專利名稱：一種噴射式霧化干燥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于干燥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于對樹脂溶液利用蒸汽進行噴霧干燥的噴射式霧化干燥裝置。
背景技術(shù)：
噴霧干燥設(shè)備是19世紀(jì)末LaMont和Percy等人發(fā)明的，用噴霧干燥設(shè)備進行物料干燥是現(xiàn)代干燥新技術(shù)之一。噴霧干燥是通過機械作用，將固液混合的漿狀物料分散成很細的霧狀液滴(以增大水分蒸發(fā)面積，加速干燥過程)，液滴與熱空氣接觸后，進行充分的傳熱傳質(zhì)，在一瞬間將大部分水分除去，使物料中的固體物質(zhì)干燥成粉末的過程。運用噴霧干燥技術(shù)，可大大簡化傳統(tǒng)干燥方法需要的蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、干燥、粉碎、篩分等一系列復(fù)雜的生產(chǎn)流程，節(jié)省大量設(shè)備，且易實現(xiàn)機械化和自動化。在干燥過程中，被干燥物料在與高溫介質(zhì)接觸前首先被霧化為細小的霧滴，極大地增加被干燥物料的比表面積，在極短時間內(nèi)完成干燥，熱效率較高；20世紀(jì)初這種設(shè)備主要用于脫脂奶粉的制造，并在食品工業(yè)中開始廣泛應(yīng)用，隨著噴霧干燥技術(shù)的不斷發(fā)展和完善，目前該技術(shù)已廣泛的應(yīng)用于陶瓷、醫(yī)藥、食品、化工等行業(yè)，其優(yōu)良的制粉性能得到了行業(yè)人士的充分肯定。中國專利號 95210493公開了一種噴霧干燥霧化器，由霧化室、料旋轉(zhuǎn)器、氣旋轉(zhuǎn)器、內(nèi)管、外管、進料管、 進氣管組成，氣旋轉(zhuǎn)器是側(cè)面帶螺紋且外開左向旋轉(zhuǎn)槽的圓柱，用螺絲固定在內(nèi)管內(nèi)的前端，料旋轉(zhuǎn)器是內(nèi)開右向旋轉(zhuǎn)槽的圓環(huán)，緊配合在內(nèi)管和外管間的前端，內(nèi)管后端和外管用螺紋聯(lián)接，進料管用螺紋聯(lián)接在外管的側(cè)面，進氣管用螺絲聯(lián)接在外管后端，霧化室用螺紋固定在外管前端，本裝置解決了高粘度或比表面張力較大液體的徹底霧化問題，提高了產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，并擴大了使用范圍；中國專利號200680011342公開了用于劑量和干燥霧化可霧化材料的裝置，包括霧化通道，其具有第一連接件和第二連接件，并且壓縮運載氣體源經(jīng)由閥連接到第一連接件，以便將運載氣體壓力脈沖發(fā)送到霧化通道內(nèi)，該裝置的特征在于在第一連接件和第二連接件之間并在霧化通道之上，只朝向霧化通道打開并用于容納可霧化材料的儲存器連接到霧化通道，這樣其相對于環(huán)境是氣密性的，并且當(dāng)閥關(guān)閉時， 在霧化通道和儲存器中發(fā)生壓力補償，該發(fā)明還涉及該裝置用于吸入施用粉末狀藥劑制品的用途以及通過上述裝置用于劑量和干燥霧化可霧化材料的方法。雖然上面的兩個專利可以解決霧化問題，但其霧化角度比較大，且后面需要接一個比較大的霧化塔再通入蒸汽進行干燥，體積過大，能力利用效率也不高，所以需要一種更高效，同時需要避免霧化后還沒有干燥完成的物料粘貼在一起。歸結(jié)起來，現(xiàn)有霧化干燥設(shè)備普遍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜，工藝控制條件差，霧化效果不理想，容易粘壁堵塞，生產(chǎn)成本高，自動化水平低，適用范圍小等缺點ο

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的缺點，尋求設(shè)計提供一種噴射式霧化干燥裝置，該裝置采用現(xiàn)代電子控制技術(shù)，有效地實現(xiàn)自動化生產(chǎn)條件，生產(chǎn)效率高，不容易粘壁堵塞，結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，耗能低。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)包含進料管、蒸汽室、噴管收縮部分、噴管喉口、進料管側(cè)壁圓孔、霧化室、碰擊椎體、離散椎體直管段、離散椎體擴散段和出口，離散椎體直管段和離散椎體擴散段連接構(gòu)成離散式椎體結(jié)構(gòu)；噴管收縮部分和噴管喉口對接式構(gòu)成噴管結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有進料管側(cè)壁圓孔；蒸氣室和霧化室之間的噴管結(jié)構(gòu)是環(huán)縫結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有的進料管側(cè)壁圓孔直徑為2mm-5mm ；霧化室中的噴管喉口與進料管側(cè)壁圓孔之間的距離為5mm-30mm ；霧化室的壁凸入碰擊椎體，碰擊椎體的椎角為50° -120°，碰擊椎體收縮壁面間夾角為30° -65° ；離散椎體擴散段的擴散角為10° -30° ；實現(xiàn)霧化干燥時，物料樹脂溶液進入進料管后通過進料管側(cè)壁圓孔進入霧化室，被從蒸氣室通過噴管結(jié)構(gòu)進入的高速氣體打碎霧化后進入碰擊椎體、離散椎體直管段和離散椎體擴散體進一步進行干燥，最后通過出口進入后續(xù)工序；蒸汽室進入的蒸汽壓力為10-20bar，溫度大于150°C，液體在進料管中的壓力大于lObar，樹脂溶液與蒸汽的質(zhì)量配比為2 5。本發(fā)明涉及的提供液體樹脂溶液進入的進料管的外壁把液體樹脂溶液和氣體隔離開來，在進料管的底部沿著進料管圓周分布制有進料管側(cè)壁圓孔，進料管側(cè)壁圓孔穿過進料管壁使液體樹脂溶液進入霧化室被蒸汽霧化干燥；由進料管外壁和蒸氣室外壁包圍而成的蒸汽室把蒸汽導(dǎo)入后再把蒸汽分配到噴管后霧化干燥液體樹脂溶液；蒸汽室下部的環(huán)形噴管結(jié)構(gòu)分為噴管收縮部分和噴管喉口部分，環(huán)形噴管結(jié)構(gòu)使蒸汽壓力降低速度增大， 提高蒸汽速速有利于霧化液體樹脂溶液；在噴管結(jié)構(gòu)下部的環(huán)形結(jié)構(gòu)的霧化室連接進料管側(cè)壁圓孔，在霧化室內(nèi)液體樹脂溶液被從環(huán)形噴管結(jié)構(gòu)進入的高速蒸汽打碎，形成小顆粒， 增大表面積，溶劑快速蒸發(fā)而形成產(chǎn)品顆粒；連接在霧化室下部的碰擊椎體由霧化室內(nèi)壁和碰擊椎體外壁包圍而成，使霧化后的顆粒和氣體通過后進入擴散椎體；在碰擊椎體下部制有離散椎體結(jié)構(gòu)，離散椎體結(jié)構(gòu)包括離散椎體直管段和離散椎體擴散段兩部分，從碰擊椎體前面來的顆粒和氣體在離散椎體結(jié)構(gòu)中進行增壓減速，進一步對顆粒進行干燥；與離散椎體結(jié)構(gòu)和進料管同軸平行的出口由進料管外壁包圍構(gòu)成內(nèi)空的圓柱結(jié)構(gòu)，后面接收顆粒和氣體的再處理工序；進料管和用來輸送蒸汽的蒸汽室同軸布置結(jié)構(gòu)，蒸汽室內(nèi)徑大于比進料管內(nèi)徑，對蒸汽有緩沖作用有利于分配蒸汽進入噴管結(jié)構(gòu)時穩(wěn)定均勻；蒸汽室包圍進料管并加熱進料管里的樹脂溶液，降低樹脂溶液的粘度有利于防止樹脂堵塞；在進料管末端的圓周處分布的進料管側(cè)壁圓孔輸送樹脂溶液進入霧化室，利用進入霧化室的高速氣體使其破碎形成小顆粒增加溶劑表面積加快揮發(fā)速度，進料管側(cè)壁圓孔分布在蒸汽在霧化室中的速度最大處，以便打碎液體，形成小顆粒，加快干燥速度，進料管側(cè)壁圓孔在進料管外壁中的長度不應(yīng)太長；進入霧化室的蒸汽應(yīng)快速膨脹且壓力急劇減小才能使蒸汽速度急劇增大，一般為1-10個馬赫數(shù)，噴管喉口直徑小于霧化室內(nèi)徑，在霧化室中被蒸汽打碎的液體顆粒不能完全干燥，霧化室有一定的長度，對其再進一步干燥，以免液體顆粒在霧化室壁面附著形成大的塊狀顆粒，堵塞后續(xù)管道；霧化室為圓環(huán)狀結(jié)構(gòu)，在霧化室下面連接有碰擊椎體使顆粒和氣體匯集在一起然后排出，碰擊椎體為圓錐狀結(jié)構(gòu)，有利于減少顆粒的碰撞以免成型大塊顆粒，離散椎體擴散段直徑逐漸擴張后和出口圓柱筒體直徑相同。本發(fā)明的噴管喉口直徑、進料管側(cè)壁圓孔的直徑、霧化室的寬度和長度、碰擊椎體的直徑、離散椎體的直徑均相互配合結(jié)構(gòu)，如果噴管喉口直徑過大，蒸汽就不能在霧化室中達到很高的速度，不能很好霧化液體樹脂溶液，如果進料管側(cè)壁圓孔直徑過大，進入的樹脂溶液過多，不能有效的對其霧化干燥容易堵塞。本發(fā)明的工作過程是在前面工序的樹脂溶液進入進料管后通過進料管末端的沿圓周分布的進料管側(cè)壁圓孔進入霧化室，蒸汽通過霧化室的側(cè)壁管道進入蒸汽室，然后由蒸汽室進入環(huán)狀噴管收縮部分和環(huán)狀，然后進入環(huán)狀的霧化室，在霧化室中高速蒸汽與從進料管側(cè)壁圓孔進入的樹脂溶液相遇，并將其打碎，形成小的液體顆粒，由于樹脂溶液的表面積急劇增大，所以在高溫蒸汽環(huán)境下樹脂溶液中的溶劑受熱氣化進入蒸汽中，液體樹脂顆粒由于溶劑的氣化而變成樹脂溶質(zhì)顆粒，形成的顆粒在霧化室中前進并被進一步干燥， 蒸發(fā)的溶劑、蒸汽和顆粒一同經(jīng)過碰擊椎體再進入離散椎體結(jié)構(gòu)，通過出口管道排入后續(xù)處理設(shè)備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其整體結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，工作原理安全可靠，霧化條件易控，霧化工藝步驟少，霧化效果好，生產(chǎn)效率高，成本低，適用范圍廣。


圖1為本發(fā)明的主體結(jié)構(gòu)剖面結(jié)構(gòu)原理示意圖。圖2為本發(fā)明涉及的噴管收縮部分的截面結(jié)構(gòu)原理示意圖。
具體實施例方式下面通過實施例并結(jié)合附圖作進一步說明。本實施例的主體結(jié)構(gòu)包含進料管1、蒸汽室2、噴管收縮部分3、噴管喉口 4、進料管側(cè)壁圓孔5、霧化室6、碰擊椎體7、離散椎體直管段8、離散椎體擴散段9和出口 10，離散椎體直管段8和離散椎體擴散段9連接構(gòu)成離散式椎體結(jié)構(gòu)；噴管收縮部分3和噴管喉口 4對接式構(gòu)成噴管結(jié)構(gòu)；進料管1和霧化室6之間制有進料管側(cè)壁圓孔5 ；蒸氣室2和霧化室6之間的噴管結(jié)構(gòu)是環(huán)縫結(jié)構(gòu)；進料管1和霧化室6之間的進料管側(cè)壁圓孔5直徑為 2mm-5mm ；霧化室6中的噴管喉口 4與進料管側(cè)壁圓孔5之間的距離為5mm-30mm ；霧化室6 的壁凸入碰擊椎體7，碰擊椎體7的椎角A為50° -120°，碰擊椎體7收縮壁面間夾角B為 30° -65° ；離散椎體擴散段9的擴散角C為10° -30° ；實現(xiàn)霧化干燥時，物料樹脂溶液進入進料管1后通過進料管側(cè)壁圓孔5進入霧化室6，被從蒸氣室2通過噴管結(jié)構(gòu)進入的高速氣體打碎霧化后進入碰擊椎體7、離散椎體直管段8和離散椎體擴散體9進一步進行干燥， 最后通過出口 10進入后續(xù)工序；蒸汽室2進入的蒸汽壓力為10-20bar，溫度大于150°C，液體在進料管1中的壓力大于lObar，樹脂溶液與蒸汽的質(zhì)量配比為2 5。實施例1 本實施例使用蒸汽對樹脂溶液進行噴射霧化干燥，樹脂溶液為在二氯甲烷中含有質(zhì)量分?jǐn)?shù)為10% -30%的聚碳酸酯的樹脂溶液；蒸汽進料為質(zhì)量229. ^g/h，蒸汽入口壓力為1. 45MPa，樹脂溶液的流動質(zhì)量為500kg/h，，樹脂溶液中聚碳酸酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20. 3%, 進料管1的直徑為25mm，蒸氣室2的直徑為108mm，噴管收縮部分3兩端直徑分別為12mm和 4mm,噴管喉口 4直徑為4mm，二個進料管側(cè)壁圓孔5直徑為2mm，霧化室6的直徑為12mm， 碰擊椎體7角度A為109°，角度B為60°，離散椎體直管段8直徑為20mm，離散椎體擴散段9角度C為15°，出口 10的直徑為50mm ；測得出口 10處的顆粒的分布情況為(百分?jǐn)?shù)
5為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)):> 4mm顆粒百分?jǐn)?shù)為11. 76，0. 7mm-4mm顆粒百分?jǐn)?shù)為23. 53，0. 5mm-0. 7mm 顆粒百分?jǐn)?shù)為20. 59，0. 3mm-0. 5mm顆粒百分?jǐn)?shù)為35. 29,0. lmm-0. 3mm顆粒百分?jǐn)?shù)為8. 82。實施例2:本實施例的蒸汽進料為流動質(zhì)量230kg/h，蒸汽入口壓力為1.47MPa，樹脂溶液流動質(zhì)量為700kg/h，樹脂溶液中聚碳酸酯的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為19. 19%，進料管1的直徑為25mm， 蒸氣室2的直徑為108mm，噴管收縮部分3兩端直徑分別為12mm和4mm，噴管喉口 4直徑為4mm，二個進料管側(cè)壁圓孔5直徑為2. 5mm,霧化室6的直徑為12mm，碰擊椎體7角度A 為109°，角度B為60°，離散椎體直管段的8直徑為20mm，離散椎體擴散段9的角度C 為15°，出口 10的直徑為50mm ；測得出口處顆粒的分布情況為(百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量百分?jǐn)?shù)) > 4mm顆粒百分?jǐn)?shù)為5. 77,0. 7mm-4mm顆粒百分?jǐn)?shù)為30. 77,0. 5mm-0. 7mm顆粒百分?jǐn)?shù)為 21. 15，0. 3mm-0. 5mm 顆粒百分?jǐn)?shù)為 28. 85，0. lmm-0. 3mm 顆粒百分?jǐn)?shù)為 13. 46。
權(quán)利要求
1. 一種噴射式霧化干燥裝置，其特征在于包含進料管、蒸汽室、噴管收縮部分、噴管喉口、進料管側(cè)壁圓孔、霧化室、碰擊椎體、離散椎體直管段、離散椎體擴散段和出口，離散椎體直管段和離散椎體擴散段連接構(gòu)成離散式椎體結(jié)構(gòu)；噴管收縮部分和噴管喉口對接式構(gòu)成噴管結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有進料管側(cè)壁圓孔；蒸氣室和霧化室之間的噴管結(jié)構(gòu)是環(huán)縫結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有的進料管側(cè)壁圓孔直徑為2mm-5mm ；霧化室中的噴管喉口與進料管側(cè)壁圓孔之間的距離為5mm-30mm ；霧化室的壁凸入碰擊椎體，碰擊椎體的椎角為50° -120°，碰擊椎體收縮壁面間夾角為30° -65° ；離散椎體擴散段的擴散角為10° -30° ；實現(xiàn)霧化干燥時，物料樹脂溶液進入進料管后通過進料管側(cè)壁圓孔進入霧化室，被從蒸氣室通過噴管結(jié)構(gòu)進入的高速氣體打碎霧化后進入碰擊椎體、離散椎體直管段和離散椎體擴散體進一步進行干燥，最后通過出口進入后續(xù)工序；蒸汽室進入的蒸汽壓力為10-20bar，溫度大于150°C，液體在進料管中的壓力大于lObar，樹脂溶液與蒸汽的質(zhì)量配比為2 5。
全文摘要
本發(fā)明屬于干燥設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種噴射式霧化干燥裝置，離散椎體直管段和離散椎體擴散段連接構(gòu)成離散式椎體結(jié)構(gòu)；噴管收縮部分和噴管喉口對接式構(gòu)成噴管結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有進料管側(cè)壁圓孔；蒸氣室和霧化室之間的噴管結(jié)構(gòu)是環(huán)縫結(jié)構(gòu)；進料管和霧化室之間制有進料管側(cè)壁圓孔；霧化室的壁凸入碰擊椎體，實現(xiàn)霧化干燥時，物料樹脂溶液進入進料管后通過進料管側(cè)壁圓孔進入霧化室，被從蒸氣室通過噴管結(jié)構(gòu)進入的高速氣體打碎霧化后進入碰擊椎體、離散椎體直管段和離散椎體擴散體進一步進行干燥，最后通過出口進入后續(xù)工序；其整體結(jié)構(gòu)簡單，原理安全可靠，霧化條件易控，工藝步驟少，效果好，生產(chǎn)效率高，成本低，適用范圍廣。
文檔編號B05B7/14GK102553748SQ20121004298
公開日2012年7月11日 申請日期2012年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月24日
發(fā)明者強光明, 李曉明, 畢榮山, 談明傳, 鄭世清, 陳玫君 申請人:甘肅銀光聚銀化工有限公司, 青島科技大學(xué), 青島銀科恒遠化工過程信息技術(shù)有限公司