CN206315487U - 一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，包括喷雾干燥***和粉体收集***，所述喷雾干燥***包括干燥塔体(11)、离心喷雾装置和热空气装置，离心喷雾装置用于向干燥塔体内输入乳液，热空气装置用于向干燥塔体内提供热空气，粉体收集***用于收集经喷雾干燥***干燥后的乳胶粉，所述喷雾干燥塔还包括空气吹扫装置，所述空气吹扫装置包括干燥空气压缩机(31)和干燥空气分配器(32)，干燥空气压缩机与干燥空气分配器连接，干燥空气分配器设置于干燥塔体顶部边缘并与干燥塔体内部连通，从而解决了喷雾干燥塔存在可再分散性乳胶粉容易粘壁、结块，被高温烧结等问题，使产品纯度高，性能好，设备运行时间长。

Description

一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔

技术领域

本实用新型属于喷雾干燥设备领域，特别涉及一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔。

背景技术

可再分散性乳胶粉是通过乳液聚合得到聚合物乳液，再经喷雾干燥得到聚合物粉末，聚合物粉末与水按一定比例混合后，可再次形成稳定的聚合物乳液。

目前，可再分散性乳胶粉的生产方式主要采用离心式喷雾干燥，由于可再分散性乳胶粉的玻璃化温度较低，在喷雾干燥温度下，现用的干燥塔存在可再分散性乳胶粉粘塔、结块、高温烧结等问题，导致其产能较低，产品纯度不高，塔壁清洗困难，这是本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

为解决现有设备中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种新的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，该喷雾干燥塔可以有效避免可再分散性乳胶粉粘塔、结块、高温烧结的问题，从而提升可再分散性乳胶粉的产率和产品纯度。

具体的，通过以下技术方案来实现：一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，包括喷雾干燥***和粉体收集***，上述喷雾干燥***包括干燥塔体、分别与干燥塔体连通的离心喷雾装置和热空气装置，离心喷雾装置向干燥塔体内输入乳液，热空气装置向干燥塔体内提供热空气，粉体收集***连通喷雾干燥***并收集经其干燥后的乳胶粉，上述喷雾干燥塔还包括空气吹扫装置，上述空气吹扫装置包括干燥空气压缩机和干燥空气分配器，干燥空气压缩机与干燥空气分配器连接，干燥空气分配器设置于干燥塔体顶部边缘并与干燥塔体内部连通。

进一步地，上述干燥空气分配器包括干燥空气总进口和偶数个干燥空气分进口，干燥空气总进口的一端与干燥空气压缩机连通，另一端与干燥空气分进口连通，偶数个干燥空气分进口成对对称设置于干燥塔体顶部边缘并分别与干燥塔体内部连通。

进一步地，上述喷雾干燥***还包括助剂添加装置，助剂添加装置包括粉体输送泵和粉体喷头，粉体输送泵与粉体喷头连接，粉体喷头设置于干燥塔体顶部并与干燥塔体内部连通。

进一步地，上述离心喷雾装置包括乳液泵、雾化电机和雾化喷头，乳液泵与雾化喷头连接，雾化喷头设置于干燥塔体顶部，雾化电机用于驱动雾化喷头高速旋转。

进一步地，上述热空气装置包括第一引风机、空气加热器和热空气分配器，第一引风机通过空气加热器与热空气分配器连接，热空气分配器安装于雾化喷头外周，空气加热器用于加热第一引风机引进的空气。

进一步地，上述粉体收集***包括旋风分离器和料仓，位于干燥塔体底部的干燥塔体物料出口经第五引风机与料仓连通，旋风分离器入口与位于干燥塔体侧下方的热风出口连通，旋风分离器物料出口经第四引风机与料仓连通。

进一步地，上述粉体收集***还包括除尘器，除尘器入口与旋风分离器气体出口连通，除尘器物料出口经第三引风机与料仓连通，除尘器气体出口处设有第二引风机。

进一步地，上述料仓的仓口处还设有旋振筛。

进一步地，上述干燥塔体内表面还覆有防粘涂层。

进一步地，还包括控制单元和温度传感器，上述温度传感器用于测定干燥塔体内部的温度数据并传输至控制单元，上述控制单元根据温度数据控制干燥空气压缩机转速。

上述技术方案中的喷雾干燥塔，乳液通过离心喷雾装置被雾化，并从干燥塔体顶部喷下，同时，热空气通过热空气装置也从干燥塔体顶部进入干燥塔体内部，雾化的乳液液滴与热空气进行热交换，乳液液滴中的水分挥发，在极短的时间内被干燥成乳胶粉，伴随着热空气螺旋向下，从干燥塔底部输出，被粉体收集***收集。由于离心喷雾装置在离心喷射乳液液滴时，离心力很大，少部分乳液液滴被干燥后没有随着热空气螺旋向下进入干燥塔体底部，而是仍然沿着离心力方向被甩至干燥塔内壁上。可在分散性乳胶粉的玻璃化温度较低，在较高的干燥温度下，乳胶粉粒发粘，被甩至干燥塔内壁上时容易黏在内壁上，并且随着喷雾干燥过程的进行，形成结块，同时伴随着高温烧结、变性，从而导致最终产品纯度降低，产率下降，塔壁清洗困难。而上述技术方案中的喷雾干燥塔，通过干燥空气压缩机和位于干燥塔体顶部边缘的干燥空气分配器将干燥的空气沿着塔壁输入干燥塔体内部，吹扫被甩至塔壁上的乳胶粉粒，同时降低塔壁温度，避免乳胶粉在塔壁上被高温烧结，提高乳胶粉的产率和纯度，省略清洗塔壁的步骤，以免停产清洗影响生产效率。

此外，干燥空气沿塔壁吹扫并下降，不会干扰干燥塔体上部的热空气的气流，而是在塔体底部的物料出口处与热气流汇合，从而降低了物料出口处空气的温度，降低出口处乳胶粒的表面温度，避免出口处温度过高造成乳胶粒发粘结块，影响乳胶粉的粒径，最终影响乳胶粉的可再分散性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔的其中一个具体实施方式的结构示意图。

图2是本实用新型所提供的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔的干燥空气分配器的结构示意图。

附图标记说明：干燥塔体11；干燥塔体物料出口111；热风出口112；乳液泵121；雾化电机122；雾化喷头123；第一引风机131；空气加热器132；热空气分配器133；粉体输送泵141；粉体喷头142；料仓21；旋风分离器22；旋风分离器入口221；旋风分离器物料出口222；旋风分离器气体出口223；除尘器23；除尘器入口231；除尘器物料出口232；除尘器气体出口233；第五引风机24；第四引风机25；第三引风机26；第二引风机27；旋振筛28；旋转阀29；干燥空气压缩机31；干燥空气分配器32；干燥空气总进口321，干燥空气分进口322，环形空气出口323。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。

“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

术语“安装”、“连接”等应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请结合图1，在一个具体的实施方式中，提供了一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，包括喷雾干燥***和粉体收集***，喷雾干燥***包括干燥塔体11、分别与干燥塔体连通的离心喷雾装置和热空气装置，离心喷雾装置向干燥塔体11内输入乳液，热空气装置向干燥塔体11内提供热空气；粉体收集***连通喷雾干燥***并收集经干燥后的乳胶粉；还包括空气吹扫装置，空气吹扫装置包括干燥空气压缩机31和干燥空气分配器32，干燥空气压缩机31与干燥空气分配器32连接，干燥空气分配器32设置于干燥塔体11顶部边缘并与干燥塔体11内部连通。

上述技术方案中的喷雾干燥塔，乳液通过离心喷雾装置被雾化，并从干燥塔体11顶部喷下，同时，热空气通过热空气装置也从干燥塔体11顶部进入干燥塔体11内部，雾化的乳液液滴与热空气进行热交换，乳液液滴中的水分挥发，在极短的时间内被干燥成乳胶粉，伴随着热空气螺旋向下，从干燥塔底部输出，被粉体收集***收集。由于离心喷雾装置在离心喷射乳液液滴时，离心力很大，少部分乳液液滴被干燥后没有随着热空气螺旋向下进入干燥塔体11底部，而是仍然沿着离心力方向被甩至干燥塔体11内壁上，尤其是干燥塔体11上半部分的内壁上。可再分散性乳胶粉的玻璃化温度较低，在较高的干燥温度下，乳胶粉粒发粘，被甩至干燥塔内壁上时容易黏在内壁上，并且随着喷雾干燥过程的进行，形成结块，同时伴随着高温烧结、变性，从而导致最终产品纯度降低，产率下降，塔壁清洗困难。而上述技术方案中的喷雾干燥塔，通过干燥空气压缩机31和位于干燥塔体11顶部边缘的干燥空气分配器32将干燥的空气沿着塔壁输入干燥塔体11内部，吹扫被甩至塔壁上的乳胶粉粒，同时降低塔壁温度，避免乳胶粉在塔壁上被高温烧结，提高乳胶粉的产率和纯度，省略清洗塔壁的步骤。

此外，干燥空气沿塔壁吹扫并下降，不会干扰干燥塔体11上部的热空气的气流，而是在塔体底部的物料出口处与热气流汇合，从而降低了物料出口处空气的温度，降低出口处乳胶粒的表面温度，避免出口处温度过高造成乳胶粒发粘结块，影响乳胶粉的粒径，最终影响乳胶粉的可再分散性。

进一步地，请结合图2，干燥空气分配器32包括干燥空气总进口321和偶数个干燥空气分进口322，干燥空气总进口321与一端与干燥空气压缩机31连通，另一端与干燥空气分进口321连通，偶数个干燥空气分进口321成对对称设置于干燥塔体11顶部边缘并分别与干燥塔体内部连通。

进一步地，上述的干燥空气分配器32还包括环形空气出口323，环形空气出口323在干燥塔体顶部沿干燥塔体的内壁设置，干燥空气分进口321通过环形空气出口323与干燥塔体内部连通。

通过在干燥塔体11顶部四周边缘上对称设置偶数个干燥空气分进口322，可以全面地吹扫塔壁，进一步避免乳胶粉粒粘壁、结块的情况。同时，使得干燥空气沿塔壁向下，在干燥塔体11底部与热空气汇合时更为均匀，不会因为只有局部存在温度相对较低的干燥空气而引起较严重的冷热空气对流，影响热空气原本的流向。而通过设置环形空气出口323，可以进一步提升干燥空气吹扫的全面度。优选的，设置6个干燥空气分进口，可以使得干燥空气分配器32内气压更为平均。

进一步地，在另一个具体实施方式中，喷雾干燥***还包括助剂添加装置，助剂添加装置包括粉体输送泵141和粉体喷头142，粉体输送泵141与粉体喷头142连接，粉体喷头142设置于干燥塔体11顶部并与干燥塔体11内部连通。

助剂可以是粉体抗结块剂，也可以是其他粉体助剂等，根据产品的实际需求进行添加。粉体输送泵141将定量的助剂输送至粉体喷头142处，并由粉体喷头142喷入干燥塔体11内部，从而在喷雾干燥过程中就与乳胶粉均匀混合，进一步防止可分散性乳胶粉粘结塔壁，防止乳胶粉结块堵住干燥塔体物料出口111；同时省去了其他的助剂添加步骤，大大提升了生产效率，降低生产成本。

进一步地，在另一个具体实施方式中，离心喷雾装置包括乳液泵121、雾化电机122和雾化喷头123，乳液泵121与雾化喷头123连接，雾化喷头123设置于干燥塔体11顶部，雾化电机122用于驱动雾化喷头123高速旋转。

雾化喷头123在雾化电机122的驱动下高速旋转，将通过乳液泵121输入雾化喷头123的乳液雾化成小液滴，小液滴在离心力的作用下从干燥塔体11顶部向下方四周旋喷。优选的，上述雾化喷头123可以采用高速旋转的雾化器，转速达到22000～24000转/分钟，振动小，使得制备出的可再分散性乳胶粉粒径小，分布均匀，可再分散性好。

进一步地，热空气装置包括第一引风机131、空气加热器132和热空气分配器133，第一引风机131通过空气加热器132与热空气分配器133连接，热空气分配器133设置于雾化喷头123外周，空气加热器132用于加热第一引风机131引进的空气。

第一引风机131将外部空气输送至空气加热器132，经由空气加热器132加热后，再通过热空气分配器133的分配，从干燥塔体11顶部的雾化喷头123周围均匀进入干燥塔体11内，与雾化喷头123中喷出的再分散性乳胶粉的乳液液滴进行热交换。较佳地，经空气加热器132加热后的温度为110-180℃。

进一步地，粉体收集***包括旋风分离器22和料仓21，位于干燥塔体11底部的物料出口经第五引风机24与料仓21连通，旋风分离器入口221与位于干燥塔体11侧下方的热风出口112连通，旋风分离器物料出口222经第四引风机25与料仓21连通。

喷雾干燥后得到的乳胶粉，大部分由于重力作用，从干燥塔体11底部的干燥塔体物料出口111输出，经过第五引风机24的进一步抽送，被收集入料仓21；少部分乳胶粉随着热空气从干燥塔体11侧下方的热风出口112输出，进入旋风分离器22进行气固分离，并在第四引风机25的抽送下被收集入料仓21，从而提高乳胶粉的收率。

进一步地，粉体收集***还包括除尘器23，除尘器入口231与旋风分离器气体出口223连通，除尘器物料出口232经第三引风机26与料仓21连通，除尘器气体出口233处设有第二引风机27。

经过旋风分离器22气固分离后的尾气中仍然带有少部分乳胶粉颗粒，不能直接排入空气中。为此，通过设置除尘器23，将这部分尾气再进行一次气固分离，乳胶粉颗粒在第三引风机26的抽送下被收集入料仓21，从而进一步提高乳胶粉的收率，同时经过除尘的尾气通过第二引风机27排出到外部，避免污染环境。

进一步地，料仓21的仓口处还设有旋振筛28。旋振筛28可以安装不同目数的筛网，使得可在分散性乳胶粉粒径在可控范围之内。

进一步地，干燥塔体11内表面还覆有防粘涂层。防粘涂层较佳地为聚四氟乙烯涂层或陶瓷涂层，涂层厚度较佳地为0.04～0.05mm。通过防粘涂层可以进一步减轻可再分散性乳胶粉粘结塔壁问题，消除因粘结在塔壁上的可再分散性乳胶粉分解变色导致产品黄黑点杂质等质量问题。

进一步地，上述喷雾干燥塔还包括控制单元和温度传感器，温度传感器用于测定干燥塔体11内部的温度数据并传输至控制单元，控制单元根据温度数据控制干燥空气压缩机31转速。

上述的温度传感器可以包括第一传感器、第二传感器和第三传感器，分别测定干燥塔体11内上中下三个部位的温度数据。控制单元根据温度数据控制干燥空气压缩机31的转速，例如，温度数据高于预设值时，控制单元提高干燥空气压缩机31的转速，增加吹扫塔壁的干燥空气量，加快吹扫，降低干燥塔体11内的温度；当测得的温度数据低于预设值时，控制单元降低干燥空气压缩机31的转速，减少吹扫塔壁的空气量，从而使塔体内温度回升至预设值。

进一步地，控制单元还可以通过控制乳液泵121的转速来控制乳液的流量；控制单元还可以通过控制粉体输送泵141转速来控制粉体助剂的流量；控制单元还可以通过控制空气加热器132的功率来控制雾化温度；控制单元还可以通过控制旋振筛28的振动频率来调节振动筛的筛分效果。

此外，干燥塔体物料出口111、旋风分离器物料出口222以及除尘器物料出口232还设有旋转阀29。进一步地，控制单元还可以通过控制旋转阀29的开度来控制旋转阀卸料速度。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以帮助理解本实用新型的技术方案及核心思想，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，而这些修改或者替换也落入本实用新型权利要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，包括喷雾干燥***和粉体收集***，所述喷雾干燥***包括干燥塔体(11)、分别与干燥塔体连通的离心喷雾装置和热空气装置，离心喷雾装置向干燥塔体内输入乳液，热空气装置向干燥塔体内提供热空气，粉体收集***连通喷雾干燥***并收集经其干燥后的乳胶粉，其特征在于，所述喷雾干燥塔还包括空气吹扫装置，所述空气吹扫装置包括干燥空气压缩机(31)和干燥空气分配器(32)，干燥空气压缩机与干燥空气分配器连接，干燥空气分配器设置于干燥塔体顶部边缘并与干燥塔体内部连通。

2.根据权利要求1所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述干燥空气分配器包括干燥空气总进口(321)和偶数个干燥空气分进口(322)，干燥空气总进口的一端与干燥空气压缩机连通，另一端与干燥空气分进口连通，偶数个干燥空气分进口成对对称设置于干燥塔体顶部边缘并分别与干燥塔体内部连通。

3.根据权利要求1所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述喷雾干燥***还包括助剂添加装置，助剂添加装置包括粉体输送泵(141)和粉体喷头(142)，粉体输送泵与粉体喷头连接，粉体喷头设置于干燥塔体顶部并与干燥塔体内部连通。

4.根据权利要求1所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述离心喷雾装置包括乳液泵(121)、雾化电机(122)和雾化喷头(123)，乳液泵与雾化喷头连接，雾化喷头设置于干燥塔体顶部，雾化电机用于驱动雾化喷头高速旋转。

5.根据权利要求4所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述热空气装置包括第一引风机(131)、空气加热器(132)和热空气分配器(133)，第一引风机通过空气加热器与热空气分配器连接，热空气分配器安装于雾化喷头外周，空气加热器用于加热第一引风机引进的空气。

6.根据权利要求1-5任一项所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述粉体收集***包括旋风分离器(22)和料仓(21)，位于干燥塔体底部的干燥塔体物料出口(111)经第五引风机(24)与料仓连通，旋风分离器入口(221)与位于干燥塔体侧下方的热风出口(112)连通，旋风分离器物料出口(222)经第四引风机(25)与料仓连通。

7.根据权利要求6所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述粉体收集***还包括除尘器(23)，除尘器入口(231)与旋风分离器气体出口(223)连通，除尘器物料出口(232)经第三引风机(26)与料仓连通，除尘器气体出口(233)处设有第二引风机(27)。

8.根据权利要求6所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述料仓的仓口处还设有旋振筛(28)。

9.根据权利要求6所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，所述干燥塔体内表面还覆有防粘涂层。

10.根据权利要求6所述的用于制备可再分散性乳胶粉的喷雾干燥塔，其特征在于，还包括控制单元和温度传感器，所述温度传感器用于测定干燥塔体内部的温度数据并传输至控制单元，所述控制单元根据温度数据控制干燥空气压缩机转速。