建陶压力喷雾干燥塔技术基本原理与生产控制

建陶压力喷雾干燥塔技术基本原理与生产控制

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时间:2019-06-26

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1、陶瓷材料喷雾干燥塔技术基本原理与生产控制 墙地砖生产过程包括三个重要的工序:制粉、成形与烧成。制粉是最重要也是非常关键的工序,制粉分两部分:原料的球磨和喷雾干燥。在球磨工序控制好泥浆的细度和水分后,喷雾干燥工序则决定了坯体粉料的质量,它直接影响后续工序的质量:粉料的成形性能、坯体均匀性、生坯强度等,进而影响瓷砖产品的性能。喷雾造粒制备的粉料,一般要求满足以下性能:(1)具有一定的水分(2)合理的颗粒度及颗粒级配(3)良好的流动性(4)一定的松装密度满足上述要求的前提下,充分发挥喷雾干燥塔的效率,达到节能减排的目的。本文根据文后所列文献,结合作者的生

2、产实际经验,从喷雾干燥塔的结构开始,介绍喷雾干燥的工作原理,以及生产过程中的控制要点与缺陷克服措施等。2喷雾干燥塔的结构喷雾干燥塔的结构有很多种,陶瓷厂常用的喷雾干燥塔,它通常包括如下几部分:(1)料浆供应系统包括:浆池搅拌机、泥浆泵、料浆筛、输浆管道、流量计等。作用:向雾化器供应料浆。(2)雾化器雾化器是喷雾干燥塔最重要的部件。它的作用是将输入的料浆雾化成微细的液滴,以便干燥。雾化器种类有很多种:旋转式雾化器、喷嘴式雾化器、组合式雾化器。不同的雾化器可以适合不同的料浆类型,提供大小均匀的雾滴。(3)干燥塔它是整个工艺过程的主体设备,它的主要作用是

3、容纳雾化后的料浆液滴与热风交汇,完成干燥过程。(4)热风系统包括:空气加热器(热风炉)、调温冷风机、分风器、热风管道等。它的作用是为喷雾干燥塔提供热风,作为干燥介质。分风器的作用是均匀分配热风,使热风以一定的角度下旋,使料浆均匀受热。如果分风器倾斜,将导致粉料干湿严重不均。(5)废气排放和除尘系统包括:除尘机、排风机、废气烟囱、脱硫机等。作用:回收废气中的粉料,并且对废气进行处理,使之达到国家规定的排放标准,保护环境。(6)卸料及粉料输送系统。3喷雾干燥的工艺过程喷雾干燥一般可以分为四个阶段:(1)泥浆雾化成雾滴(2)雾滴与空气接触(混合和流动)(

4、3)雾滴干燥(水分蒸发)(4)干燥产品与空气分离其中最重要的是雾化与干燥,直接影响产品质量。3.1泥浆的雾化泥浆雾化即将泥浆分散为微细的雾滴。雾滴的平均直径约为150~350μm,按粉料的不同用途,确定雾滴大小。雾滴大小和均匀度对产品的质量影响很大,其中的雾化器是关键部件,将在后面专门讨论。雾化的雾滴很细小,它的比表面积大,与热空气接触时,极易发生传质和传热,使雾滴迅速汽化干燥。3.2雾滴与空气混合雾滴与热空气混合,取决于热空气入口和雾化器的相对位置,雾滴与热空气的接触方式分为:(1)并流式,分为向下并流、向上并流和水平并流;(2)逆流式;(3)混

5、流式。其原理如图2所示。3.2.1并流运动热空气与雾滴在塔内以相同方向运动,最热空气先与含水最高的雾滴接触,水分迅速蒸发,空气温度迅速降低。整个过程,物料温度不高,因而对热敏性物料干燥有利。由于水份蒸发迅速,雾滴容易膨胀甚至破碎,所得粉料多为非球形的多孔颗粒,粉料容重低。3.2.2逆流运动热空气与雾滴的运动方向相反,如图2d所示。由于热空气向上,雾滴向下,延缓了颗粒和雾滴的下降速度,在干燥室内停留时间长,有利于干燥。此方式只适用于非热敏性材料。3.2.3混流运动这种方式既有并流,又有逆流的运动,适合生产流动性好的粗粉,即陶瓷厂广泛使用的喷雾干燥塔类

6、型。混流有两种情况:(1)喷嘴安装在干燥塔底部,热风从顶部进入。雾滴先作逆流运动,到达最高点后下降,作并流运动。(2)喷嘴安装在塔的中部,物料向上喷雾,与塔顶进入的高温空气接触,使水分迅速蒸发。这种方式热效率高。雾滴先逆流运动,干燥到一定程度后,又与已经大幅降温的热空气向下并流,干燥的物料和已经降低到出口温度的空气接触,避免了物料的过热变质。 适用于热敏性原料,陶瓷企业就是使用这种干燥塔。3.3雾滴的干燥雾滴的干燥,与坯体的干燥原理相似,分为两个过程:恒速(第一阶段)和降速(第二阶段)。雾滴一遇到热空气,雾滴中的水即汽化进入到空气中。(1)恒速阶段

7、:雾滴中有足够的水分,可以保持表面的湿润状态,蒸发恒速进行。(2)降速阶段:当雾滴水分不能保持表面的湿润状态,即到达临界点后,雾滴表面形成干壳。干壳的厚度随着时间而增加,蒸发速率也逐渐降低。(3)干燥时间。雾滴干燥所需的时间,决定了喷雾干燥塔的高度。对于固定的喷雾干燥塔,干燥时间还与产品的组成有关。要对不同的产品,进行不同的操作。例如,微粉砖坯体的底料、面料成分不同,制粉操作时应有所区别。(4)喷雾干燥过程 4雾化器的种类和特点雾化器是喷雾干燥塔的核心,有以下三种类型:气流式雾化器、旋转式雾化器和压力式雾化器。目前陶瓷行业广泛使用的是压力式雾化器。

8、4.1气流式雾化器用压缩空气以很高的速度(300m/s或更高)从喷嘴喷出,利用气液二相的速度差产生的摩擦力,使液滴分裂为雾

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