CN105363231B - 可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置，包括离心干燥塔、上料装置、加热装置、冷却下料器、除尘排空装置和智能控制箱，在干燥塔的塔顶中部设有蜗壳热风分配器和变频离心雾化器，加热装置通过热风管道连接蜗壳热风分配器的进风口，冷却下料器安装在干燥塔的底部，在干燥塔的塔内上部侧壁设有布袋过滤器室，布袋过滤器室的底部敞口，干燥塔的外侧设有一个冷却夹层，智能控制箱通过导线连接变频离心雾化器、输料泵、加热装置、冷却下料器、排风风机、引风机和电动蝶阀，对整个干燥装置的工作参数进行精确控制。该装置干燥速度快，操作简单稳定，几乎不会发生物料粘壁现象，有效提高了催化剂干燥的品质以及干燥操作的连续性。
Description
技术领域
本发明涉及催化剂制备技术领域，具体涉及一种催化剂干燥和造粒的喷雾干燥装置，尤其涉及一种能够有效防止催化剂物料在干燥塔内发生粘壁现象的离心喷雾干燥装置。
背景技术
催化剂在现代化学工业中具有不可替代的地位，约有80％的化学反应与催化剂的存在有关。现有的催化剂多为纳米级或微米级的颗粒粉体，颗粒与溶液之间存在界面张力，容易产生颗粒聚集，因此在溶液反应制备催化剂粉体的过程中，干燥是极其关键的工序。喷雾干燥是化工工业中最常见的一种把液体干燥成粉末产品的干燥技术，其工作原理是：用喷雾的方法将物料喷成雾滴分散在热空气中，物料与热空气呈并流、逆流或混流的方式互相接触，使水分迅速蒸发，达到干燥的目的。采用这种干燥方法，可以省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作，而且干燥时间短(一般干燥时间为5～30s)、对干燥物料的有效成分破坏少。但是现有的催化剂干燥装置在进行喷雾干燥的过程中，经常出现被干燥的物料粘着在干燥塔内壁上的现象，由于粘壁物料较难以被及时带出干燥塔，从而造成粘着物料烧焦或变质影响催化剂粉体的质量；为了提高产品的质量，清除干燥塔内的粘壁物料，不得不中途停止干燥，进而造成操作周期长，生产效率低下、连续操作困难。
发明内容
本发明正是针对现有技术中存在的技术问题，提供一种可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置，该装置整体结构设计巧妙，自动化程度高，能有效避免干燥催化剂在干燥塔内发生粘壁的现象，提高了催化剂成品的品质。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为，一种可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置，包括立式上圆筒与下圆锥复合结构的离心干燥塔、上料装置、加热装置、冷却下料器、除尘排空装置和智能控制箱，在干燥塔的塔顶中部设有蜗壳热风分配器和变频离心雾化器，所述蜗壳热风分配器的上导风板和下导风板均设置在锥体上，所述上导风板与锥体轴线的夹角为25～30°，下导风板与锥体轴线的夹角为0°，且上导风板的数量是下导风板数量的两倍，这样能够使得热风进入干燥塔内能够均匀分布并保证热风做旋转运动，从而延长热风与雾化料液间的接触时间，促使热风与雾化料液间的传热传质在最佳时间内完成，有效避免湿物料粘壁的现象发生。所述变频离心雾化器的喷嘴穿过蜗壳热风分配器的锥体延伸到干燥塔内部；所述蜗壳热风分配器的锥体伸入干燥塔内的长度为100～200mm，所述变频离心雾化器的喷嘴伸入干燥塔内的长度为200～250mm，这样能够防止雾化料液在干燥塔塔顶因过高的热风温度导致过度干燥而形成焦粉。
所述加热装置的前端设置有空气过滤器，空气经所述空气过滤器过滤后通过送风机送至电加热器中加热后形成热风，热风经过蜗壳热风分配器分配后呈螺旋状态进入干燥塔内并与从变频离心雾化器的喷嘴中喷出的雾化料液进行热与质的交换。热风的覆盖半径较大且分布较为均匀，能充分有效地与雾化料液结合，迅速将雾化料液中的水分蒸干。所述蜗壳热风分配器的进风口设有进风温度传感器，在蜗壳热风分配器的出风口设有出风温度传感器，所述电加热器上设有温度控制器，进风温度传感器、出风温度传感器与温度控制器均通过导线与智能控制箱相连，进而做到精确控制干燥塔内的干燥温度，提高催化剂干燥的效果。所述上料装置的贮料罐通过输料泵连接至变频离心雾化器的进料口，在输料泵与变频离心雾化器之间的输料管道上设有过滤器，用于过滤物料中的粗纤维和大颗粒杂物，以防止物料堵塞变频离心雾化器的布料器和雾化盘通道，从而使得物料形成雾滴而离开雾化盘的瞬间便形成均匀的雾化料液，提高催化剂粉粒或颗粒均匀度。所述加热装置通过热风管道连接蜗壳热风分配器的进风口，所述冷却下料器安装在干燥塔的底部并与干燥塔出料口相接，所述除尘排空装置包括相连接的除尘净化器和排风风机，所述除尘净化器连接干燥塔的排空口；在干燥塔的塔内上部侧壁设有布袋过滤器室，干燥塔排空口开设在布袋过滤器室的侧壁上，布袋过滤器室的底部敞口，在布袋过滤器室内设有多个可拆卸的布袋过滤器；所述干燥塔的外侧设有一个冷却夹层，并在位于塔顶处的冷却夹层上开设一个冷风引风口，该冷风引风口通过冷风管道连接引风机，并在冷风管道上设有电动蝶阀；所述智能控制箱通过导线连接变频离心雾化器、输料泵、加热装置、冷却下料器、排风风机、引风机和电动蝶阀，对整个干燥装置的工作参数进行精确控制。所述整个技术方案设计巧妙实用，控制和管理生产方便，能够有效避免物料粘壁的现象，经干燥后的催化剂粉体纯度高、品质好。
其中，所述输料泵采用隔膜泵，该隔膜泵的阀座与阀球之间采用球面密封，密封性能好，且有效保证了进入变频离心雾化器内物料的均匀性，从而提高进料速度和进料连续性。
所述干燥塔内壁以及布袋过滤器室的内外壁均上设有一层疏水层，疏水层的接触角大于90°；制作所述疏水层的材料选用聚四氟乙烯，其可耐受的塔内干燥温度为0～250℃。
所述变频离心雾化器采用直联式高速离心雾化器，所述变频离心雾化器的喷嘴采用碳化硅陶瓷材料制成，由于该材料具有耐高温、对酸碱盐具有良好的耐腐蚀性以及良好的化学稳定性等优点，使得喷嘴工作于干燥塔环境中具有较低的磨损率和良好的化学性能，从而提高了变频离心雾化器的使用寿命，也有效保证了雾化料液的均匀程度。并且雾化器上的变频电机通过联轴器与雾化盘上部的旋转轴直接连接，从而可有效避免雾化盘在旋转过程中发生偏转的现象，从而能够确保雾化盘下部的喷嘴不发生偏移，有效避免因喷嘴倾斜而产生的局部物料粘壁现象。并且联轴器通过轴承座固定安装在雾化盘上部，雾化盘旋转轴转动过程中基本不受振动的影响，进一步避免出现物料粘壁的现象。
相对于现有技术，本发明的优点如下，1)本干燥装置的整体结构设计巧妙，拆卸组装维修更换方便，成本较低且干燥速度快，料液经雾化后表面积大大增加，在热风气流中瞬间可蒸发95％至99％的水份，完成干燥的时间仅需要十几秒到数十秒钟，经干燥所得催化剂粉体的粒度均匀、流动性好、溶解性好且产品纯度高、质量好；2)该装置的操作简单稳定，只需在智能控制箱上预先设置好干燥温度、进料速率、出料速率、进风口温度、出风口温度等相关的干燥工艺参数，开机后整个装置进入自动连续工作的状态，整个干燥过程由智能控制箱进行全自动集中控制，控制和管理方便，有效降低了操作人员的劳动强度；3)在离心干燥塔内设置布袋过滤器室，有效避免了以往设置在干燥塔外部的收料除尘装置对干燥塔内干燥气流的影响，从而确保雾化料液在塔内干燥充分程度，并避免物料粘壁现象发生；同时布袋过滤器室内设置的布袋过滤器可回收被气流带走的微细粉末，而回收后的粉末由于自身重力的作用再次掉落至干燥塔的锥底部出料口和干燥后落下的粉粒一起被排出塔外，废气通过排空口经除尘净化器除尘净化后由排风风机排入大气；4)由于采用了送风均匀性好的蜗壳热风分配器以及雾化效果佳的变频离心雾化器，加之干燥塔塔内壁上内衬的接触角大于90°的疏水层以及外壁上冷却夹层的设置，采用本干燥装置进行催化剂干燥工艺时几乎不会发生物料粘壁现象，有效提高了催化剂干燥的品质以及干燥操作的连续性，大大提高了干燥效率的同时增加了企业的经济效益。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
图2为本发明所采用的蜗壳热风分配器的结构示意图。
图3为本发明所采用的变频离心雾化器的结构示意图。
图中：1-离心干燥塔，2-变频离心雾化器，3-蜗壳热风分配器，4-贮料罐，5-输料泵，6-过滤器，7-冷却下料器，8-送风机，9-空气过滤器，10-电加热器，11-布袋过滤器室，12-布袋过滤器，13-除尘净化器，14-排风风机，15-智能控制箱，16-引风机，17-电动蝶阀，18-进风口，19-上导风板，20-锥体，21-下导风板，22-锥壳，23-出风口，24-变频电机，25-联轴器，26-轴承座，27-旋转轴，28-雾化盘，29-冷却夹层。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解和认识，下面结合附图对本发明作进一步描述和介绍。
实施例1：如图1—图3，一种可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置，包括立式上圆筒与下圆锥复合结构的离心干燥塔1、上料装置、加热装置、冷却下料器7、除尘排空装置和智能控制箱15，在干燥塔1的塔顶中部设有蜗壳热风分配器3和变频离心雾化器2，所述蜗壳热风分配器3的上导风板19和下导风板21均设置在锥体20上，所述上导风板19与锥体20轴线的夹角为25～30°，下导风板21与锥体20轴线的夹角为0°，且上导风板19的数量是下导风板21数量的两倍，这样能够使得热风进入干燥塔1内能够均匀分布并保证热风做旋转运动，从而延长热风与雾化料液间的接触时间，促使热风与雾化料液间的传热传质在最佳时间内完成，有效避免湿物料粘壁的现象发生。所述变频离心雾化器2的喷嘴穿过蜗壳热风分配器3的锥体20延伸到干燥塔1内部；所述上料装置的贮料罐4通过输料泵5连接至变频离心雾化器2的进料口，所述加热装置通过热风管道连接蜗壳热风分配器3的进风口18，所述冷却下料器7安装在干燥塔1的底部并与干燥塔1出料口相接，所述除尘排空装置包括相连接的除尘净化器13和排风风机14，所述除尘净化器13连接干燥塔1的排空口；所述加热装置的前端设置有空气过滤器9，空气经所述空气过滤器9过滤后通过送风机8送至电加热器10中加热后形成热风，热风经过蜗壳热风分配器3分配后呈螺旋状态进入干燥塔1内并与从变频离心雾化器2的喷嘴中喷出的雾化料液进行热与质的交换。热风的覆盖半径较大且分布较为均匀，能充分有效地与雾化料液结合，迅速将雾化料液中的水分蒸干。所述蜗壳热风分配器3的进风口18设有进风温度传感器，在蜗壳热风分配器3的出风口23设有出风温度传感器，所述电加热器10上设有温度控制器，进风温度传感器、出风温度传感器与温度控制器均通过导线与智能控制箱15相连，进而做到精确控制干燥塔1内的干燥温度，提高催化剂干燥的效果。在干燥塔1的塔内上部侧壁设有布袋过滤器室11，干燥塔1排空口开设在布袋过滤器室11的侧壁上，布袋过滤器室11的底部敞口，在布袋过滤器室11内设有多个可拆卸的布袋过滤器12；所述干燥塔1的外侧设有一个冷却夹层29，并在位于塔顶处的冷却夹层29上开设一个冷风引风口，该冷风引风口通过冷风管道连接引风机16，并在冷风管道上设有电动蝶阀17；所述智能控制箱15通过导线连接变频离心雾化器2、输料泵5、加热装置、冷却下料器7、排风风机14、引风机16和电动蝶阀17，对整个干燥装置的工作参数进行精确控制。所述整个技术方案设计巧妙实用，控制和管理生产方便，能够有效避免物料粘壁的现象，经干燥后的催化剂粉体纯度高、品质好。
在输料泵5与变频离心雾化器2之间的输料管道上设有过滤器6，用于过滤物料中的粗纤维和大颗粒杂物，以防止物料堵塞变频离心雾化器2的布料器和雾化盘28通道，从而使得物料形成雾滴而离开雾化盘28的瞬间便形成均匀的雾化料液，提高催化剂粉粒或颗粒均匀度。
所述输料泵5采用隔膜泵，该隔膜泵的阀座与阀球之间采用球面密封，密封性能好，且有效保证了进入变频离心雾化器2内物料的均匀性，从而提高进料速度和进料连续性。
所述蜗壳热风分配器3的锥体20伸入干燥塔1内的长度为100～200mm，所述变频离心雾化器2的喷嘴伸入干燥塔1内的长度为200～250mm，这样能够防止雾化料液在干燥塔1塔顶因过高的热风温度导致过度干燥而形成焦粉。
所述干燥塔1内壁以及布袋过滤器室11的内外壁均上设有一层疏水层，制作所述疏水层的材料选用聚四氟乙烯，其可耐受的塔内干燥温度为0～250℃。
所述变频离心雾化器2采用直联式高速离心雾化器，雾化器上的变频电机24通过联轴器25与雾化盘28上部的旋转轴27直接连接，从而可有效避免雾化盘28在旋转过程中发生偏转的现象，从而能够确保雾化盘28下部的喷嘴不发生偏移，有效避免因喷嘴倾斜而产生的局部物料粘壁现象。并且联轴器25通过轴承座26固定安装在雾化盘28上部，雾化盘28旋转轴27转动过程中基本不受振动的影响，进一步避免出现物料粘壁的现象。
所述变频离心雾化器2的喷嘴采用碳化硅陶瓷材料制成，由于该材料具有耐高温、对酸碱盐具有良好的耐腐蚀性以及良好的化学稳定性等优点，使得喷嘴工作于干燥塔1环境中具有较低的磨损率和良好的化学性能，从而提高了变频离心雾化器2的使用寿命，也有效保证了雾化料液的均匀程度。
需要说明的是上述实施例，并非用来限定本发明的保护范围，在上述技术方案的基础上所作出的等同变换或替代均落入本发明权利要求所保护的范围。
Claims (1)
1.一种可防止催化剂粘壁的离心喷雾干燥装置，其特征在于：包括立式上圆筒与下圆锥复合结构的离心干燥塔、上料装置、加热装置、冷却下料器、除尘排空装置和智能控制箱，在干燥塔的塔顶中部设有蜗壳热风分配器和变频离心雾化器，所述蜗壳热风分配器的上导风板和下导风板均设置在蜗壳热风分配器的锥体上，所述上导风板与锥体轴线的夹角为25～30°，下导风板与锥体轴线的夹角为0°，且上导风板的数量是下导风板数量的两倍，所述变频离心雾化器的喷嘴穿过蜗壳热风分配器的锥体延伸到干燥塔内部；所述蜗壳热风分配器的锥体伸入干燥塔内的长度为100～200mm，所述变频离心雾化器的喷嘴伸入干燥塔内的长度为200～250mm，所述上料装置的贮料罐通过输料泵连接至变频离心雾化器的进料口，并在输料泵与变频离心雾化器之间的输料管道上设有过滤器，所述输料泵采用隔膜泵，该隔膜泵的阀座与阀球之间采用球面密封，所述加热装置通过热风管道连接蜗壳热风分配器的进风口，所述冷却下料器安装在干燥塔的底部并与干燥塔出料口相接，所述除尘排空装置包括相连接的除尘净化器和排风风机，所述除尘净化器连接干燥塔的排空口；所述加热装置的前端设置有空气过滤器，空气经所述空气过滤器过滤后通过送风机送至电加热器中加热后形成热风，热风经过蜗壳热风分配器分配后呈螺旋状态进入干燥塔内并与从变频离心雾化器的喷嘴中喷出的雾化料液进行热与质的交换；所述变频离心雾化器采用直联式高速离心雾化器，变频离心雾化器的喷嘴采用碳化硅陶瓷材料制成，雾化器上的变频电机通过联轴器与雾化盘上部的旋转轴直接连接，并且联轴器通过轴承座固定安装在雾化盘上部；所述蜗壳热风分配器的进风口设有进风温度传感器，在蜗壳热风分配器的出风口设有出风温度传感器，所述电加热器上设有温度控制器，进风温度传感器、出风温度传感器与温度控制器均通过导线与智能控制箱相连；在干燥塔的塔内上部侧壁设有布袋过滤器室，干燥塔排空口开设在布袋过滤器室的侧壁上，布袋过滤器室的底部敞口，在布袋过滤器室内设有多个可拆卸的布袋过滤器；所述干燥塔内壁以及布袋过滤器室的内外壁上均 设有一层疏水层，并选用聚四氟乙烯材料制作所述疏水层，疏水层的接触角大于90°；所述干燥塔的外侧设有一个冷却夹层，并在位于塔顶处的冷却夹层上开设一个冷风引风口，该冷风引风口通过冷风管道连接引风机，并在冷风管道上设有电动蝶阀；所述智能控制箱通过导线连接变频离心雾化器、输料泵、加热装置、冷却下料器、排风风机、引风机和电动蝶阀，对整个干燥装置的工作参数进行精确控制。
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