喷雾干燥室设计.doc

喷雾干燥室设计
1.热风进口位置及热风分配室：
热风分配室作用：使热空气能较均匀地分布，使其与喷嘴喷出的颗粒充分进行热交换，且不产生涡流，避免或尽量减少产生焦粉的现象，使热空气进口与喷雾位置尽可能靠近，其出口风速一般为5-12m/s，取9m/s效果很好，干燥室截面积的风速以0.1-0.3m/s为宜。
（1）压力式：
①均风板形式：热风通过均风板后使干燥室内气流成直线流或螺旋状的气流。
如图利用均风板使热风形成均匀的直线气流，热风从侧面进入，用垂直和水平两块均风板将热风均布，板为多孔板，开孔比23%，三块水平均风板，多孔板A=40%、B=40%、C=23%。
在卧式压力喷雾干燥设备，将气流流量造成旋转状，增加热风与雾滴的接触时间，如图，气流旋转幅度借调节叶片实现，叶片倾斜越大，气流旋转越激烈，使用时必须根据粉末粘壁情况来调节叶片角度，叶片数量可按进风导管的大小增减。
②锥形气流调节装置：热风导管中心装一根喷枪，内设置的薄钢板制的上下具有锥形体，增速套筒，其风速为15m/s,使气流垂直进入干燥塔，不带旋转运动，使雾滴粘附在热风进口管边的可能性减少。由于总管与在个热风导管的距离不等，因此三个热风导管内的风速不一定相等，可以在导管上端装一节可调节高低的活动套管。离总管近的导管上，活动套管装得高一些，离总管远的导管上，活动套管装得低一些。当测得三个导管中的风速基本相等时，则将活动套管坚固的不再变动。
（2）离心式喷雾干燥热风分配盘：
由热风盘、锥形支座、导板、空气分散器、冷凝风圈、细粉回收器、离心机、均风板等组成。
特点：热风以切线方向进入分配器，通过多孔板，在导板空气分散器作用下，热风能均匀地、螺旋式地进入喷雾塔内，喷出来的雾距塔顶的距离靠空气分散器来调节，空气分散器挂在锥形支座中间部位比较适合，向上调节雾距至塔顶的距离缩小，反之，距离增大。分配器风道截面随风量的减少而变小，防止粘粉的焦化，在热风引入导管处设有用冷风冷却的三角形风道。
①导板及空气分散器调节：
导板调节：使进入的热风或圆形转动，与锥体轴线成25-300角，大于300角，塔顶部就会产生粘壁现象。
空气分散器的调节：作用防止雾滴粘壁现象，提高物化效率，空气和其圆心必须稳定在热风分布器的同心圆上，并保持水平，降低他的高度，雾滴向下旋转，升高，雾滴向外旋转，最佳位置是空气分散器的上缘达到环状的热风输出圆锥的一半处位置。
②热风盘本身的结构
③冷风结构：装在热风出口周围，以防止塔顶处进风温度高，易产生焦粉，室内冷空气从进风口进入冷却进风圈，绕行一周后，沿中间隔板上的孔入锥形上的风圈，再绕一周由排风口由排风机排出。
④追形支座结构：内外壁全用不锈钢制造，中间是保温层，连接导板的部位，有加强圈，其上按导向叶片的均布位置套有M8的螺孔8个。
⑤空气分散器：由二个挂钩支架，悬挂在导板上，上下距离可由挂钩支架上的不同孔位置来调整。
2.干燥室尺寸及喷嘴位置的确定：
（1）干燥室截面积的确定：
（米²）
式中 F－干燥室的截面积（米²）
－分别为加热空气和废气的比容（米³/公斤）
L－干燥空气每小时消耗量（公斤/时）
－干燥室内截面允许的风速，控制在0.2－0.5米/秒以内
（2）喷嘴位置的确定：喷嘴轴线间距1米左右，与干燥室底部距离不少于1.2-1.5米，与干燥室顶部及连两边室壁相距不以1米为宜。
（3）喷嘴个数的确定：
①根据生产经验，确定喷嘴孔径大小在1～1.5mm内选择；
②单个喷嘴面积； （米²）
③单个喷嘴体积流量；G=KF（米³/秒）
④根据物料平衡计算，已知干燥室每小时应喷雾的总数量，和G比较，可求出个数。
加热空气进入干燥室的孔径尺寸，亦称热风分配盘直径d，选择热风分配盘出口的风速为12m/s左右。
①热空气分配盘的截面积
（米²）
式中 V－进入干燥室的热空气量（米³/时）
u－热风分配盘出口的风速（米/秒）
n－热风分配盘的个数
②热空气愤喷盘的直径d=1.13
（4）干燥室有效容积和长度决定：
①干燥室有效面积决定于水份蒸发能力与容积干燥强度 ，而容积干燥强度又与热空气进入时的温度有关：
(米³)

式中 V－干燥室有效面积（米³）
W－喷雾干燥室水分蒸发量（公斤/时）
q－干燥室容积干燥强度，即单位时间，单位有效容积的水分蒸发量（公斤/米³时）
q=0.03－1
式中 －进入干燥室的热风温度（ºC）
在奶粉生产时，当进风温度160ºC，qmax=9公斤/米³时
②干燥室长度
卧式：有了干燥室容积V和截面积F值,其长度（米）
塔式：分压力式和离心式两种如图
压力喷雾干燥室：
离心喷雾干燥室：
而D=2.25S (式中S为离心喷雾液滴射程或称喷矩)
五、鼓形阀：（旋转阀、星形阀、锁气排料阀）
１．作用：从又压差的设备中将粉状物料连续排出，锁气。
２．特点：（1）能达到连续排料和供料，基本上能定量供料，调节转速能改变供料量，对于粒状物料在排料或供料中不易破碎。
（2）适用于高温物料的排料或供料，适于有压差设备排料。
（3）设备结构简单，运转为序方便。
3.形式与结构：
（1）普通式：
（2）防卡刮板式：
（3）防漏刮板式：
（4）连续供料式：
（5）密封外壳式：
（6）空气分散式：
防止叶轮粘附措施：（１）排送热的粘性物料时，产生结露现象，外壳应进行保温或加热。（２）叶轮直径过大时，在叶片间加上衬垫，防止叶片间粉料堵塞，或外壳两侧装快开式手孔，用来清理堵塞粉料。
六、涡旋气封阀
　　其作用与旋转阀一样，为了保证旋风分离器和塔锥底的产品连续排出，它的形状与旋风分离器圆柱部分十分相似，不同之处是将圆筒底部密封，增加一个切线方向空气排出口。当空气以切线方向地临和离开圆筒阀体时，筒的中心即形成旋转涡流，产生真空，当阀体内的真空度与旋风分离器或干燥塔内的真空度一致时，产品即落入阀内，并和空气一起离开，这种阀由于结构简单，制造方便非常适用于产品风力输送场合。
七、粉尘分离装置：
常用回收装置：布袋过滤器、旋风分离器、湿式除尘器。设备选择应根据不同操作条件、卸料方式、物料颗粒大小、湿度、分散性、成品的价值和理化特性合理选用。
从废气中回收粉末，通常采用旋风分离器，在经过布袋过滤器，二级净制回收，或先进入旋风分离器再用湿洗涤器作为二级净制。
１．袋滤器：（１）优点：能捕集极细粉尘，捕集废气中粉尘效率达99％以上，在较低的过滤速度下，达到100％；结构简单；管理技术水平要求不高。
（２）袋滤器工作原理：①废气中细粉遇到滤袋，相互碰撞使粉尘沉降；②沉降在滤布纤维孔隙间和表面的粉尘，对后通过的气流所夹带的粉尘起过滤作用；③当颗粒极细，主要受气体分子热运动所支配，颗粒会向纤维表面扩散，互相碰撞后沉降，产生浓度梯度。滤袋表面粉尘层太厚，造成气流阻力过大，隔一定时间用机械振动或用压缩空气反吹法进行清扫，要正常生产，布袋分成两组隔开来分别清扫。
适于气流温度在６０－１００℃场合，气体温度必须高于露点，每周必须更换清洗。
２．旋风分离器：
（１）工作原理：
（２）结构：
（３）影响旋风分离器效率的有关因素：①粉的颗粒，直径越大，分离越好，小于５严重影响效率。②气流速度，随气流速度增大，分离效率也增高，而压力损失又与气流速度的平方成正比，一般１０－２５ｍ／ｓ，小于１０ｍ／ｓ，过低的速度，即会降低分离效率，又会使粉末在进入管处堆积起来，大于２５ｍ／ｓ速度过大压力损失大大提高，分离效果不一定提高。③气密性：操作系统为低压操作，外界大气会因设备不严密漏进气体，漏泄量占５％明显影响分离效率。因气流以切线方向进入旋风分离器，在中央处存在负压区，器壁上因受离心力的作用，形成负压较高的区域，室外空气倒吸入圆锥部分，引起涡流的产生，使已沉降的颗粒又被重新卷起，继续以上升的旋风形式旋转，通过中央排气管带走一部分干燥后的成品。④旋风分离器的有关尺寸对效率的影响。H/D＞２：高型旋风分离器，否则称低型。高型旋风分离器：直径小，器身高，粉尘在其中停留时间长，可分离出较细粉末，因当粉末运动速度相同时，其离心力随旋风分离器直径的减小而增大，当总高度一定时，可加大圆锥部分高度，提高分离器的效果。中央排气管直径小，可增大旋转角，以利微粒下降。
４．优良的旋风分离应具有的特点：
（1）分离效率高，提高产品得率，减少损耗，增进经济效果， 同时减少公害。
（2）分离器内壁应非常光滑，减少液体阻力，粉末不致于粘壁。
（3）车是室温太低，设计的旋风分离器外壁给予保温，或外壁加蒸汽盘管。
（4）尽可能减少旋风分离器只数，因只数多，每只口风速不易分配，只要其中一只入口风速低于规定速度，则严重影响总效率，最好是单只，阻力小，使于管理和清扫。
（5）易打下装，消理方便，密闭性能好。
（6）缷料装置简单，可能鼓形阀。
喷雾干燥过种的节能。