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     20世紀初歐洲開發(fā)用以脫脂牛乳的干燥技術(shù)以來，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為制藥、食品、化工、冶金等行業(yè)用于制造粉末干燥最為成功的技術(shù)。尤其是近幾年，噴霧干燥是直接將液體漿料成形為粉狀物料并在其他行業(yè)中最為廣泛應(yīng)用的干燥形式。噴霧干燥是將原料液用霧化器分散成霧滴，并用熱空氣（或其他氣體）與霧滴直接接觸進行傳熱和傳質(zhì)熱交換而獲得粉粒狀產(chǎn)品的一種干燥過程。原料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏狀物，干燥產(chǎn)品可根據(jù)需要，制成粉狀、顆粒狀、空心球或團粒狀。從噴霧干燥烘干機的分類來看：按氣流方向來分，有并流式（順流式）、逆流式和混流式；按霧化器的形式來分，有離心式、壓力式、氣流式；按生產(chǎn)流程來分，主要有開放式、閉式循環(huán)二種（細分還有自惰式循環(huán)和半閉式循環(huán)二種）。本文主要從開放式與閉式循環(huán)二種離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點與區(qū)別出發(fā)，結(jié)合安全性闡述閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的特點，可以說常州市一步干燥設(shè)備有限公司研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機是針對當前多種易氧易爆物料干燥安全性與可靠性所出發(fā)的。
1、開放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點及區(qū)別
1.1開放式離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點
    目前國內(nèi)大量使用的噴霧干燥烘干機從霧化器的形式來看大多是離心式的，從生產(chǎn)流程系統(tǒng)來看大多為開放式的。開放式離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點：載熱體在這個系統(tǒng)中只能使用一次就排入大氣之中，不能再循環(huán)使用，故只能適用于廢氣中濕含量較高、無毒無臭氣體，且排入大氣中后不影響環(huán)境污染的場合，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機、木屑烘干機等生物質(zhì)燃料成型、烘干機機械設(shè)備。
    雖然，開放式離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)設(shè)備流程比較簡單，空氣（或其他載體）由風(fēng)機經(jīng)過濾器吸入，送至加熱器加熱成熱風(fēng)，通過干燥塔頂部的熱風(fēng)分配器均勻地流入塔內(nèi)。但這種系統(tǒng)的最主要缺點：一是載熱體消耗量較大，能源浪費較多；二是對含有機溶劑或易氧化、易防爆的物料干燥時，存在著極大的安全隱患。
1.2閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點
    閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)在國內(nèi)制藥行業(yè)應(yīng)用極少，其特點：載熱體在這個系統(tǒng)中組成一個封閉的循環(huán)回路，有利于節(jié)約載熱體、回收有機溶劑、防止毒性物質(zhì)污染大氣。一般制藥化工行業(yè)使用的料液往往是含有有機溶劑的物料，或者是易氧化、易燃、易爆的物料，有的還可能是有毒的物料。當使用閉式循環(huán)系統(tǒng)時，載熱體大多使用惰性氣體（如氮氣、二氧化碳等），這樣從干燥塔排出的廢氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器和濕法除塵器除去微細粒子，然后進入冷凝器，冷凝器的作用是將廢氣中的溶劑（或水分）冷凝下來，冷凝溫度必須在溶劑最高允許濃度的露點以下，以保證冷凝效果。除濕后的尾氣經(jīng)風(fēng)機升壓，進入一個間接式加熱器后又變?yōu)闊犸L(fēng)，如此反復(fù)循環(huán)使用。
1.3開放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的比較
    (1)閉式循環(huán)系統(tǒng)遠比開放式所用載熱體少，屬節(jié)能型；
    (2)閉式循環(huán)系統(tǒng)能適含有有機溶劑、易氧化、易燃、易爆的物料，或者是有毒的物料，這點適用范圍是開放式是不能達到，其屬安全型；
    (3)閉式循環(huán)系統(tǒng)比開放式多帶有一個回收有機溶劑系統(tǒng)，屬環(huán)保型；
    (4)開放式干燥塔內(nèi)需保持一定負壓，而閉式循環(huán)式干燥塔內(nèi)需保持一定的正壓值。
2、防爆閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)組成及運行機理
    常州市一步干燥設(shè)備有限公司近期研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機，在閉式循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保理念下，又結(jié)合了防爆安全的理念，此二理念的有機結(jié)合才是這～設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)基礎(chǔ)。
2.1防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的系統(tǒng)組成
    防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)（圖1）由離心噴霧干燥烘干機主機、帶空氣過濾器的加熱器、鼓風(fēng)機、氣液分離器、大小冷凝器、噴淋塔、排風(fēng)機、一級旋風(fēng)分離器、二級旋風(fēng)分離器、泵、測氧儀以及管路與控制閥等組成。
2.2防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)運行機理
    防爆型閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)是在密閉的環(huán)境下工作，干燥介質(zhì)為惰性氣體，一般為N2，適用于有機溶劑的物料干燥有毒氣的物料或干燥過程中易發(fā)生氧化的物料的干燥。
    氮氣經(jīng)加熱器加熱后進入干燥塔，液體物料經(jīng)螺桿泵輸送至離心噴頭處，液體被高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化器霧化成液滴，在干燥塔內(nèi)完成熱質(zhì)交換過程，被干燥后的粉狀物料從塔底排出，被蒸發(fā)的有機溶劑氣體在風(fēng)機的作用下，把夾在氣體中的粉塵通過旋風(fēng)分離器、噴淋塔除塵后，飽和的有機溶劑氣體經(jīng)冷凝器冷凝成液體排出冷凝器，不凝性氣體介質(zhì)被連續(xù)加熱后作為干燥載體在系統(tǒng)內(nèi)重新循環(huán)使用。而常規(guī)的普通的離心噴霧干燥是通過不斷的送風(fēng)、排風(fēng)達到排濕的目的，這也是防爆型閉式離心噴霧干燥設(shè)備與普通離心噴霧干燥設(shè)備的一個明顯區(qū)別。
  其中，干燥系統(tǒng)內(nèi)干燥介質(zhì)為N2，內(nèi)部為正壓操作，保持一定的正壓值，如果內(nèi)部壓力下降，由壓力變送器來自動控制N2進量，保證系統(tǒng)壓力平衡。由于，采用Nz之類惰性氣體作為循環(huán)氣體，對干燥的物料具有保護作用，循環(huán)氣體經(jīng)歷載濕、去濕的過程，介質(zhì)可重復(fù)使用。
3、防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的防爆安全性簡析
    在制藥與化工行業(yè)生產(chǎn)中常有許多有機溶媒，一旦使用一些高濃度揮發(fā)性的有機溶液進行噴霧干燥或有些易氧化的物料的噴霧干燥時，在干燥過程中就具有非常大的危險性，如揮發(fā)性的氣體或有機溶液在空氣中極易爆炸，造成設(shè)備本身破壞或操作人員受傷。為確保設(shè)備運行和生產(chǎn)的安全性，常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機是在全密閉基礎(chǔ)上，再在本體上設(shè)置了泄爆膜、泄爆口及壓力檢測系統(tǒng)，這樣能有效的遏制上述現(xiàn)象的發(fā)生，保護了人身安全及設(shè)備的安全運行。
    (1)設(shè)備的系統(tǒng)工藝設(shè)計為全密閉能達到防爆型的基礎(chǔ)要求，通過全密閉性的設(shè)計保證其安全性。物料在全密閉性的環(huán)境下工作，系統(tǒng)在0.5MPa的壓力下無泄漏，物料不與空氣直接接觸，保證了設(shè)備及人員的安全性。
    (2)還在設(shè)備的主體和關(guān)鍵部位上設(shè)有泄爆片，從而在系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)上保證了設(shè)備運行的安全性。另需說明一點，對有可揮發(fā)毒有害氣體的系統(tǒng)則沒有泄爆裝置。
    國內(nèi)的許多噴霧干燥烘干機因不具備防爆功能，多數(shù)是開放式系統(tǒng)，使得其的應(yīng)用范圍很狹窄，設(shè)備的利用價值不高。例如，化工行業(yè)中催化劑（大多數(shù)催化劑中含酒精等揮發(fā)性氣體）的干燥在很大程度上需要防爆裝置及密閉設(shè)計，溶劑可以進行二次處理，同時采用惰性氣體作為干燥載體保證物料在作業(yè)時不被氧化，經(jīng)典實用的控制手段，工藝參數(shù)得以隨心所欲。因此，防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機能配備完善與齊全的報警裝置，保證設(shè)備運行時高枕無憂，不僅降低了成本，同時也保證了系統(tǒng)的安全性。
4、防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的特點與應(yīng)用
4.1防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的主要特點
    (1)封閉系統(tǒng)各管道的連接采用獨特的密封結(jié)構(gòu)，密閉性好，可確保系統(tǒng)在0.5MPa的壓力下無泄漏，熱效率高；
    (2)采用惰性的氮氣為干燥介質(zhì)氣體，防毒、防氧化、防爆炸，氣體經(jīng)載濕、去濕后可重復(fù)循環(huán)使用；
    (3)系統(tǒng)中配有干燥料液的溶劑的冷凝系統(tǒng)和回收系統(tǒng)可以使干燥料液中的溶劑得以通過二次處理可以循環(huán)使用，在封閉狀態(tài)和氮氣環(huán)境下熱態(tài)完成物料的干燥（溶媒脫除）并通過冷凝器回收溶媒，整機的安全性高。同時，設(shè)備為全密閉式設(shè)計，物料回收率高，此設(shè)備系統(tǒng)的收率之高是其他型式干燥器所達不到的。主要技術(shù)指標：干粉物料回收率≥95qo，產(chǎn)品殘余溶劑≤2%，從而大大的降低了生產(chǎn)成本；
    (4)干燥速度十分迅速，料液經(jīng)噴霧后，表面積增大，在高溫氣流中，瞬間就可以蒸發(fā)掉95%-98%的水分，完成干燥時間一般僅需5-40sec左右；
    (5)噴霧干燥通常用于處理濕含量40%-600/0的溶液，能一次干燥成粉狀產(chǎn)品，大部分產(chǎn)品干燥后不需要再進行粉碎和篩選，從而減少了生產(chǎn)工序，簡化了生產(chǎn)工藝流程。同時，產(chǎn)品具有良好的分散性、流動性和溶解性，由于干燥過程是在空氣中完成的，產(chǎn)品在本能保持與液滴相近似的球狀，具有良好的流動性；
    (6)設(shè)備具有系統(tǒng)壓力在線測試裝置、氧氣濃度在線檢測控制裝置及在位清洗裝置；
    (7)設(shè)備控制系統(tǒng)采用人機界面，即PLC+觸摸屏控制，工藝流程圖動態(tài)顯示。產(chǎn)品的粒度、松密度、水分在一定范圍內(nèi)，可用改變操作條件進行調(diào)整，控制比較方便。
4.2防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的應(yīng)用
    常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機可適用于以下方面要求的噴霧干燥：
    (1)物料中的濕分為有機溶劑而需要回收；
    (2)固體中所含溶劑與空氣接觸時有些燃燒或爆炸的危險：
    (3)在干燥過程中固體遇氧氣結(jié)觸時易被氧化；
    (4)干燥中防止細菌的混入：
    (5)干燥后有異味或有毒成分排出對環(huán)境有污染。
5、結(jié)論與結(jié)語
    本文從開放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的特點及區(qū)別入手，結(jié)合安全性闡述了閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的特點。目前常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機己在江蘇揚子江藥業(yè)有限公司和上海立得催化劑有限公司投入生產(chǎn)運行，其中上海立得催化劑有限公司在生產(chǎn)的過程中氧氣的殘余濃度可達到3PPM。此設(shè)備不僅溶劑回收安全可靠，消除了爆炸和燃燒的危險，同時設(shè)備配備的自動充氮氣系統(tǒng)和系統(tǒng)壓力檢測系統(tǒng)保持了系統(tǒng)的平衡，避免了氣體爆炸的危險。從運行生產(chǎn)實踐和理論上可得到：
    (1)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機在閉式循環(huán)基礎(chǔ)上，集防爆、安全、環(huán)保與節(jié)能新理念于一體，使傳統(tǒng)離心噴霧干燥烘干機換發(fā)出新的生命力，也擴大了其應(yīng)用范圍；
    (2)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機以系統(tǒng)理念，賦予噴霧干燥設(shè)備以高收率與閉密型的概念，也達到控制粉塵和藥廠GMP要求；
    (3)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機的設(shè)備操作簡單，PLC操作控制，工藝流程圖動態(tài)顯示，更適合現(xiàn)代高科技的要求。
    雖然，本公司此設(shè)備研制達到初見成效的，但還有待于我們不斷優(yōu)化和提高，我們期待著進一步與用戶廠家溝通，并不斷完善設(shè)備和進一步提高工藝小試的作用。