噴霧干燥制粉是陶瓷工業(yè)高能耗的生產(chǎn)工序之一。據(jù)陶瓷廠能源審計數(shù)據(jù)顯示,噴霧干燥制粉的能耗占陶瓷廠總能耗的10～20%。噴霧干燥機的日常操作步驟（1）首先打開離心風(fēng)機，然后打開電加熱，并檢查是否正?？梢灶A(yù)熱的泄漏物，預(yù)熱熱風(fēng)，確定設(shè)備的干燥能力，而不影響干燥材料的質(zhì)量在前提下，應(yīng)盡可能提高入口溫度。隨著能源危機及市場競爭的激烈,降低噴霧干燥制粉的能耗,對降低企業(yè)生產(chǎn)成本、提高企業(yè)競爭力及促進陶瓷行業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有深遠(yuǎn)而重要的意義。

??1噴霧干燥塔節(jié)能降耗的主要措施

??由于噴霧干燥過程中的能耗直接影響著企業(yè)的經(jīng)濟效益及發(fā)展前景,所以陶瓷企業(yè)及行業(yè)^們都提出了很多對噴霧干燥過程節(jié)能降耗的措施,總結(jié)起來主要有以下幾方面:首先是噴霧干燥塔本身性能結(jié)構(gòu)等方面的調(diào)整;另外是干燥物質(zhì)本身的性質(zhì)控制,燃料問題,干燥介質(zhì)性質(zhì)等方面的因素。3出塔熱風(fēng)(廢氣)的循環(huán)利用陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥制粉后,出塔熱風(fēng)若被直接排入大氣,這部分熱量損失將^可觀(約為制粉工序能耗的10%～20%)。

??1.1干燥介質(zhì)的控制

??1.1.1提高熱風(fēng)的進塔溫度

??在出塔溫度恒定的條件下,熱風(fēng)的進塔溫度(又稱進風(fēng)溫度)越高,帶入的總熱量就越高,單位質(zhì)量的熱風(fēng)傳遞給泥漿霧滴的熱量就越多,單位熱風(fēng)所蒸發(fā)的水分也越多。在生產(chǎn)能力恒定不變的情況下,所需熱風(fēng)風(fēng)量減少(即減少了熱風(fēng)離塔時所帶走的熱量),降低了噴霧干燥制粉的熱量消耗,提高熱風(fēng)的利用率及熱效率。例如，許多食品企業(yè)利用菠菜粉溶解后呈現(xiàn)出的天然綠色，代替了過去使用的合成著色劑。但進塔熱風(fēng)溫度不可過高(不超過600℃),溫度太高,就會燒壞塔頂分風(fēng)器。

??1.1.2降低熱風(fēng)的出塔溫度

??在進塔熱風(fēng)溫度一定的情況下,熱風(fēng)出塔溫度越低,進出塔溫差就越大,熱風(fēng)傳遞給泥漿用于干燥的熱能就越大,所以熱風(fēng)利用率就越高。但排風(fēng)溫度也不可過低,低于75℃時因粉料太濕,影響正常干燥。

??1.1.3出塔熱風(fēng)(廢氣)的循環(huán)利用

??陶瓷泥漿經(jīng)噴霧干燥制粉后,出塔熱風(fēng)若被直接排入大氣,這部分熱量損失將^可觀(約為制粉工序能耗的10%～20%)。所以應(yīng)該將此部分余熱充分地利用起來,如可將出塔熱風(fēng)循環(huán)利用到預(yù)熱干燥工序。它主要用于干燥有些熱敏性的液體、懸浮液和粘滯液體，如牛奶、蛋、單寧等。出塔熱風(fēng)除了直接循環(huán)利用外,還可以利用熱交換器對這部分余熱儲存或交換后再利用。??

??1.2噴霧干燥塔自身因素

??1.2.1挑選合適的規(guī)格

??陶瓷行業(yè)大部分廠家采用4000型噴霧干燥塔,有些陶瓷廠采用5000型和6000型,^大的有SACMI研制的12000型,噴嘴多達(dá)48個。型號越大生產(chǎn)能力越大,生產(chǎn)每噸粉的能源相對就少,廠家可根據(jù)具體情況進行型號選擇。

??1.2.2整體密閉型控制

??由于該系統(tǒng)采用負(fù)壓操作,若有漏風(fēng)就會增加能耗,所以設(shè)備各部位及連接法蘭處,熱風(fēng)爐、熱風(fēng)管道、排風(fēng)管道的熱電偶插孔,塔體上的負(fù)壓測量孔,以及塔體下錐翻板下料器出料口,旋風(fēng)除塵下料口等部位必須密封好,不能漏風(fēng)。

??1.2.3熱風(fēng)爐的控制

??熱風(fēng)爐是噴霧干燥機的熱風(fēng)源,其燃料消耗直接影響干燥成本的高低,所以是噴霧干燥塔節(jié)能的關(guān)鍵部分。熱風(fēng)爐效率主要取決于燃油霧化噴嘴,當(dāng)燃油霧化均勻且燃燒充分時,熱效率^高,為此應(yīng)嚴(yán)格控制霧化空氣壓力和流量以及燃油壓力和流量。另外霧化噴嘴的霧化角、噴射高度、噴槍角度都應(yīng)控制在合適的范圍內(nèi)。一般霧化噴嘴的霧化角(α)為90°～120°,噴射高度為4～4.5m,噴槍角度保持在110°～120°之間,以保證噴霧料與熱風(fēng)可以進行充分的熱交換。熱風(fēng)爐燃料的選擇可直接影響燃料消耗的成本,如用清潔的輕柴油等會使成本大大增加,用重油,混合油等一定要控制其含硫量,否則廢氣中很難保證SO2排放達(dá)標(biāo)。壓力噴霧干燥機的工藝是液體工藝成形和干燥工業(yè)中廣泛應(yīng)用的工藝，因此，當(dāng)成品的顆粒大小分布、殘留水份含量、堆積密度和顆粒形狀必須符合準(zhǔn)確的標(biāo)準(zhǔn)時，噴霧干燥是一道十分理想的工藝?，F(xiàn)在很多陶瓷廠用煤制氣中分選出來的粉煤摻合煤灰(煤轉(zhuǎn)氣中含未燃碳10%～20%,有的高達(dá)20%以上)制水煤漿,并把煤轉(zhuǎn)氣中產(chǎn)生的酚水和焦油噴進熱風(fēng)爐中燃燒,可以杜絕這些有害物質(zhì)的排放,在高溫燃燒中將其變?yōu)闊o害的水和CO2排掉。這樣不但可以大大降低燃燒成本,而且可以充分利用這些廢渣、廢液,節(jié)能降耗。

??1.2.4線形燃燒器的使用

??傳統(tǒng)的噴霧干燥塔熱風(fēng)裝置一般采用燃油(燃?xì)?熱風(fēng)爐、鍋爐蒸汽換熱器、導(dǎo)熱油換熱器或電加熱供熱系統(tǒng)等。以上傳統(tǒng)的供熱系統(tǒng)都采用換熱器,而換熱器的效率決定著傳統(tǒng)供熱系統(tǒng)的熱能利用效率;而且換熱器使用壽命有限,維護成本高。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風(fēng)裝置。線形燃燒器體積比較小,直接安裝在風(fēng)道內(nèi),干燥介質(zhì)可直接與之接觸并快速升高到所需溫度。以線形燃燒器為核心的直燃式熱風(fēng)裝置兼具節(jié)能和環(huán)保兩大特點。接著清理干燥塔和除塵器內(nèi)余料，關(guān)閉除塵器及氣錘，^后關(guān)閉總電源，完成生產(chǎn)操作。首先線形燃燒器燃燒機制合理,燃燒區(qū)保持有一定量的過?？諝?既能保證燃燒完全,還可抑制氮氧化物的生成。這種直燃式熱風(fēng)裝置無需換熱器而直接與空氣接觸,保證了燃燒熱量對空氣的有效傳遞,熱。另外,使用方便是線形燃燒器的另一特點,可通過調(diào)節(jié)燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥來改變熱風(fēng)溫度。

??1.3泥漿的質(zhì)量控制

??1)降低陶瓷泥漿的含水率,干燥所需熱量就少,但是含水率低的泥漿流動性又不好,流動性差霧化效果就差。為解決這一矛盾,生產(chǎn)中通常加入合適的稀釋劑(減水劑)或電解質(zhì)(如水玻璃、純堿、腐殖酸等)來調(diào)節(jié)泥漿的流動性,同時降低泥漿的含水率。設(shè)備排風(fēng)均勻，減少了粉塵掛壁，進入旋風(fēng)分離器的粉塵夾量減少，提高產(chǎn)品得率。筆者和廣東新明珠集團合作采用復(fù)合減水劑,泥漿水分由39.5%減至36%,球磨時間縮短了5h,每噸粉可節(jié)電16.5元,產(chǎn)量增加了18.8%,年節(jié)約成本達(dá)150多萬元。

??2)提高陶瓷泥漿溫度可有效降低泥漿粘度,改善泥漿霧化性能,防止因泥漿結(jié)晶而堵塞霧化噴嘴。所以可以利用出塔熱風(fēng)回收的余熱來預(yù)熱泥漿,這是能源循環(huán)利用的有效途徑。

??2結(jié)語

??噴霧干燥塔的節(jié)能除上述措施外,還可以在能源上尋找解決途徑,如開發(fā)利用新能源,合理控制燃燒過程等。當(dāng)然,很多問題還需在實際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)和解決。壓力式噴霧干燥塔采用冷凝水預(yù)熱冷空氣的方法，回收了余熱，另外也提高了換熱器的使用壽命。陶瓷企業(yè)本著可持續(xù)發(fā)展的目的來合理改善和提高噴霧干燥塔的能源利用率,才能提高企業(yè)的經(jīng)濟效益和社會效益。

噴霧干燥技術(shù)在奶粉干燥過程中的應(yīng)用目的

        噴霧干燥過程的快速性對于實施有效控制顯得尤為重要。目前, 國內(nèi)外對干燥控制理論與實踐的研究尚處于剛剛起步階段, 缺乏完整、系統(tǒng)的研究。通過對生產(chǎn)工藝分析, 提出自動化控制技術(shù)在奶粉干燥過程中應(yīng)用的目的在于:

(1) 避免人工間隙操作所帶來的設(shè)備工作過程的不穩(wěn)定性, 從而實現(xiàn)連續(xù)化的生產(chǎn), 使噴霧干燥過程這種多變量、高度非線性的系統(tǒng)工作過程趨于穩(wěn)定;

(2) 通過引入自動化控制系統(tǒng),在保證產(chǎn)品質(zhì)量及產(chǎn)量的前提下, 使控制系統(tǒng)在線信號采集點盡量減少,減少各變量之間不必要的影響;

(3) 節(jié)省人力, 減少人為因素造成的誤工, 縮短工作周期;

(4) 通過自動化控制系統(tǒng)中各變量參數(shù)的正確預(yù)設(shè), 使整個系統(tǒng)在^佳狀態(tài)下工作, 發(fā)揮設(shè)備本身的^大效能, 達(dá)到節(jié)能降耗的目的;

(5) 提高產(chǎn)品質(zhì)量, 并使操作管理成本^小化。

   衡量干燥設(shè)備應(yīng)用在特定工藝條件下成功與否的主要指標(biāo)是干燥產(chǎn)品的產(chǎn)量、質(zhì)量, 還包括產(chǎn)品的粒徑分布、外觀及產(chǎn)品^終含水量等。產(chǎn)品的產(chǎn)量由生產(chǎn)負(fù)荷的經(jīng)濟性能及熱空氣發(fā)生器所提供的熱量、干燥器的干燥強度、熱空氣流量、料漿中固形物的含量等條件決定; 影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素很多: 產(chǎn)品的粒徑及外觀由干燥設(shè)備的工藝性能及料漿配制工藝參數(shù)決定, 而產(chǎn)品的^終含水量與干燥塔熱風(fēng)進口溫度、尾氣出口溫度及干燥塔內(nèi)負(fù)壓等參數(shù)的選取有直接關(guān)系。國內(nèi)外專家對干燥過程中的粘壁和結(jié)塊問題進行了研究，認(rèn)為造成粘壁的主要原因是壁溫。

 噴霧干燥設(shè)備推動了奶粉工業(yè)生產(chǎn)的一次革命, 但噴霧干燥設(shè)備并不是一種通用設(shè)備, 它的霧化結(jié)構(gòu)和形式、塔體結(jié)構(gòu)、均風(fēng)、排風(fēng)、撲粉、出粉形式、與其他工藝設(shè)備組合情況、自動控制系統(tǒng)等的設(shè)計均必須與所處理物料相適用。只有這樣, 隨著時代的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進步,噴霧干燥設(shè)備才能適應(yīng)更廣泛的物料干燥要求, 為國民經(jīng)濟的發(fā)展和建設(shè)作出越來越大的貢獻。他們根本做不到讓該類型設(shè)備達(dá)到利用率，對于他的造型也是我們所不了解的重要一環(huán)，因此我們要掌握的內(nèi)容還有很多。

噴霧干燥機是干燥領(lǐng)域發(fā)展快、應(yīng)用范圍廣的一種形式，適用于溶液、乳濁液和可泵送的的懸浮液等液體原料生成粉狀、顆粒狀或塊狀固體產(chǎn)品。燥物料熱敏性、粘度、流動性等不同的干燥特性，和產(chǎn)品的顆粒大小、粒度分布、殘留水份含量、堆積密度、顆粒形狀等不同的質(zhì)量要求，決定了采用不同的霧化qi、氣流運動方式和干燥室的結(jié)構(gòu)形式。噴霧干燥是系統(tǒng)化技術(shù)應(yīng)用于物料干燥的一種方法。4、干燥成品的溫度和濕度，取決于排風(fēng)溫度，在運行過程中，保證排風(fēng)溫度為一個常數(shù)是極其重要的，這取決于進料量的大小，進料量調(diào)節(jié)穩(wěn)定，出口溫度是不改變的。于干燥室中將稀料經(jīng)霧化后，在與熱空氣的接觸中，水分迅速汽化，即得到干燥產(chǎn)品。該法能直接使溶液、乳濁液干燥成粉狀或顆粒狀制品，可省去蒸發(fā)、粉碎等工序。

噴霧干燥器是使液態(tài)物料經(jīng)過噴嘴霧化成微細(xì)的霧狀液滴，在干燥塔內(nèi)與熱介質(zhì)接觸，燥成為粉料的熱力過程。進料可以是溶液、懸浮液或糊狀物，霧化可以通過旋轉(zhuǎn)式霧化qi、壓力式霧化噴嘴和氣流式霧化噴嘴實現(xiàn)，操作條件和干燥設(shè)備的設(shè)計可根據(jù)產(chǎn)品所需的干燥特性和粉粒的規(guī)格選擇。離心噴霧干燥機設(shè)備功能多效率高1、物料滯留時間可調(diào)，可處理高含水物料，也能獲得極低含水物料。

     噴霧干燥器也有許多分類方法，如按氣液流向分有并流式（順流式）、逆流式和混流式；按霧化qi的安裝方式分有上噴下式、下噴上式；按系統(tǒng)分有開放式，部分循環(huán)式和密閉式等等。眾所周知，噴霧干燥的霧分qi有多種，但按其霧化基理，霧化qi分為離心式、壓力式和氣流式三種。習(xí)慣上，人們對噴霧干燥器按霧化方式進行分類，也就是按霧化qi的結(jié)構(gòu)分類。將噴霧干燥分為轉(zhuǎn)盤式（離心式）、壓力式（機械式）、氣流式等三種型式。大量使用噴霧干燥器是近二十年的事，我國早工業(yè)化的應(yīng)是氣流式噴霧干燥器。但隨著離心式、壓力式噴霧干燥器的成功開發(fā)，氣流式噴霧干燥器能量消耗大的缺點就顯現(xiàn)出來（霧化qi消耗的能量是另兩種的4～8倍）。近幾年，這種機型在大工業(yè)生產(chǎn)中逐漸被其它兩種機型所取代，但由于制藥行業(yè)的特殊需要仍在使用。離心式噴霧干燥器的高速霧化qi是關(guān)鍵設(shè)備，放大問題具有很高的技術(shù)要求，我國目前不但具備生產(chǎn)氣流、機械及機電一體的離心霧化qi的能力，而且可以達(dá)到每小時處理量45t水。在杭州、西寧、無錫、靖江等地有專業(yè)的霧化qi制造廠。此外，使用完畢后應(yīng)將噴霧盤拆下，浸入水中，把殘留物質(zhì)用水清洗干凈。目前離心式噴霧干燥器從每小時處理量幾千克到幾十噸已經(jīng)形成了系列化機型。生產(chǎn)制造技術(shù)基本成熟。壓力式噴霧干燥器所得產(chǎn)品為微粒狀，在合成洗滌劑、染料、水處理劑等方面都有大量應(yīng)用。目前，我國自行設(shè)計制造的壓力式噴霧干燥器直徑可達(dá)8m，總高達(dá)50多米，蒸發(fā)能力達(dá)每小時幾噸水之多。

    噴霧干燥器是處理溶液、懸浮液或泥漿狀物料的干燥設(shè)備。它是用噴霧的方法，使物料成為霧滴分散在熱空氣中，物料與熱空氣呈并流、逆流或混流的方式互相接觸，使水分迅速蒸發(fā)，達(dá)到干燥目的。采用這種干燥方法，可以省去濃縮、過濾、粉碎等單元操作，可以獲得30~500μm的粒狀產(chǎn)品。噴霧干燥機常見故障和處理方法噴霧干燥機在使用過程中容易產(chǎn)生一些問題。而干燥時間極短，一般干燥時間為5~30s。適用于高熱敏性物料和料液濃縮過程中易分散的物料的干燥，產(chǎn)品流動性和速溶性好。

     噴霧干燥器中氣固兩相接觸表面積大，但是氣固兩相呈稀相流動，故容積傳熱系數(shù)小，一般為20~100kcal/m3?h?℃，熱空氣進口溫度在并流操作時為250~500℃，逆流操作時為200~300℃。工業(yè)規(guī)模的噴霧干燥器，熱效率一般為30~50%。噴霧干燥機的未來發(fā)展將在深入研究干燥機理和物料干燥特性，掌握對不同物料的操作條件下，開發(fā)和改進噴霧干燥機。國外帶有廢熱回收的噴霧干燥，熱效率可達(dá)到70%，但這種設(shè)備只有在大于100千克（水）/h的生產(chǎn)能力時才有經(jīng)濟意義。

    噴霧干燥的基本流程如下，料液通過霧化qi，噴成霧滴分散在熱氣流中?？諝饨?jīng)鼓風(fēng)機送入空氣加熱器加熱，然后進入噴霧干燥器，與霧滴接觸干燥。產(chǎn)品部分落入塔底，部分由一級引風(fēng)機吸入一級旋風(fēng)分離器，經(jīng)分離后，將尾氣放空。也或許是由于袋濾器接口松脫或袋穿孔，需修好接口，定期檢查更換布袋。塔底的產(chǎn)品和旋風(fēng)分離器收集的產(chǎn)品，由二級抽風(fēng)機抽出，經(jīng)二級旋風(fēng)分離器分離后包裝。

噴霧干燥的產(chǎn)品為細(xì)粒子，為了適應(yīng)的要求，噴霧干燥系統(tǒng)只用旋風(fēng)分離器分離產(chǎn)品、凈化尾氣還是不夠的，一般還要用袋式除塵器凈化。使尾氣中的含塵量低于50mg/Nm3氣體，或用濕式洗滌器，可將尾氣含塵量降到15~35mg/Nm3氣體。