CN201189461Y

CN201189461Y - 有机产品的造粒装置

Info

Publication number: CN201189461Y
Application number: CNU2008200792886U
Authority: CN
Inventors: 刘红伟; 赵洪滨; 秦庆平; 伊国勇; 谷文彬
Original assignee: Shandong Reipu Biochemistry Co Ltd; Shangdong Jinneng Coal Gasification Co Ltd; China University of Petroleum Beijing
Current assignee: Jinneng Science and Technology Co Ltd
Priority date: 2008-03-11
Filing date: 2008-03-11
Publication date: 2009-02-04
Anticipated expiration: 2018-03-11

Abstract

本实用新型提供了适用于加工球形度好的有机产品颗粒的造粒装置，该装置的造粒室中同时设置有流化床和喷射雾化***，流化床的分布板为具有一定倾斜角度的多孔筛板；喷射雾化***为设置有二流体喷嘴的进料管，该进料管由内管和外管套设组成，并穿过流化床分布板而伸入造粒室，该进料管的内管为料液输送管，外管为喷动气体进气管，该进料管顶端形成可同时向造粒室内喷射料液和气体的二流体喷嘴。本实用新型将流化床、喷射雾化***和干燥***有机地组合为一体，能够生产球形度好、粒度均匀、密度大、流动性好的颗粒状有机产品，而且结构简单、操作方便、雾化能耗低，尤其适用于加工颗粒状山梨酸钾产品。

Description

有机产品的造粒装置

技术领域

本实用新型提供了一种用于生产颗粒状有机产品的造粒装置，尤其提供了一种适用于加工热敏性有机产品颗粒的造粒装置。

背景技术

在化工行业，颗粒化是许多固体产品的市场需求，其原因是加工成颗粒状的产品相比粉状产品，具有比表面积小、抗吸潮、抗吸氧、不易结块、粉尘少的优点，并且包装、贮存、运输和使用都比较方便。

很多颗粒状有机产品的制备都是将合成出的液体产品先加工成粉末，再经造粒、干燥等工艺完成，其中比较常用的造粒装置包括喷雾造粒机、挤出造粒机、流化床等。例如，中国专利96193425.5公开了一种通过流化床喷射成粒作用制造粒状物的方法和设备，通过安装多个可使喷射流彼此构成交角的喷嘴，达到提高物料流通量的效果；中国专利03235517.3中公开了一种流化床喷雾造粒机，在流化床上方安装向下喷雾的压力雾化喷嘴，使雾炬覆盖面积增大，从而减少了喷嘴数量。这些在先公开的技术方案中，中国专利96193425.5所记载的造粒装置是功能单一的加工装置，为得到具有良好流动性的颗粒产品，在实际生产中通常还需要配合干燥装置，不仅延长了粒化加工的时间，而且，因为很多有机物质有热敏性，长时间的受热以及处理工序的增加也会影响产品的品质。中国专利03235517.3所记载的造粒装置虽然在致力于改进造粒过程中的缺陷，但雾化器朝下安装在流化床的上方，既不利于料液的雾化，也减少了料液的干燥空间。

可以说，目前的造粒装置对于很多有机产品的粒化还存在不能令人满意的地方。以常用的食品添加剂山梨酸钾为例，现在市场上最常见的颗粒状山梨酸钾是通过挤出粒化与流化床干燥工序组合生产得到的柱状产物，中国专利200410066923.3中也公开了一种生产山梨酸钾颗粒的工艺，将合成出的山梨酸钾溶液先经喷雾干燥制成合适湿度的粉末，然后挤出成柱状颗粒，还需再次经过流化床干燥。该生产工艺中，造粒、干燥过程存在加工时间长，不仅工艺繁琐，而且物料反复受热，也容易导致山梨酸钾的最终成型产品品质下降。对于其它一些热敏性有机产品的粒化加工也存在同样的问题。

另外，挤出造粒生产的有机产品通常是柱状颗粒，这种柱状有机产品相比于基本为球状颗粒产品，孔体积偏大、密度小，长期贮存后产品会易于变色导致质量变劣，性能指标难以达到商业上令人满意的效果。

实用新型内容

本实用新型是针对现有技术的不足，提供了一种适用于有机产品的造粒装置，将喷雾干燥装置和流化床装置组合为一体，使有机产品料液经该加工装置可一次完成粒化和干燥，不仅缩短了造粒时间，节省能耗，提高加工效率，更利于保持有机产品的性质和质量。

本实用新型提供了一种有机产品的造粒装置，该造粒装置具有造粒室，且其顶部形成废气出口，底部形成产品颗粒出口；该造粒室下部的侧壁开设有至少一个热空气进口与空气源相通，造粒室中设置有流化床分布板和至少一个进料管；该流化床分布板为向造粒室轴向中心倾斜设置的多孔筛板，其外缘固定于造粒室内壁且高于热空气进口，内缘固定于产品颗粒出口的周缘，使来自热空气进口的气体只能通过该板的筛孔进入造粒室；进料管由内管和外管套设组成，并向上穿过流化床分布板而伸入造粒室，该进料管的内管为料液输送管，外管为喷动气体进气管，该进料管顶端形成可同时向造粒室喷射料液和气体的二流体喷嘴，且喷嘴方向朝上。

本实用新型的造粒装置的工作原理是：来自进料管内管的产品料液(例如山梨酸钾溶液)在进料管外管喷动气体(压缩空气)的作用下在造粒室内呈雾状喷雾(向上喷射)，同时，由造粒室下部热空气进口通入干燥的热空气(热空气为粒化提供流化动力和干燥热源)，该热空气以一定的速度向上通过流化床分布板的筛孔进入造粒室而与呈雾状的料液接触，料液中的水分经热空气加热后汽化，并由热空气带到造粒室顶部，从废气口排出。因为进入造粒室的喷动压缩空气速度比热空气速度高，从而利于改善造粒室中整个床层的操作状态，使整个造粒操作简单易行。脱去水分的雾状小颗粒在流化床分布板上部随热空气不断剧烈翻动且慢慢长大，形成由晶体间相互粘附而成的产品颗粒。通过控制有机产品液体进料量及热空气的通入量，可以控制产品颗粒的大小。粒度合格的产品颗粒因重力作用而落在倾斜的流化床分布板上，由产品出料口排出，送入筛分***，经筛分得到粒度范围较窄的有机产品颗粒，合格产品进行包装，不合格产品重新进行造粒。

根据本实用新型的造粒装置，所述流化床分布板的开孔率为2～10％，且各筛孔面积为0.2～35mm²。优选地，形成流化床分布板的多孔筛板中，筛孔为均匀分布，且每相邻三个筛孔间的连线基本上形成等边三角形。

其中，所述流化床分布板设置成向造粒室轴向中心倾斜，优选与水平方向间的夹角为10～45°，以利于热空气与料液的接触和干燥颗粒从出料口的排出。

本实用新型的主要设计特点是将产品料液的输送管和喷嘴设置于流化床腔室内，并且在料液输送管外套设用于提供喷动压缩空气的进气管，物料流与压缩热空气流分别有各自的通道，仅在进入造粒室时相遇，产品料液自料液输送管顶端的二流体喷嘴(也称双流体喷嘴)喷出后在同时被喷出的压缩气体作用下呈雾状分布于造粒室内，促进有机物的粒化和干燥。根据本实用新型的优选方案，所述二流体喷嘴为设置于进料管内管顶端、且开孔率为30～80％的喷嘴孔板。

优选地，所述进料管的数量为3～18个，且各进料管的喷嘴均匀分布在一个水平方向的圆周上。该分布可使喷出物料的覆盖面积大，使用较少的喷嘴。

根据本实用新型的方案，为利于料液呈雾状喷出并在造粒室内均匀分布，优选使所述进料管的外管至少于上部形成螺旋通道，使压缩气体经过螺旋通道喷出时呈高速旋转，带动料液在造粒室内做高速旋转运动。

在实际应用中，本实用新型的造粒装置的造粒室可以是任何利于料液喷出后实现高速翻转和扩散分布的腔室，优选地，造粒室的壳体从上至下由一个呈圆柱体的第一腔室和一个部分或全部呈倒锥台型的第二腔室组成，流化床分布板和进料管均设于第二腔室的下部，或者，第二腔室进一步由所述倒锥台和其向下竖直延伸形成的圆柱体构成。

与现有技术中常用的造粒装置相比，本实用新型的重要特点是将流化床***、喷射雾化***和干燥***有机地组合为一体，液体产品经喷嘴喷出后，在喷动气体(压缩气体)作用下在造粒室中呈雾状喷雾并分布翻转，通过水分的汽化而粒化，进一步通过热空气的作用在流化床分布板上成粒和干燥，实现喷雾、造粒和干燥一次完成。利用该装置可以得到球形度好的颗粒状有机产品，包括球状、椭球状、块状、丸状、不规则状等，尤其利于得到球状和椭球状的颗粒产品。本实用新型的造粒装置不仅能够生产出外形美观、粒度均匀、流动性好的有机产品颗粒，而且结构简单、操作方便、干燥和粒化时间短、雾化能耗低。本实用新型的造粒装置尤其适用于加工干燥热敏性的有机产品，尤其是生产山梨酸钾颗粒状产品，能够得到色泽令人满意的、质量长期稳定的山梨酸钾颗粒状产品。

附图说明

图1显示本实用新型造粒装置的一个具体结构示意图。

图2显示本实用新型造粒装置的另一个具体结构示意图。

图3显示本实用新型造粒装置中进料管喷嘴分布的实施例示意图。

图4A示意了本实用新型造粒装置中进料管结构示意图。

图4B示意了进料管的I部外管结构的局部剖视示意图。

图5示意了本实用新型造粒装置中流化床分布板及筛孔分布示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例进一步说明本实用新型造粒装置的设计方案和所能产生的有益效果，以帮助阅读者更好理解本实用新型的特征，但不能视为对本实用新型可实施范围的任何限定。

实施例1

图1显示了本实用新型造粒装置的一个具体实施方案。该造粒装置具有造粒室1，其上下封头并设置废气出口2和产品颗粒出口6。如图1所示，该造粒室1从上至下是由圆柱体的第一腔室11、倒锥台体与圆柱体结合的第二腔室12组成的一个大腔室。第二腔室12下部设置有流化床分布板5，其上分布有多个筛孔51(参看图5)。该造粒室1下部还设置有至少3-18个进料管3，该实施例中，进料管3从造粒室1底部向上穿过流化床分布板5伸入造粒室1。造粒室第二腔室12的圆柱体侧壁开设了多个热空气进口4，该造粒室侧壁适当位置还可开设人孔7。

结合图4A所示，进料管3由喷动压缩气体进气管(外管)31和料液输送管(内管)32套设而成，进气管31和料液输送管32为各自独立的通道，分别与压缩气源和料液罐相连通。参看图4B，进料管3的顶端设置二流体喷嘴，本实施例中为设于内管32出口端的喷嘴孔板33，开孔率30～80％，喷动气体进气管31接近出口的位置为螺旋通道311，该螺旋通道的设计目的是使压缩气体在其内呈高速旋转状态，喷出后可带动内管喷出的料液做高速旋转而在造粒室中形成翻转和分布，所以可以使整个外管31都呈螺旋通道，也可以如图4B所示，仅在上端的一段气道形成螺旋通道311。

根据造粒室的规模和粒化需要，进料管3的数量为3～18个，它们在腔室内均匀分布，并且，如图3所示意，在水平方向上，进料管3的喷嘴均匀分布在一个圆周上(图3示意了3个喷嘴的分布)，优选在同一个平面，且喷嘴的喷射方向朝上。

结合图5所示，流化床分布板5为一个多孔筛板，外缘52固定于第二腔室12下部的内壁，内缘53固定于产品颗粒出口6的周缘，整个流化床分布板在腔室中呈外缘高、内缘低的倾斜设置，其与水平方向形成倾斜角α，且外缘的固定位置高于热空气进口4，使来自热空气进口4的气体只能通过该分布板的筛孔51进入腔室。如图5所示，该流化床分布板5上均匀开设并分布有多个筛孔51，筛孔的开孔率为2～10％，筛孔孔道为方形或圆柱形，且相邻最近的三个筛孔51之间的连线均基本上形成等边三角形。

本实施例中，造粒室第一腔室11的内径D1为1500～3000mm，第二腔室的最小内径D2为800～2000mm，造粒室1的总高度h为3000～5000mm，第一腔室高度h1为800～1500mm，第二腔室的倒锥台体高度h2为1500～3500mm；进料管3的外管径D3为10～26mm，内管径D4为2-8mm，进料管喷嘴孔板33与腔室内壁间的距离L1为400～750mm；流化床分布板5的倾斜角α为10～45°，进料管3伸入流化床分布板上部的高度L2为30～60mm。

图2为本实用新型造粒装置的另一结构示意图，可以看到其与图1的区别在于增加了第二腔室下部圆柱体的高度，从而使造粒室的内腔增加。

实施例2

以山梨酸钾颗粒加工为例，该造粒装置结构如图1。各部分的具体尺寸如下：

h＝3100mm，h₁＝1100mm，D₁＝2600mm，h₂＝1500mm，底端直径D₂＝1600mm；进料管3内管32直径D₄＝4mm，外管31直径D₃＝16mm；进料管3及喷嘴的数量为6个，均匀分布在同一个圆周线上且基本上等高，进料管3伸入流化床分布板7上部的高度是L₂＝36mm，各喷嘴孔板33与腔室内壁间的距离为L₁＝400mm，喷嘴孔板33上的开孔率为30％。流化床分布板5为多孔筛板，倾斜角α为大约25°，开孔率为约5％，孔道基本为圆柱形，直径为3mm。

浓度为50.2％的山梨酸钾水溶液以1000L/h的速度由进料管内管32及喷嘴孔板33向上喷射进入造粒室1，压缩空气(喷动气体)经过进料管外管31喷出，且由于螺旋通道311的作用而以高速旋转运动状态喷出，带动从喷嘴孔板33喷出的溶液在造粒室1中呈雾状喷雾。同时，被干燥至140℃的热空气从热空气进口4以12000m³/h的速度通入，热空气在造粒室内向上通过流化床分布板5与呈雾状的山梨酸钾溶液接触，山梨酸钾溶液中的水分经热空气加热后汽化，并被热空气带到造粒室顶部，由废气口2排出。脱去水分的山梨酸钾雾状小颗粒在温度稳定在70～90℃之间的流化床分布板5上随热空气不断剧烈翻动且慢慢长大，形成由晶体间相互粘附而成的山梨酸钾颗粒。

通过控制进出料平衡、热空气量的大小及造粒室内物料的高度来控制山梨酸钾颗粒的大小，粒度合格的山梨酸钾颗粒因重力作用而落在倾斜25°的流化床分布板5上，当流化床分布板上的物料达到物料高度(可从造粒室旁人孔7观察物料高度)要求时，连续由出料口6排出，经筛分得到含水分0.3％、纯度含量99.7％、平均粒径1.6mm的山梨酸钾颗粒成品。

实施例3

以山梨酸钾颗粒加工为例，该造粒装置结构如图2，各部分的具体尺寸中，第二腔室12高度h₂＝1800mm，流化床分布板5的倾斜角α为大约30°，其余与实施例2相同。

本实施例中，喷入造粒室的山梨酸钾水溶液的浓度为61.0％，且以1100L/h的速度由进料管内管32进入；被干燥至142℃的热空气以12500m³/h的速度由热空气进口4通入；按照实施例2记载的工艺得到水分含量小于0.5％、纯度含量99.8％、平均颗粒粒径1.9mm的山梨酸钾颗粒成品。

本实用新型设备加工的颗粒状山梨酸钾球形度好，平均粒径在0.5-10.0mm范围内，且可以根据市场需要调节控制尺寸，24个月内色泽保持良好，透光率几乎不下降。

Claims

1、一种有机产品的造粒装置，该造粒装置具有造粒室，且其顶部形成废气出口，底部形成产品颗粒出口；其特征在于，

该造粒室下部的侧壁开设有至少一个热空气进口与空气源相通，造粒室中设置有流化床分布板和至少一个进料管；该流化床分布板为向造粒室轴向中心倾斜设置的多孔筛板，其外缘固定于造粒室内壁且高于热空气进口，内缘固定于产品颗粒出口的周缘，使来自热空气进口的气体只能通过该板的筛孔进入造粒室；进料管由内管和外管套设组成，并向上穿过流化床分布板而伸入造粒室，该进料管的内管为料液输送管，外管为喷动气体进气管，该进料管顶端形成可同时向造粒室喷射料液和气体的二流体喷嘴，且喷嘴方向朝上。

2、根据权利要求1所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，所述流化床分布板的开孔率为2～10％，且各筛孔面积为0.2～35mm²。

3、根据权利要求1或2所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，所述流化床分布板设置成向造粒室轴向中心倾斜且与水平方向的夹角为10～45°。

4、根据权利要求2所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，形成流化床分布板的多孔筛板中，筛孔为均匀分布，且每相邻三个筛孔间的连线基本上形成等边三角形。

5、根据权利要求1所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，所述二流体喷嘴为设置于进料管内管顶端、且开孔率为30～80％的喷嘴孔板。

6、根据权利要求1所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，所述进料管的数量为3～18个，且各进料管的喷嘴基本均匀分布在同一个水平方向的圆周上。

7、根据权利要求1或5或6所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，所述进料管的外管至少于上部形成螺旋通道。

8、根据权利要求1所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，该造粒室的壳体从上至下由一个呈圆柱体的第一腔室和一个部分或全部呈倒锥台型的第二腔室组成，流化床分布板和进料管均设于第二腔室的下部。

9、根据权利要求8所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，造粒室总高度h为3000～5000mm，且，第一腔室的内径D1为1500～3000mm，高度h1为800～1500mm，第二腔室的最小内径D2为800～2000mm。

10、根据权利要求9所述的有机产品的造粒装置，其特征在于，第二腔室内设置3～18个进料管，其喷嘴基本上均匀分布在同一个水平方向的圆周上，且喷嘴与腔室内壁间的水平距离L1为400～750mm；进料管的外管直径D3为10～26mm，内管直径D4为2～8mm，进料管穿过流化床分布板的高度L2为30～60mm。