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图片5-26所示为卧式多室流化床干燥器,其主体为长方体,一般在器内用垂直挡板分隔成4~8室。挡板下端与多孔板之间留有几十毫米的间隙(一般取为床层中静止物料层高度的1/4~1/2),使物料能逐室通过,最后越过堰板而卸出。热空气分别通过各室,各室的温度、湿度和流量均可调节,如第一室中的物料较湿,热空气流量可大些,同时可设置搅拌器使物料分散,最后一室可通入冷空气冷却干燥产品,以便于贮存。这种型式的干燥器与多层流化床干燥器相比,操作稳定可靠,流体阻力较小,但热效率较低,耗气量大。
8喷雾干燥器
喷雾干燥器是将溶液、浆液或悬浮液通过喷雾器而形成雾状细滴并分散于热气流中,使水分迅速汽化而达到干燥的目的。热气流与物料可采用并流、逆流或混合流等接触方式。根据对产品的要求,最终可获得30~50μm微粒的干燥产品。这种干燥方法不需要将原料预先进行机械分离,且干燥时间很短(一般为5~30s),因此适宜于热敏性物料的干燥,如食品、药品、生物制品、染料、塑料及化肥等。
常用的喷雾干燥流程如图5-27所示。浆液用送料泵压至喷雾器(喷嘴),经喷嘴喷成雾滴而分散在热气流中,雾滴中的水分迅速汽化,成为微粒或细粉落到器底。产品由风机吸至旋风分离器中而被回收,废气经风机排出。喷雾干燥的干燥介质多为热空气,也可用烟道气,对含有机溶剂的物料,可使用氮气等惰性气体。
喷雾器是喷雾干燥的关键部分。液体通过喷雾器分散成10~60μm的雾滴,提供了很大的蒸发面积(每m3溶液具有的表面积为100~600m2),从而达到快速干燥的目的。对喷雾器的一般要求为:形成的雾粒均匀,结构简单,生产能力大,能量消耗低及操作容易等。常用的喷雾器有三种基本型式:
(1)压力式喷雾器压力式喷雾器(mist blower)如图5-28b所示。用高压泵使液浆获得高压(3~20MPa),液浆进入喷嘴的螺旋室并作高速旋转,然后从出口小孔呈雾状喷出。压力式喷雾器的特点是结构简单、操作简便、耗能低、生产能力大,但需使用高压系统。压力式喷雾器是目前应用最广的喷雾器。
(2)旋转式喷雾器(rotary atomizer)图5-28a所示为旋转式喷雾器,料液被送到一高速旋转圆盘的中部,圆盘上有放射形叶片,一般圆盘转速为4000~20000r/min,圆周速度为100~160m/s。液体在离心力的作用下,呈雾状从圆盘的周边甩出。当处理物料的固体浓度较大时,宜采用旋转式喷雾器。
(3)气流式喷雾器气流式喷雾器如图5-28c所示。用高速气流使料液经过喷嘴成雾滴而喷出。一般所用压缩空气的压力在0.3~0.7MPa。气流式喷雾器所喷出的雾滴最细,当处理量较少时,常采用气流式喷雾器。气流式喷雾器也可用于处理含有少量固体的溶液。
喷雾室有塔式和箱式两种,以塔式应用最为广泛。
物料与气流在干燥器中的流向分为并流、逆流和混合流三种。每种流向又可分为直线流动和螺旋流动。对于易粘壁的物料,宜采用直线流的并流,液滴随高速气流直行而下,从而减少了雾滴粘附于器壁的机会,但雾滴在干燥器中的停留时间相对较短。螺旋形流动时物料在器内的停留时间较长,但由于离心力的作用将粒子甩向器壁,因而增加了物料粘壁的机会。逆流时物料在器内的停留时间也较长,宜用于干燥较大颗粒或较难干燥的物料,但不适用于热敏性物料,且逆流时废气是由器顶排出,为了减少未干燥的雾滴被气流带走,气体速度不能太高,因此对一定的生产能力而言,干燥器直径较大。
喷雾干燥的优点是干燥速率快、时间短,尤其适用于热敏物料的干燥;可连续操作,产品质量稳定;干燥过程中无粉尘飞扬,劳动条件较好;对于其它方法难于进行干燥的低浓度溶液,不需经蒸发、结晶、机械分离及粉碎等操作便可由料液直接获得干燥产品。其缺点是对不耐高温的物料体积传热系数低,所需干燥器的容积大;单位产品耗热量大及动力消耗大。另外,对细粉粒产品需高效分离装置。
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