的水分，干燥完成時間僅需數(shù)秒鐘，生產(chǎn)出來的產(chǎn)品具有良好的分散性、流動性和溶解性，產(chǎn)品純度高、質(zhì)量好，因此該設(shè)備深受制藥企業(yè)的青睞。但是，高速離心噴霧干燥機(jī)本身存在設(shè)計缺陷，料液經(jīng)高溫和高度霧化干燥后，短時間內(nèi)會產(chǎn)生大量粉塵，造成粉塵粘壁現(xiàn)象，嚴(yán)重堵塞排料口，對安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生嚴(yán)重影響，因此，需要對干燥機(jī)的排料及加熱系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計，使其更加滿足產(chǎn)品生產(chǎn)需求。1

高速離心噴霧干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、工作原理與特點1.1

結(jié)構(gòu)高速離心噴霧干燥機(jī)由初效空氣過濾器、送風(fēng)機(jī)、高效空氣過濾器、蒸汽加熱器、電加熱器、空氣分配器、噴頭（高速離心霧化器）、干燥塔體、氣錘、旋風(fēng)分離器、引風(fēng)機(jī)、除塵器等部件組成。1.2

工作原理空氣通過過濾器和加熱器，進(jìn)入干燥塔頂部的空氣分配器，然后呈螺旋狀均勻地進(jìn)入干燥室；料液由料液槽經(jīng)過過濾器，再由泵輸送至干燥塔頂部的高速離心霧化器內(nèi)，將料液霧化成極小的霧狀液滴，料液與熱空氣并流接觸，水分迅速蒸發(fā)，在極短時間內(nèi)干燥為成品；成品由干燥塔底部的旋風(fēng)分離器排出，廢氣由風(fēng)機(jī)排出。1.3

特點（1）干燥速度快，料液經(jīng)離心噴霧后，表面積大大增加，在高溫氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95%～98%的水分，干燥完成時間僅需數(shù)秒鐘；（2）采用并流噴霧干燥形式，使液滴與熱風(fēng)干燥氣流同方向流動，雖然熱風(fēng)溫度較高，但由于熱風(fēng)進(jìn)入干燥室內(nèi)立即與噴霧液滴接觸，室內(nèi)溫度驟降，而物料的濕球溫度基本不變，因此也適宜于熱敏性物料的干燥；（3）應(yīng)用范圍廣，大多數(shù)特性差異很大的產(chǎn)品都能用此干燥機(jī)生產(chǎn)；（4）由于干燥過程是在瞬間完成，成品顆?；旧夏苁挂旱伪３纸魄驙?，產(chǎn)品具有良好的分散性、流動性和溶解性；（5）生產(chǎn)過程簡化，設(shè)備操作控制方便；（6）噴霧干燥通常用于干燥固含量60%以下的溶液，干燥完成后，成品不需要再進(jìn)行粉碎和篩選，減少了生產(chǎn)工序，簡化了生產(chǎn)工藝；（7）在一定范圍內(nèi)，可通過改變操作條件，調(diào)整產(chǎn)品的粒徑、堆密度、水分等，操作控制方便；（8）為使物料不受污染，延長設(shè)備使用壽命，凡與物料接觸部分，均采用不銹鋼材料制作。

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高速離心噴霧干燥機(jī)排料系統(tǒng)的改進(jìn)研究2.1

排料系統(tǒng)的設(shè)計缺陷在高速離心噴霧干燥機(jī)的排料過程中，經(jīng)常發(fā)生干粉粘壁以及下料口堵塞現(xiàn)象，究其原因主要是氣錘（圖2）數(shù)量少以及氣錘安裝的位置不正確。改進(jìn)前每臺干燥塔體只有2個氣錘，每個氣錘安裝在塔體的上部位置，如圖3所示。

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排料系統(tǒng)的改進(jìn)方案2.2.1

增加氣錘數(shù)量將氣錘安裝數(shù)量由2個增加到6個。2.2.2

改變氣錘安裝位置在干燥塔體的中部位置對稱安裝4個氣錘；在下料口底部位置對稱安裝2個氣錘。改進(jìn)后的高速離心噴霧干燥機(jī)的氣錘安裝位置如圖4所示。

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高速離心噴霧干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的改進(jìn)研究3.1

加熱系統(tǒng)的設(shè)計缺陷改進(jìn)前高速離心噴霧干燥機(jī)加熱系統(tǒng)的安裝順序如圖5所示：初效空氣過濾器→送風(fēng)機(jī)→普通材質(zhì)的高效空氣過濾器→蒸汽加熱器→電加熱器→空氣分配器。在輸送熱風(fēng)的過程中，這樣的安裝順序很容易把初效空氣過濾器（圖6）、普通材質(zhì)的高效空氣過濾器（圖7）、蒸汽加熱器、電加熱器產(chǎn)生的高溫脫落物輸送到干燥塔體內(nèi)，一旦接觸到粉塵和堆積的物料，就容易引起粉塵爆炸或者物料著火。初效空氣過濾器的材質(zhì)是無紡布，普通材質(zhì)的高效空氣過濾器由玻璃纖維濾紙、膠紙板、普通密封膠組成，是不耐高溫的，而冷空氣經(jīng)過初效空氣過濾器、普通材質(zhì)的高效空氣過濾器過濾，再經(jīng)過蒸汽加熱器、電加熱器加熱后，進(jìn)風(fēng)溫度就能達(dá)到180～300℃。在這種高溫情況下，一旦普通材質(zhì)的高效空氣過濾器損壞，初效空氣過濾器、高效空氣過濾器產(chǎn)生脫落物，或者蒸汽加熱器、電加熱器的密封膠、絕緣材料在長時間高溫條件下產(chǎn)生的脫落物輸送到干燥塔體內(nèi)，肯定會引發(fā)粉塵爆炸、物料著火、產(chǎn)品污染等事故的發(fā)生。3.2

加熱系統(tǒng)的改進(jìn)方案3.2.1

更換初效空氣過濾器材質(zhì)普通初效空氣過濾器是由無紡布制成的，容易產(chǎn)生脫落物。因此，我們將其更換為由可重復(fù)利用的金屬鋁礦、不產(chǎn)生脫落物的聚酰胺單絲纖維編制成的合成纖維濾料裝配成的初效空氣過濾器（圖8）。2.2

更換高效空氣過濾器材質(zhì)普通材質(zhì)的高效空氣過濾器是由玻璃纖維濾紙、膠紙板、普通密封膠組成，是不耐高溫的，我們將其更換為由耐高溫的玻璃纖維或者超細(xì)玻璃纖維濾紙、鋁箔隔板、不銹鋼外框以及耐高溫的密封硅膠裝配成的耐高溫高效空氣過濾器（圖9），其能承受400℃的高溫。3.2.3

更換高效空氣過濾器安裝位置我們把高效空氣過濾器安裝在電加熱器和空氣分配器之間，改進(jìn)后的加熱系統(tǒng)安裝順序（圖10）：初效空氣過濾器→送風(fēng)機(jī)→蒸汽加熱器→電加熱器→高效空氣過濾器→空氣分配器。在輸送熱風(fēng)的過程中，這樣的安裝順序就能把在高效空氣過濾器前任何環(huán)節(jié)產(chǎn)生的脫落物截留住。4