噴霧干燥是種連續(xù)式的泥漿烘干設(shè)備。陶瓷墻地磚行業(yè)中 ,含水率為 32 %～38 %的泥漿 ,由泥漿壓放標(biāo)準(zhǔn) ,由排風(fēng)機(jī)經(jīng)排風(fēng)管道及3 煙囪排入大氣。塔體力泵送至霧化噴槍 ,在塔體內(nèi)霧化成霧滴群并與干燥介質(zhì)接觸進(jìn)行熱交換 ,泥漿霧滴脫水 ,迅速被干燥至含水 5 %～7 %的球狀粉料 ,在重力作用下聚集于塔底 , 由卸料裝置卸出。含有微細(xì)粉塵的廢氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器和水浴除塵器或布袋除塵器脫硫除塵 ,達(dá)到對大氣排

系統(tǒng)負(fù)壓操作 ,安全方便。

1. 1 　噴霧干燥過程階段

1. 1. 1 　噴霧干燥的階段 :料液的加壓霧化

料液的加壓霧化目的在于將料液分散為微細(xì)的霧滴 ,具有很大的表面積 ,當(dāng)其與熱煙氣接觸時(shí) ,霧滴中水分迅速汽化而干燥成粉末或顆粒狀產(chǎn)品 ,霧滴的大小和均勻程度對產(chǎn)品質(zhì)量和技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)影響很大。如果噴出的霧滴大小很不均勻 ,就會出現(xiàn)大顆粒還沒達(dá)到干燥要求 ,而小顆粒卻已過度干燥。

1. 1. 2 　第二階段 :霧滴和熱煙氣的接觸

霧滴和熱煙氣的接觸、混合流動是同時(shí)進(jìn)行的傳熱傳質(zhì)過程 ,此過程在干燥塔內(nèi)進(jìn)行。霧滴和熱煙氣的接觸方式 ,混合與流動狀態(tài)決定于分風(fēng)器的結(jié)構(gòu)型式 ,噴槍在塔內(nèi)的安裝位置及廢氣排出方式等。霧滴與熱空氣的接觸方式 ,對干燥塔內(nèi)的溫度分布 ,霧滴的運(yùn)動軌跡及顆粒在干燥塔中的停留時(shí)間及產(chǎn)品性質(zhì)等均有很大影響。

1. 1. 3 　第三階段 :干燥產(chǎn)品與空氣分離噴霧干燥的產(chǎn)品基本都采用塔底出料 ,部分細(xì)粉

作者簡介 :康智勇(1966 - ) ,男 ,大專 ,工程師 ;研究方向?yàn)樘沾蓹C(jī)械設(shè)備開發(fā)。E - mail :ltlyl - 8120 @163. com

2010. No. 9 　　　　　　　　　　　　　　　　 陶瓷 　　　　　 　　·33 ·

夾帶在排放的廢氣中 ,這些細(xì)粉在排放前必須回收利用 ,以提高產(chǎn)品收成率 ,降低生產(chǎn)成本 ,并使排放的廢氣符合環(huán)境保護(hù)的排放標(biāo)準(zhǔn)。我們這次采用旋風(fēng)除塵器和濕法除塵的氣———固分離法。

1. 2 　影響干燥的諸多因素分析

1. 2. 1 　泥漿的溫度、粘度、濃度

以下是我們?nèi)V東某陶瓷廠泥漿做的性能分析 , 見表 1。從表 1 可以看出 ,隨著泥漿溫度的上升 ,其流動性提高 ,粘度降低。到 60 ℃時(shí)為較佳 ,但是到了 65

℃,處于起皮狀態(tài) ,流動性反而變差 ,粘度也大幅增大。

同時(shí) ,泥漿粘度對于干燥也有很大的影響。粘度越大 , 流動性越差 ,生產(chǎn)出的顆粒越大 ,容易堵槍 ,出現(xiàn)粘壁等現(xiàn)象 ,但節(jié)能 ;濃度越小 ,流動性越好 ,生產(chǎn)出的顆粒細(xì)粉越多 ,但能耗大。每個(gè)陶瓷廠原料配方不同 ,其濃度也不盡相同 ,般國內(nèi)廠家均為 32 %～36 %。

表 1 　泥漿性能表

序號 溫度( ℃) 流動性(時(shí)間) 粘度(mPa ·s) 備注

1 20 1′09″ 550

2 35 52″ 450

3 45 48″ 450

4 50 45″ 375

5 60 43″ 350

6 65 66″ 725 起皮

表 2 　壓力對顆粒粉度分布的影響

1. 2. 2 　泥漿壓力和噴片孔徑對干燥的影響以下是我們在咸陽某廠做的試驗(yàn)(見表 2、表 3) 。

噴片孔徑

序號 泥漿壓力(MPa)

( )

1 0. 8 2. 8 ,3. 2(組合)

2 1. 0 2. 8 ,3. 2(組合)

表 3 　噴片孔徑對顆粒分布

噴片孔徑 顆粒粒度分布(目) ( %) 序號

顆粒粒度分布(目) ( %)

≥20 目 40 目 60 目 80 目 ≤120 目

3. 5 33. 4 45. 6 14. 5 3. 0

3. 3 32. 6 43. 4 14. 3 6. 4

嘴在結(jié)構(gòu)上的共同點(diǎn)是使液體獲得旋轉(zhuǎn)運(yùn)動 ,即液體獲得離心慣性力 ,然后由噴片孔高速噴出。

() ≥20 目 40 目 60 目g 80 目≤120 目 經(jīng)過分析比較、調(diào)查研究 ,陶瓷行業(yè)般用離心型

1 2. 8 ,3.2(組合) 3. 5 33. 4 45. 6 14. 5 3. 0 壓力噴頭。同時(shí) ,噴片孔徑對干燥的影響如上述。

2 3. 0 ,3.3(組合) 4. 3 35. 3 43. 8 14. 5 2. 1

　　由以上可看出 ,噴片孔徑增大 ,顆粒粒度增大。

同時(shí) ,不同的噴嘴結(jié)構(gòu)及旋流片結(jié)構(gòu)、外徑尺寸、噴片角度也對干燥顆粒的大小和分布有很大影響。我們將旋流片做成 8 、12兩種不同厚度 ,噴片噴射角度做成 60°、90°、120°等幾種類型 ,進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)表明 :在建筑陶瓷行業(yè) ,噴霧塔選用旋流片 8, 噴片噴射角度為 120°。

1. 2. 3 　噴槍布置方式、高度及噴頭對干燥的影響

我們調(diào)研了許多陶瓷廠,結(jié)果如下 :噴槍距離塔頂 6. 5～7 m 為多 ,如果距離塔頂大于 7 m ,熱利用率差 ,如小于 6.5m ,料粘塔頂。這次我們布置噴槍36

個(gè) ,將 24 個(gè)噴槍布置在距離塔頂 6. 8 m 位置 ,將 8個(gè) 圖 1 　分風(fēng)器和噴霧示意圖

噴槍放在距離塔頂 7 m 位置。　　對于噴槍選用 1 槍 2 頭 (或 3 頭) 還是 1 槍 1 頭 , 我們做了實(shí)際調(diào)研 ,在別的行業(yè)有選用 1 槍 (2 頭或是噴頭是噴槍的關(guān)鍵部件 ,它主要由噴片、旋流片、

3 頭) 的 ,但為數(shù)不多。在陶瓷行業(yè) ,基本上均用 1 槍 1 蓋片、噴頭體、分流體等組成。壓力式噴嘴大致可分為

頭的 ,主要存在以下優(yōu)點(diǎn) : ①堵槍時(shí)方便更換。②1 支

3 種類型 :旋轉(zhuǎn)型、離心型及壓力—氣流型。壓力式噴

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槍噴槍重量減輕 ,操作工人勞動強(qiáng)度減輕。③噴槍頭

位置分布均勻 ,干燥物料質(zhì)量較好。 1) 塔體結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì) ,根據(jù)大型噴塔的需要 ,將

1. 2. 4 　塔內(nèi)負(fù)壓對干燥的影響 塔身高度和下錐角度進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì) ,降低了排風(fēng)溫度 , 噴霧干燥均為負(fù)壓操作 ,塔內(nèi)負(fù)壓的大小對干燥 起到節(jié)能目的。

效果具有很大影響 ,負(fù)壓太大或太小都不好。實(shí)踐證 2) 泥漿的溫度與粘度關(guān)系的研究。

明 ,塔內(nèi)負(fù)壓在 200～400 Pa 范圍內(nèi) ,干燥出來的物料 3) 除塵系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)等。

粒徑分布及含水率。 4) 比普通的噴霧干燥器節(jié)能達(dá) 8 %～10 %。

1. 2. 5 　熱風(fēng)分風(fēng)器對干燥的影響 5) 生產(chǎn)每噸粉料占地面積比中型噴霧干燥器節(jié)省分風(fēng)器是干燥器中的重要部件 ,其結(jié)構(gòu)尺寸對干 70 %～80 %;粉塵排放比普通噴霧干燥器有很大改善。

燥效果影響很大 ,其原則是讓熱風(fēng)在塔體既能均布又 6) 操作人員減少 60 %以上 ;產(chǎn)量大 ,粉料質(zhì)量穩(wěn)能旋轉(zhuǎn)起來 ,增加熱風(fēng)的利用率 ,盡可能降低排風(fēng)溫 定。

度 ,達(dá)到節(jié)能的目的。分風(fēng)器及干燥塔設(shè)計(jì)得不合理 ,

容易造成粘壁(見圖 1) 。泥漿霧滴———熱空氣運(yùn)動的 3　該項(xiàng)技術(shù)與國外的比較預(yù)測和控制 ,對干燥器的設(shè)計(jì)和干燥性能是個(gè)重要

的指標(biāo)。霧滴———熱空氣運(yùn)動的結(jié)果決定霧滴在干燥 大型噴霧干燥器 ( ≥PD5000 型) 在國外陶瓷發(fā)達(dá)器的停留時(shí)間。 已應(yīng)用多年 ,水平高的意大利 SACMI 公司影響干燥的還有塔體尺寸、保溫措施、出料出風(fēng)方 大型號 PD20000 型。下面是 SACMI 公司 8000 型技式、熱風(fēng)爐結(jié)構(gòu)及能源結(jié)構(gòu)、人為原因等因素。 術(shù)指標(biāo)與咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 8000 型指標(biāo)比較(見表

4) 。

2　關(guān)鍵技術(shù)及其優(yōu)點(diǎn)

表 4 　SACMI 公司 8000 型技術(shù)指標(biāo)與咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 8000 型指標(biāo)比較

序號 名　稱 SACMI 公司 咸陽陶瓷研究設(shè)計(jì)院 比　較

1 蒸發(fā)水量(/ h) 8000 8000 樣

2 進(jìn)風(fēng)溫度(℃) 400～600 600～720 效率提高

3 排風(fēng)溫度(℃) 80～110 90～100 好

4 裝機(jī)功率(kW) (不含燃燒系統(tǒng)) 190 160 好

5 柱塞泵數(shù)量(臺) 2 1 好

6 大噴嘴數(shù)(個(gè)) 40 36

7 單位熱耗(kcal/H2O) 800～850 750～800 優(yōu)

8 主排風(fēng)機(jī)功率(kW) 132 132

9 粉塵含量(/N) 達(dá)環(huán)保要求 達(dá)環(huán)保要求

　　由表 4 可看出 ,我院研制的PD8000 型噴霧干燥 來幾乎沒有引進(jìn) ,雖然也有相近規(guī)格的噴霧干燥器正器技術(shù)參數(shù)在許多方面優(yōu)于 SACMI公司產(chǎn)品。 在使用 ,但其在節(jié)能和環(huán)保方面均沒有實(shí)質(zhì)性改變。

此項(xiàng)技術(shù)工藝及設(shè)備主要在節(jié)能和環(huán)保上比原來傳統(tǒng)

4　結(jié)語的前進(jìn)了大步。

隨著我國陶瓷行業(yè)這幾年的迅猛發(fā)展和今后的兼節(jié)能環(huán)保大型噴霧干燥器在國外陶瓷墻地磚發(fā)達(dá) 并重組 ,大型噴霧干燥器的應(yīng)用將是發(fā)展趨勢。

已大量使用 ,國內(nèi)在大型噴霧干燥器方面近 25 年