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噴霧干燥機在我國的發展概況
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噴霧干燥機在我國的發展概況
噴霧干燥機是一種常用的干燥設備，有自己獨特的優點，下面介紹一下噴霧干燥機的優點和現在的使用情況，與未來發展的趨勢介紹：
噴霧干燥機為連續式常壓干燥器的一種。用特殊設備將液料噴成霧狀，使其與熱空氣接觸而被干燥。用于干燥有些熱敏性的液體、懸浮液和粘滯液體，如牛奶、蛋、單寧和藥物等。也用于干燥燃料、中間體、肥皂粉和無機鹽等。
同其它干燥設備相比，噴霧干燥裝置存在著干燥容積強度較低（相對能耗較大；體積較大）操作要求較高等缺點。但它的優點有：
�、賳闻_處理量大（每小時可處理90m³左右的液體）；
�、谖锪鲜芨邷貢r間短，故可處理熱敏性物料；
�、郛a品的球形度好，且粒度可在一定范圍內調節；
�、苓^程簡單，不需要在干燥后粉碎、篩選。
噴霧干燥在溶液、懸浮液類物料的干燥時，往往處于優選位置，而且該技術發展很快。隨著我國國民經濟的高速發展，近20年來我國已有20余家能制造噴霧干燥裝置的企業。但是，大多數規模不大，生產手段、檢測能力不足，企業本身的科研開發能力較弱。略具規模的僅3~4家工廠，估計年產值約2億~4億元。目前已從根本上扭轉單純依靠進口的局面，而且已有少量出口，方向主要是東南亞各國及韓國。
我國生產的噴霧干燥成套裝置的規格和能力（按噴霧液量計），從5㎏/h到26000kg/h。較近已開發成功45~90t/h能力的大型離心式噴霧干燥機（該裝置是國家電力總公司為配套125MW發電機組煙氣脫硫所用）。已經可以滿足國內各行業，多品種干燥產品的需要，大約可以覆蓋400多種物料。中國噴霧干燥機的質量和綜合性能，已接近丹麥NIRO公司水平。
世紀90年代晚期的水平主要差距表現在外觀和配套（如風機等）的耐用性方面，由于價格差距較大，故具有明顯的競爭力。
一、噴霧干燥機在我國的發展概況
�、烹x心式霧化器
用電機驅動增速機帶動調整旋轉葉輪，借助于離心力將液體霧化至幾十微米的液滴群。這就是旋轉式噴霧干燥機的工作原理。這種機型的特點是：流通量大、不易堵塞、操作性能穩定、能耗較少、單臺生產能力大、產品粒度均勻。因此，已成為噴霧干燥機中的主流機型。
我國生產的旋轉式噴霧干燥機，其轉速從10000r/min至32000r/min，較大噴液量可達90m³/h。經過20年來的探索，目前已完全成熟。我國生產的旋轉式噴霧干燥機組從設計階段就考慮了中國的材料等特點，比NIRO公司生產同規格產品的外型略大，但運行更平穩、壽命更長。如國外某公司的F160機組，由于采用傳統的行星齒輪傳動，不可避免地要有一副快速轉動的行星架，常常由于行星架上的行星輪安裝精度不夠而發生事故。中國產的RW10TE及RW45T型機組采用準行星齒輪傳動，用無公轉的行星輪傳動，取消了行星架，從而使機構的可靠性大為增加。
大型旋轉式噴霧干燥機主要應用于火電廠煙氣脫硫、造紙廠廢液處理、垃圾焚燒及大型化工產品的干燥，如偏硅酸鈉、白炭黑生產等。
�、茪饬魇届F化器
借助于高速氣流分散液滴的裝置為氣流霧化器，通常采用的氣體的壓縮空氣。由于其加工較簡單、處理量較大而不易堵塞，曾經在我國大量采用，但其能耗為旋轉式霧化器呈平方關系增長，故一般不宜用在大型干燥機上。
我國在20世紀80~90年代研究較深入，氣流霧化器與國外產品相比在相同氣流比下的較大可霧化粘度，已經達到 先進水平。據報導，美國為100000MPa•s,日本為60000MPa•s，而我國也已超過100000MPa•s。
氣流式霧化器雖然其霧化能耗較大，而往往高含固物料的粘度較高。由于它能霧化高粘度物料，所以當含固率高，料液在噴霧干燥時的綜合能耗還是合理的（較低的）。而選用旋轉式霧化時，在高粘度時不能良好霧化而被迫添加水分，從而使熱能和動力能耗均相應提高。
我國制造的氣流霧化器有二流體和三流體兩種，規格有5kg/h到1500kg/h（處理量約10余種），氣液比均可在0.5以下。
應用的典型物料有銨基類乳化炸藥、岐化松香皂、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和微晶纖維等。
�、菈毫F化器
使液體產生靜壓在通過小孔時產生高速射流，將液體霧化成液滴的裝置為壓力式霧化器。它的霧化能耗僅為旋轉霧化器的一半，是較低的一種。但是，由于它必須經過小孔而對料液的含質過濾要求較高，以免在生產過程中經常堵塞孔眼。同時，與之配套的壓力泵在大規格時也不多（一般在5m³/h以下），因此限制了它的使用。
壓力式霧化器在5MPa以上為高壓式，可得到很細的霧群。一般用于食品工業，如牛乳、豆乳、大豆分離蛋白等生產。在5MPa以下為低壓式可得到粒子較粗的霧群。為充分干燥節省干燥塔高度，通常采用噴泉式，即自下向上噴霧，典型的物料是氧化鋁、鐵氧體等特種陶瓷的干燥和造粒用。這些噴霧干燥機的產品質量已經完全可以同國外產品競爭。
二、近年來噴霧干燥裝置的進展
隨著國民經濟的發展，人們對物質生活質量要求的提高，對許多產品不僅要求其干燥，而且對較終產品的色、香、味、復溶性能（冷溶或速溶），維生素活性保留率等提出更高的要求，對于有些貴重藥品的總得率也十分苛刻。這些要求正是我國面對進入WTO以后， 市場對我們的要求。以下概括我國在噴霧干燥領域，面對客觀市場的要求所開發的新型裝置。這些裝置的共同特點是，不用單一的噴霧干燥機作為商品出售，而是以噴霧干燥機為核心，針對物料的特點，采用其它干燥裝置或輔助設備組合式的干燥設備系統，使其較終產品滿足用戶的需求。
�、沤M合式三級干燥裝置
噴霧干燥+內置式固定流化床+振動流化床的三級聯合干燥裝置。在噴霧干燥階段用較高的進氣溫度，在形成顆料的同時，迅速脫去大部分表面水。在第二階段用較低的溫度、較長的時間脫去粉料內部的水分。既節約了噴霧段的容積，又可節省約20%能源。在第三階段的振動流化床中可以噴入卵磷脂漿液使產品團聚后達到冷溶和速溶性。較后還導入除濕后的干冷空氣使產品冷卻包裝。
這種三級干燥聯合裝置在中國已用于牛乳、椰奶、香蕉粉、粉末油脂（棕櫚油原料）、香茄汁等產品，并取得成功。規模在5000kg/h至1000kg/h不等。
�、聘吆穷愇锪系膰婌F干燥裝置
在許多食品和中藥類物料中含有豐富的糖分。如乳糖、麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等。如當歸中含大量蔗糖，其“玻璃態轉變溫度”僅61℃，當吸水時其值還要低，而常規的噴霧干燥進風溫度控制在70～100℃，使已經干燥的干粉粘結在干燥塔內，導致生產的困難。
除了糖以外的低“玻璃態轉變溫度”物料，還有許多物料可以用同樣的方法解決。如山梨醇、VBt、脲醛膠、聚醛酸乙烯膠等。我國已有幾家企業生產出來夾套冷卻、中間空氣清掃，塔底用除濕空氣冷卻等專用設備。
�、巧锘瘜W類噴霧干燥裝置
這類物料大多數為藥品，對裝置的清潔要求高，在生產過程中要防止外界雜菌的侵入，產品較貴而對回收率要求十分苛刻。這類裝置的共同點是熱空氣在加熱前后，均需經過濾。產品的包裝間要求隔離，干燥過程在正壓下運行，較終達到國家規定的GMP（藥品級）標準。
目前我國已能提供生產的裝置已用于肝素鈉、青鏈霉素、蚓激酶、VB2及泛酸鈣等。其排放尾氣含塵量可低于20㎎/㎥，總收率可超過99.98%。
�、拳h保類噴霧干燥裝置
中國在“七五”期間曾投入巨大人力、物力進行火力發電廠的煙氣脫硫工程的研究開發工作。一直延伸至“十五”期間，經過不懈的努力，試探了多種方法，迄今較為成熟的技術有兩項。一項是石灰漿中和SO2的半干法；另一項是用氨水中和得到硫銨和硝銨的電子束法。
這兩項技術都要求將液體分散成霧滴，與氣相中的Sox或NOx相接觸而發生相關的反應。因此實際上都離不開噴霧干燥工程或裝置。
這類裝置的特點是處理量大，如一臺RW10T型高速離心式噴霧干燥機的能力為10～20㎥/h，只能配25MW小型發電機組。若以我國主力發電機組都在125MW以上計，則單臺噴霧干燥機的能力要超過45㎥/h。這種越大型高速噴霧干燥機的研制，正由國家電力總公司組織進行，并由江蘇林洲干燥機廠實施，設計單位是中國林科院林產化工研究所，目前已投入工業化應用。這種裝置的規模全世界僅有丹麥NIRO公司生產，其次就是中國。
與之相類似的裝置是垃圾焚燒中的氣體凈化。針對氣體中不同有害成分，噴灑相應的藥液。我國處于起步階段，在日本、美國，較近停用了數以千計的焚燒爐。其原因是塑料焚燒后產生二惡英、氰化物等毒物，用活性炭吸附后再埋入土中，會重新污染土壤，故我國在垃圾焚燒氣體凈化方法宜持慎重態度。
造紙廠排放的黑液中COD、BOD值均很高，不能用一般的污水處理法解決，排放約占我國排放總量的30%，為主要污染源。而黑液中的木質素等組分經過加工卻可以轉化為益。將黑液經蒸發濃縮后成濃黑液，用噴霧干燥噴成干粉的裝置已有近20家造紙廠使用。廣州造紙廠其產品木質素磺酸鈣為電、暢銷產品，連續多年利潤占全廠30%/以上。
值得注意的是發達國家造紙原料多為木材，而我國大量使用草類原料（麥、蘆葦、蔗渣等），后者的黑液成分比前者復雜得多。草漿比木漿灰分和糖分高。從而帶來許多技術難題。（如糖分的低玻璃態溫度帶來的粘結問題），但我國目前均已逐個克服。從這個意義上看，我國在此領域中已超過 水平。
�、裳趺粜晕锪系膰婌F干燥裝置
有一些物質對氧極其敏感而發生變性，如β-胡蘿卜素在有氧氣下干燥時，會損失48%，有些物料用有機溶劑制備，在干燥時蒸發的濕分是溶劑，在干燥前后必須與氧隔離。有以下三種流程可供不同氧敏程度的要求選擇。
系統中充氮或CO2惰性氣體，氣體經干燥后被深冷，有機溶劑可以回收重復加熱循環使用。這類裝置要求風機和干燥設備制造精確嚴密，不能漏氣方可正常運行。典型適用物料有納米材料、Vc鹽及部分特種陶瓷（超硬物質）。這類裝置的中、小規模系統在我國已經成熟，并有部分出口。
以燃燒潔凈燃料（如天然氣、丙烷等）為熱源，在燃燒后自然消除了氧氣。再用部分干燥后含濕的低溫氣體以及用少新鮮空氣同時摻入干燥熱氣流以調節和控制干燥的進風溫度，進行干燥。這種方法的熱氣流中含氧量約8%，對于某些氧敏物質是適宜的。其優點是運行成本低，節能約30%，設備制造及操作相對簡單，典型物料是染料中間體H酸的噴霧干燥。
用上述方法，將干燥后的尾氣冷卻、除濕，返回到高溫氣流中，即不添加鷴空氣而使系統中的氣體含氧量控制在2%以下，不需要補充惰性氣體，同時可以回收溶劑。此法已成功地用于生產螺旋藻，以保證其中的β-胡蘿卜素不被氧化。其它的氧敏物質如原花青素及其甙類衍生物也可以用此法生產。但我國處于起步階段。
三、噴霧干燥附屬設備的進展
�、呕厥障到y
噴霧干燥的較終目的是回收合格的產品。若主體設備再好，而出現低回收率、高耗能的回收系統，則用戶是不能滿意的。我國噴霧干燥系統中常規采用的三種方法回收細粉：
�、傩L分離器——當平均粒徑大于2μm時，回收率大于98%，而阻力可低于1500Pa的旋風分離器，在我國已有定型的系列產品，較大直徑可達2.3m。上述指標已達到國家20世紀90年代末水平。
�、诖鼮V器——由于冶金、化工、水泥等行業的需要，我國有一批正規的開發袋濾器隊伍。近年來在布袋材質、脈沖方式等方面均取得了可喜成果，并已投入了大規模生產應用。有的企業產品，可以在1.5～2m/s風速下，保證效率達99.9%以上，排放深度大于5mg/㎥�？梢哉J為我國的袋濾器水平已趕上 水平。
�、畚矚庀礈炱鳌盟逑磸男L分離器出來含有少量粉塵的裝置。循環用的洗滌水洗下粉塵后會逐步被濃縮，在造紙廠用稀黑液代替水，還可以充分利用熱能。我國效率可達99.98%，排放氣體含塵量低于20mg/㎥，阻力低于1000Pa。
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�、僬羝訜崞鳌蠖鄶祰a的蒸汽加熱器的元件均已用鋁翅鋼管，并已經只可以在一臺加熱器充分利用蒸汽的過熱段，高壓飽和和段和高壓水泄壓閃蒸后的低壓飽和段，得到的被加熱空氣溫度與飽和氣溫差不大于10℃，顯示了相當高的傳熱效率，稱為三級蒸汽加熱器，已經在大規模生產中應用。
�、谌加蜔犸L爐——這種用燃燒輕柴油去間接加熱空氣的爐型，其總傳熱系數可達40kcal/h•㎡•℃,廣泛用在各種噴霧干燥機上。因國內燃燒器性能不夠完善，目前大多采用意大利的利雅牌，德國產的歐科或美國的MAXON，以提高整套噴霧干燥機的水平。
�、廴加蜔犸L爐的另一種型號是用燒燒后煙氣直接進入干燥系統。這兩種爐型的共同點是用室溫空氣形成夾套，既可預熱空氣又防止了散熱，充分利用熱量。我國燃油熱風爐已具備各種規格型號，完全可以配備各種規模的噴霧干燥機，技術已經成熟而進入商品化階段。
�、苋济簾犸L爐——由于我國是產煤大國，故在許多場合的用戶愿意用煤作熱源以降低生產成本。上海有兩家專業化生產廠，可以在間接加熱情況下得到600℃以上的高溫熱空氣，這種產品亦已成熟。
�、羌毞刍厥障到y
一些干粉的粒徑過細，在復溶時產生困難，會發生抱團而中干。在噴霧干燥塔尾氣中分離出細粉用噴射泵重新打回干燥塔，使之與即將干燥的液滴團聚。這種流程所得到的產品粒徑均勻并全是較粗的粒子，在食品工業中用得較多。
在機電獎品中往往控制系統很大程度上影響到該產品的性能和檔次，在噴霧干燥機中同樣如此。目前在大型噴霧干燥的系統裝置中，我國已能做到PLC控制，CRT及DCS控制。使整個系統控制做到集中、自動和智能化，尤其在出口設備的配套上更為如此。
四、我國噴霧干燥機的行業管理及科技開發系統
由于干燥行業為各行業所需。所以它的發展實際上是由許多行業所參與共同努力的結果。在制造質量、檢驗、管理等歸口到能用機械行業，有專設的行業協會負責。在該行業協會的協調下，已制定有一系列的干燥設備行業標準。如于1998年7月公布實施的“離心式噴霧干燥機”行業標準，編號為JB/T8714-1998，收到了很好的規范產品質量的效果。
我國有不少大專院校、科研單位長期與生產企業掛鉤合作，理論與實踐緊密結合，既推動了干燥事業的發展，又豐富了理論知識的。已有一批專門從事噴霧干燥的碩士生、博士生、專業開展噴霧干燥基礎理論研究和新產品、新流程的開發工作，有力地支持和指導了各企業的發展。
噴霧干燥機的科研系統歸口在中國化工學會，每兩年有一次全國性學術交流會，并已與 干燥學會掛鉤，已于2002年9月下旬在北京召開世界第13屆 干燥技術研討會。
噴霧干燥機是一種常用的干燥設備，有自己獨特的優點這也是很多企業選擇天使的主要原因，上文對霧干燥機的優點和現在的使用情況及未來發展的趨勢介紹，現在的噴霧干燥機技術一直在不斷完善，未來發展看好！譯文：工作原理Schugi流化床干燥器/冷卻器是一個自定義設計的機，特別設計的干燥新鮮制成的粒狀材料在一個連續的過程。這是沒有任何運動部件，因此可以是按比例放大的幾乎任何規模的一個靜止干燥器。在床的產品的高度，可以改變100和大約500毫米（平均為300毫米），根據不同的應用之間。將濕的粒狀材料落入 振動流化床干燥過程主要依靠的是流化狀態，很多人對什么是流化狀態不了解，在一個超微氣流粉碎設備中，將顆粒物料堆放好，當氣體由設備下部通入床層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在床層內就會產生沸騰狀態，這種床層稱為流化床。 流化： 干燥設備中的熱交換，主要以氣流和顆粒，筒壁與顆粒的兩種熱交換為主。干燥過程的實質是水分的擴散過程。是靠外擴散和內擴散來進行的。外擴散即顆粒表面水分以蒸汽的形式從表面擴散到周圍介質的過程。內擴散是水分在顆粒內部移動的過程。
熱氣流經過熱風爐充分燃燒后，再經過混風，產生熱風一個典型的閃蒸干燥機系統包括以下組件：一個工藝風機提供動力，空氣加熱器（通常是直接燃氣燃燒器或電阻電加熱器），入口旋轉氣閘艙，濕產品機，產品濾波器接收機，放電氣閘艙，排氣扇，儀器儀表和控制面板。??兩控制回路是必需的，一個溫度和壓力。溫度控制回路的工作保持在烘干機具體的出口溫度。壓力（真空）控制回路這種烘箱應放在室內干凈的水平處，要保持干燥，做好防潮和防濕，并要防止腐蝕，這樣才能更好的進行操作，不過有時候會出現溫差過大的情況，為此需要通過一些方法進行調整。CT-C系列熱風循環烘箱溫差調整的方法：1、在熱風循環烘箱內上、中、下位置放留點溫度計，其安放位置頂板向下200為上面測溫點位置。底板向上2
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