【正文】 圖 1－ 6 帶有預(yù)熱和燃燒的自惰化噴霧干燥系統(tǒng) 1－ 干燥塔； 2－ 直接燃燒加熱器； 3－ 廢氣回收熱交換器； 4－ 鼓風機； 5－ 冷卻器； 6－ 循環(huán)泵； 7－ 洗滌 － 冷凝器； 8－ 引風機； 9－ 旋風分離器 直接燃燒加熱這樣的流程，如果燃燒爐設(shè)計適宜，它可經(jīng)獲得完全燃燒的條件，采用非常少的過量燃料空氣操作，可以建立起自惰化系統(tǒng)。排放的氣體量等于在燃燒室燃燒產(chǎn)生的氣體體積量（大約為總氣體量的 10%~15%）。此流程表示在圖 1－ 5上。含有毒性顆粒或氣味的少量排放氣體，通過燃燒室的火焰區(qū)域，將其惰性化（即氧化）或脫味，然后排放到大氣中。但是，粉塵沒有爆炸和燃燒的危險。 排放的少量氣體，能夠較容易地處理，一般用作燃料的空氣。這個系統(tǒng)的部件間的連接是非氣密性的，由系統(tǒng)排放到大氣中的空氣量，相當于漏入干燥系統(tǒng)的空氣量。 半閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng) 這種流程表示在圖 1－ 4上。 圖 1 2 開放式 噴霧干燥系統(tǒng) 1空氣過濾器； 2空氣加熱器； 3精過濾器； 4物料過濾器； 5氣流式霧化器； 6旋風除塵器； 7干燥塔 化工原理課程設(shè)計 第 6 頁 圖 1－ 3 閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng) 1－ 貯料槽； 2－ 冷卻塔； 3－ 加熱器； 4－ 鼓風機； 5－ 洗滌 － 冷凝器； 6－ 冷卻器； 7－ 引風機； 8－ 旋風分離器 通常在下述情況下需選擇閉路循環(huán)流程： ① 原料液由固體和有機溶劑組成； ② 要求有機溶劑全部回收； ③ 干燥有毒的固體粉粒狀產(chǎn)品； ④ 不允許氣味、溶劑蒸發(fā) 和顆粒狀物質(zhì)的逸出，防止對環(huán)境大氣造成污染； ⑤ 粉塵在空氣中可能形成爆炸混合物； ⑥ 必須防止有機溶劑的爆炸和燃燒的危險； ⑦ 在干燥過程中，由于氧化作用，粉塵不允許和氧接觸。干燥系統(tǒng)部件間連接處要保證氣密性密封，干燥室在低壓 （ 200mmH2O）下操作。 閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng) 閉路循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)，是基于干燥介質(zhì)為惰性氣體（例如 N2氣）的再循環(huán)和再利用。在工業(yè)生產(chǎn)中最為常見的是這種流程，如圖 1－ 2所示。在實際生產(chǎn)中，可能多加幾件或者減少幾件設(shè)備，構(gòu)成生產(chǎn)流程，但離不開這種基本類型。 噴霧干燥方案的選定 干燥裝置流程 噴霧干燥獲得的產(chǎn)品達數(shù)百種，因此，噴霧干燥的流程也是多種多樣的。 噴霧干燥也具有以下幾個缺點： ⑴ 當熱風溫度較低（低于 150℃ ） 時，傳質(zhì)速率較低，需要的設(shè)備體積大，且低溫操作時空氣消耗量大，因而動力消耗隨之增大； ⑵ 從廢氣中回收粉塵的分離設(shè)備要求高，附屬 裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，費用較高； ⑶ 對一些糊狀物料，干燥時需加水稀釋，增大了干燥設(shè)備的負荷。干燥后的產(chǎn)品經(jīng)連續(xù)排料，在后處理上結(jié)合冷卻器和風力輸送，組成連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)線，實現(xiàn)自動化大規(guī)模生產(chǎn)?？刹捎瞄]路循環(huán)系統(tǒng)的噴霧干燥設(shè)備，防止污染，改善環(huán)境。由于干燥是在密閉的容器內(nèi)進行的，雜質(zhì)不會混入產(chǎn)品，保證了產(chǎn)品純度。對于產(chǎn)品粒徑大小、松密度、含水量等質(zhì)量指標，可改變操作條件進行調(diào)整，控制管理都很方便。即使是含水量高達 90%的料液，不經(jīng) 濃縮，同樣能一次獲得均勻的產(chǎn)品。根據(jù)工藝要求，選用適當?shù)撵F化器，可將料液噴成球狀液滴，由于干燥過程是在空氣中完成的，所得到的粉粒能保持與液滴相近似的球狀，因此具有良好的疏松性、流動性、分散性和溶解性。在干燥初期，物料溫度不超過周圍熱空氣的濕球溫度，干燥產(chǎn)品質(zhì)量好，適合于熱敏性物料的干燥。 ⑵ 干燥過程中液滴的溫度較低。 噴霧干燥的特點 噴霧干燥具有許多優(yōu)點，主要的有以下幾個方面： ⑴ 干燥速度快。當水分通過顆粒的擴 散速度開始減慢，干燥進入減速階段。水分蒸發(fā)是在液滴表面發(fā)生，蒸發(fā)速度由蒸氣通過周圍熱風的擴散速度所控制。 物料干燥分等速階段和降速階段兩個部分進行。熱風與液滴接觸后高溫顯著降低，濕度增大，它作為廢氣由排風機抽出。 噴霧干燥的原理如圖 1－ 1所示。 鮮奶中含水量大，所以在噴霧干燥之前，總是需要將奶用蒸發(fā)方式濃縮到 40%~50%的固含量，因為在蒸發(fā)器中蒸發(fā)水約比噴霧干燥器中蒸發(fā)水便宜十倍。如化學工業(yè)中，干燥塑料、樹脂等；食品工業(yè)中，奶粉及調(diào)味品的干燥；醫(yī)學和生物化學領(lǐng)域中，干燥抗生素、酶、維生素、血漿等。 （ 3）按熱量傳遞的方式可分為： ① 對流加熱型干燥器，如噴霧干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器等； ② 傳導加熱型干燥器，如耙式真空干燥器、滾筒干燥器、冷凍干燥器等； ③ 輻射加熱型干燥器，如紅外線干燥器、遠紅外線干燥器等； ④ 介電加熱型干燥器，如微波加熱干燥器等。常見的幾種干燥器的分類方法如下： （ 1）按操作壓力可分為常壓型和真空型干燥器。 編寫設(shè)計說明書一份。包括空氣加熱器、氣固分離器、氣液輸送機械、熱風進口及分布裝置和排料裝置。包括空氣消耗量、加熱介質(zhì)消耗量及塔徑和塔高的計算。 設(shè)計內(nèi)容 生產(chǎn)流程的確定，工藝條件選定。 化工原理課程設(shè)計 第 1 頁 目 錄 .......................................................................................................................... 2 設(shè)計任務(wù) ............................................................................................................ 2 任務(wù)說明 ............................................................................................................ 2 設(shè)計內(nèi)容 ............................................................................................................ 2 .............................................................................................................................. 2 工藝背景 ............................................................................................................ 2 概述 .......................................................................................................... 2 奶粉干燥簡介 ............................................................................................ 3 噴霧干燥的原理 ........................................................................................ 3 噴霧干燥的特點 ........................................................................................ 3 噴霧干燥方案的選定 ........................................................................................... 4 干燥裝置流程 ............................................................................................ 4 干燥器內(nèi)熱空氣和霧滴的流動方向 ............................................................ 9 操作 條件 ................................................................................................. 11 霧化器型式 ............................................................................................. 12 ..................................................................................................................... 17 物料衡算 .......................................................................................................... 17 熱量衡算 .......................................................................................................... 17 霧化器的主要尺寸計算 ..................................................................................... 19 干燥器的主要尺寸計算 ..................................................................................... 20 臨界點幾個參數(shù)的 計算 ............................................................................ 20 干燥時間計算 .......................................................................................... 21 塔徑計算 ................................................................................................. 21 塔高的計算 ............................................................................................. 22 附屬設(shè)備的設(shè)計和選型 ..................................................................................... 24 空氣加熱器 ...............................