噴霧干燥是種連續式的泥漿烘干設備。陶瓷墻地磚行業中 ,含水率為 32 %～38 %的泥漿 ,由泥漿壓放標準 ,由排風機經排風管道及3 煙囪排入大氣。塔體力泵送至霧化噴槍 ,在塔體內霧化成霧滴群并與干燥介質接觸進行熱交換 ,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。含有微細粉塵的廢氣經旋風除塵器和水浴除塵器或布袋除塵器脫硫除塵 ,達到對大氣排

系統負壓操作 ,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的霧滴 ,具有很大的表面積 ,當其與熱煙氣接觸時 ,霧滴中水分迅速汽化而干燥成粉末或顆粒狀產品 ,霧滴的大小和均勻程度對產品質量和技術經濟指標影響很大。如果噴出的霧滴大小很不均勻 ,就會出現大顆粒還沒達到干燥要求 ,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、混合流動是同時進行的傳熱傳質過程 ,此過程在干燥塔內進行。霧滴和熱煙氣的接觸方式 ,混合與流動狀態決定于分風器的結構型式 ,噴槍在塔內的安裝位置及廢氣排出方式等。霧滴與熱空氣的接觸方式 ,對干燥塔內的溫度分布 ,霧滴的運動軌跡及顆粒在干燥塔中的停留時間及產品性質等均有很大影響。

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

作者簡介 :康智勇(1966 - ) ,男 ,大專 ,工程師 ;研究方向為陶瓷機械設備開發。E - mail :ltlyl - 8120 @163. com

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夾帶在排放的廢氣中 ,這些細粉在排放前必須回收利用 ,以提高產品收成率 ,降低生產成本 ,并使排放的廢氣符合環境保護的排放標準。我們這次采用旋風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

以下是我們取廣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 ℃時為較佳 ,但是到了 65

℃,處于起皮狀態 ,流動性反而變差 ,粘度也大幅增大。

同時 ,泥漿粘度對于干燥也有很大的影響。粘度越大 , 流動性越差 ,生產出的顆粒越大 ,容易堵槍 ,出現粘壁等現象 ,但節能 ;濃度越小 ,流動性越好 ,生產出的顆粒細粉越多 ,但能耗大。每個陶瓷廠原料配方不同 ,其濃度也不盡相同 ,般國內廠家均為 32 %～36 %。

表 1 　泥漿性能表

序號 溫度( ℃) 流動性(時間) 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(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

嘴在結構上的共同點是使液體獲得旋轉運動 ,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 經過分析比較、調查研究 ,陶瓷行業般用離心型

1 2. 8 ,3.2(組合) 3. 5 33. 4 45. 6 14. 5 3. 0 壓力噴頭。同時 ,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 ,不同的噴嘴結構及旋流片結構、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 ,進行試驗。試驗表明 :在建筑陶瓷行業 ,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

我們調研了許多陶瓷廠,結果如下 :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 ,將 24 個噴槍布置在距離塔頂 6. 8 m 位置 ,將 8個 圖 1 　分風器和噴霧示意圖

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 , 我們做了實際調研 ,在別的行業有選用 1 槍 (2 頭或是噴頭是噴槍的關鍵部件 ,它主要由噴片、旋流片、

3 頭) 的 ,但為數不多。在陶瓷行業 ,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 ,主要存在以下優點 : ①堵槍時方便更換。②1 支

3 種類型 :旋轉型、離心型及壓力—氣流型。壓力式噴

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槍噴槍重量減輕 ,操作工人勞動強度減輕。③噴槍頭

位置分布均勻 ,干燥物料質量較好。 1) 塔體結構的優化設計 ,根據大型噴塔的需要 ,將

1. 2. 4 　塔內負壓對干燥的影響 塔身高度和下錐角度進行優化設計 ,降低了排風溫度 , 噴霧干燥均為負壓操作 ,塔內負壓的大小對干燥 起到節能目的。

效果具有很大影響 ,負壓太大或太小都不好。實踐證 2) 泥漿的溫度與粘度關系的研究。

明 ,塔內負壓在 200～400 Pa 范圍內 ,干燥出來的物料 3) 除塵系統的優化設計等。

粒徑分布及含水率。 4) 比普通的噴霧干燥器節能達 8 %～10 %。

1. 2. 5 　熱風分風器對干燥的影響 5) 生產每噸粉料占地面積比中型噴霧干燥器節省分風器是干燥器中的重要部件 ,其結構尺寸對干 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 ,其原則是讓熱風在塔體既能均布又 6) 操作人員減少 60 %以上 ;產量大 ,粉料質量穩能旋轉起來 ,增加熱風的利用率 ,盡可能降低排風溫 定。

度 ,達到節能的目的。分風器及干燥塔設計得不合理 ,

容易造成粘壁(見圖 1) 。泥漿霧滴———熱空氣運動的 3　該項技術與國外的比較預測和控制 ,對干燥器的設計和干燥性能是個重要

的指標。霧滴———熱空氣運動的結果決定霧滴在干燥 大型噴霧干燥器 ( ≥PD5000 型) 在國外陶瓷發達器的停留時間。 已應用多年 ,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、出料出風方 大型號 PD20000 型。下面是 SACMI 公司 8000 型技式、熱風爐結構及能源結構、人為原因等因素。 術指標與咸陽陶瓷研究設計院 8000 型指標比較(見表

4) 。

2　關鍵技術及其優點

表 4 　SACMI 公司 8000 型技術指標與咸陽陶瓷研究設計院 8000 型指標比較

序號 名　稱 SACMI 公司 咸陽陶瓷研究設計院 比　較

1 蒸發水量(/ h) 8000 8000 樣

2 進風溫度(℃) 400～600 600～720 效率提高

3 排風溫度(℃) 80～110 90～100 好

4 裝機功率(kW) (不含燃燒系統) 190 160 好

5 柱塞泵數量(臺) 2 1 好

6 大噴嘴數(個) 40 36

7 單位熱耗(kcal/H2O) 800～850 750～800 優

8 主排風機功率(kW) 132 132

9 粉塵含量(/N) 達環保要求 達環保要求

　　由表 4 可看出 ,我院研制的PD8000 型噴霧干燥 來幾乎沒有引進 ,雖然也有相近規格的噴霧干燥器正器技術參數在許多方面優于 SACMI公司產品。 在使用 ,但其在節能和環保方面均沒有實質性改變。

此項技術工藝及設備主要在節能和環保上比原來傳統

4　結語的前進了大步。

隨著我國陶瓷行業這幾年的迅猛發展和今后的兼節能環保大型噴霧干燥器在國外陶瓷墻地磚發達 并重組 ,大型噴霧干燥器的應用將是發展趨勢。

已大量使用 ,國內在大型噴霧干燥器方面近 25 年