CN101700437B - 脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置与工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置与工艺。它一方面利用泡沫喷雾干燥的优点，提高产品的质量；另一方面又利用脉动燃烧产生的尾气流的强振荡特性来强化干燥，提高了物料的干燥效率。其结构为：它包括脉动燃烧装置，脉动燃烧装置通过尾管与喷雾干燥机连接，尾管还与泡沫生成***连接，喷雾干燥装置与相应的收料装置连接，同时喷雾干燥装置还经分离装置与除尘装置连接。
Description
技术领域
本发明涉及一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置与工艺。
技术背景
泡沫喷雾干燥，是喷雾干燥的一项特有技术，这项技术不仅能提高喷雾干燥过程的热效率，而且能调整产品的密度和改进产品的性能。泡沫喷雾干燥的主要过程是把气体加入到待干燥的料液中，使料液发泡，然后再进行喷雾干燥。发泡的方法有三种，一种是气体吸收法，主要是将气体压入到料液中，由于气体的过饱和而发泡。一种是气体混合法，将高压气体注入进料泵与雾化器之间的气液混合器中，使气体与液体充分混合并经雾化后形成泡沫。第三种就是在料液中加入发泡剂或起泡剂。由于料液中混入一定量的气体或发泡剂或起泡剂，雾化后雾滴或干燥过程中的液滴的不同部位有许多微小的气泡，这些气泡在高温下膨胀、破裂，加大了传热传质表面积，也提高了传质速率，缩短了干燥时间，也意味着可以缩短物料在干燥器中停留的时间，能够有效保证产品的热敏成分和挥发组分不被破坏或不流失，提高了产品的价值。另外，由于产品表面呈粗糙、多凹陷、多孔质结构，具有良好的溶解性。但是，泡沫喷雾干燥的时间如能进一步缩短，则可以进一步提高产量和产品的品质。
脉动燃烧喷雾干燥技术是一种先进的干燥技术。它利用脉动燃烧产生的具有强振荡特性的高温尾气流对物料进行雾化干燥。在强振荡流场的作用下，物料表面与干燥介质间的速度、温度及湿分浓度边界层的厚度均大大降低，从而强化了物料与气流之间的热量和质量传递过程。它具有下述特点：(1)自动雾化液状物料而无需附加的雾化***(如喷雾干燥器中的高压或离心雾化装置)。(2)可以处理粘稠或易粘结物料而无需搅拌或破碎装置。(3)有阀的Helmholtz型脉动燃烧器具有自吸功能而无需雾化气流泵送***。(4)利用尾气干燥，其干燥介质用量及环境排放量均大大降低。此外，脉动燃烧干燥的试验结果表明，与传统的干燥***比较，它还具有下述优点：(1)干燥速率可提高2-3倍；(2)热量及质量传递速率可提高2-5倍；(3)热效率提高可达40％；(4)污染排放水平可降低至10％，特别是NOX的排放可降至1％；(5)除去单位水分的空气耗量可降至30％-40％；(6)物料在干燥器内停留时间短，温度低，有利于产品质量的保护；(7)较低的投资及操作成本；(8)干燥器的体积小。尽管脉动燃烧喷雾干燥有很多优点，但是所制得的产品多为实心，分散性和冲调性较差。
发明内容
本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置与工艺，一方面可利用泡沫喷雾干燥的优点，提高产品的质量；另一方面又可以利用脉动燃烧产生的尾气流的强振荡特性来强化干燥，提高了物料的干燥效率。
本发明是通过下述技术方案实现的：
一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置，它包括脉动燃烧装置，脉动燃烧装置通过尾管与喷雾干燥机连接，尾管还与泡沫生成***连接，喷雾干燥装置与相应的收料装置连接，同时喷雾干燥装置还经分离装置与除尘装置连接。
所述脉动燃烧装置为无阀或有阀的Helmholtz型脉动燃烧器。
所述泡沫生成***包括泡沫生成器，它与供气装置连接，同时泡沫生成器还与进料泵连接，进料泵则与料液桶连接。
所述收料装置为收料桶I。
所述分离装置为旋风分离器，它的出料端设有收料桶II。
所述除尘装置为水除尘器，它通过引风机与分离装置连接。
所述供气装置提供的气体为空气或氮气或其他气体。
一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置的干燥工艺，它的步骤为：
1)物料进入到泡沫生成***后，气体被掺混入或吸附到物料中，形成泡沫；或在物料中加入发泡剂或起泡剂；
2)物料在脉动燃烧产生的热气流的冲击下雾化，形成液滴；
3)液滴进入喷雾干燥机中干燥，物料干燥后进行收集；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气热气流或尾气热气流与其他气体混合的气流中进行干燥；
4)喷雾干燥机尾气经分离装置做进一步分离，分离后得到的物料进行收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。
本发明中料液通过进料泵加入到泡沫生成器中，气体由供气装置驱动进入到泡沫生成器中，被吸附或被混合进料液中形成泡沫或在直接物料中加入发泡剂或起泡剂。料液进入到脉动燃烧器尾管中被尾气流雾化成微细的雾滴，雾滴进入喷雾干燥机，与热空气充分混合，迅速进行热质交换，在极短的时间内被干燥成为粉状产品，然后由收集***进行收集。
本发明的有益效果是：将泡沫喷雾干燥技术和脉动燃烧喷雾干燥技术的优点结合起来，进一步地提高干燥的热效率及产品的质量。
附图说明
图1为脉动燃烧喷雾干燥***装置示意图。
1.脉动燃烧器燃烧室2.尾管3.喷雾干燥机4.关风器5.收料桶I6.收料桶II 7.旋风分离器8.水除尘器9.引风机10.料液桶11.进料泵12.泡沫生成器13.供气装置。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详述。
以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明专利的保护范围。
图1中，料液桶10中的料液通过进料泵11加入到泡沫生成器12中，气体由供气装置13驱动进入到泡沫生成器12中，被吸附或被混合进料液中形成泡沫，或在物料中加入发泡剂或起泡剂；料液进入到尾管2中被脉动燃烧器燃烧室1的尾气流雾化成微细的雾滴，雾滴进入喷雾干燥机3。雾滴与热空气在喷雾干燥机3内充分混合，迅速进行热质交换，在极短的时间内被干燥成为粉状产品，较重的产品从喷雾干燥机4底部经关风器4排出到收料桶5，较轻的产品随热空气进入旋风分离器7，分离下的产品排出到收料桶6，含少量粉尘的尾气在引风机9抽吸下进入水除尘器8除尘后排空。
本发明的工艺步骤为：
1)物料进入到泡沫生成***后，气体被掺混入或吸附到物料中形成泡沫；或直接在物料中加入发泡剂或起泡剂；
2)物料在脉动燃烧产生的热气流的冲击下雾化，形成液滴；
3)液滴进入喷雾干燥机中干燥，物料干燥后进行收集；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气热气流或尾气热气流与其他气体混合的气流中进行干燥；
4)喷雾干燥机尾气经分离装置做进一步分离，分离后得到的物料进行收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。
Claims (2)
1.一种脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置，其特征是，它包括脉动燃烧装置，脉动燃烧装置通过尾管与喷雾干燥机连接，尾管还与泡沫生成***连接，喷雾干燥装置与相应的收料装置连接，同时喷雾干燥装置还经分离装置与除尘装置连接；泡沫生成***包括泡沫生成器，它与供气装置连接，同时泡沫生成器还与进料泵连接，进料泵则与料液桶连接；所述分离装置为旋风分离器，它的出料端设有收料桶II；所述除尘装置为水除尘器，它通过引风机与分离装置连接；所述供气装置提供的气体为空气或氮气；所述脉动燃烧装置为无阀或有阀的Helmholtz型脉动燃烧器；所述收料装置为收料桶I。
2.一种权利要求1所述的脉动燃烧泡沫喷雾干燥装置的干燥工艺，其特征是，它的步骤为：
1）物料进入到泡沫生成***后，气体被掺混入或吸附到物料中形成泡沫；或在物料中加入发泡剂或起泡剂；
2）泡沫状物料在脉动燃烧产生的热尾气流的冲击下雾化，形成液滴；
3）液滴进入喷雾干燥机中干燥，物料干燥后进行收集；物料干燥时，是在脉动燃烧所产生的尾气热气流或尾气热气流与其他气体混合的气流中进行干燥；
4）喷雾干燥机尾气经分离装置做进一步分离，分离后得到的物料进行收集，尾气则经除尘装置除尘后排空。
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