離心式噴霧干燥烘干機在工業(yè)運用已多年，對有著特殊要求的制藥行業(yè)運用也很成熟。但近幾年國內(nèi)離心式噴霧干燥技術(shù)與設(shè)備的研發(fā)在催化劑干燥中仍無較大的突破，2010年底，營口向陽化工總廠采用了常州一步干燥設(shè)備有限公司的（簡稱為一步公司）閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備在多年同類設(shè)備制造經(jīng)驗和閉式循環(huán)理論的基礎(chǔ)上，針對催化劑產(chǎn)品的特點，把防爆、安全、環(huán)保與節(jié)能等新技術(shù)進行整合，創(chuàng)新了傳統(tǒng)離心噴霧干燥烘干機，并擴大了其應(yīng)用范圍。
1、結(jié)構(gòu)組成及工作原理
1.1結(jié)構(gòu)組成
閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機（附圖）由離心噴霧干燥烘干機主機、空氣過濾器、加熱器、鼓風(fēng)機、冷凝器、汽水分離器、排風(fēng)機、旋風(fēng)分離器、脈沖布袋除塵器、料液計量泵、測氧儀以及管路與控制閥等組成。
1.2工作原理
首先在干燥塔體內(nèi)充人被加熱的氮氣，被干燥的液態(tài)物料經(jīng)計量泵輸送至離心噴頭處，液態(tài)物料被高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化器霧化成細小液滴；然后，液滴在干燥塔內(nèi)與熱氮氣進行充分的熱交換，物料中的液態(tài)部分被瞬間蒸發(fā)，固態(tài)部分形成的粉狀物料沉于塔底；最后，干燥的粉狀物料從塔底排出。其中，被蒸發(fā)的有機溶劑氣體在風(fēng)機的作用下．通過旋風(fēng)分離器、噴淋塔等裝置把附著在氣體中的粉塵進行除塵處理，再經(jīng)冷凝器把除塵后飽和有機溶劑氣體冷凝成液體排出冷凝器。其間，作為干燥介質(zhì)的惰性氣體被連續(xù)加熱后作為干燥載體在系統(tǒng)內(nèi)重新循環(huán)使用，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機、木屑鋸末烘干機等生物質(zhì)燃料成型、木屑烘干等機械設(shè)備。
2、在催化劑應(yīng)用中所形成的新技術(shù)
2.1 國內(nèi)首次將閉式循環(huán)系統(tǒng)運用于催化劑的干燥
由于催化劑中含有有機溶劑，而現(xiàn)有開式離心噴霧干燥烘干機傳熱和換熱介質(zhì)為熱空氣，無法對含有有機溶劑等物料的干燥；國內(nèi)雖有閉式循環(huán)噴霧干燥的研究，并采用惰性氣體環(huán)境取代通常的空氣環(huán)境來進行噴霧干燥、回收溶劑，但均為非離心式結(jié)構(gòu)。而閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機系統(tǒng)的液體霧化形式為離心式，其利用加熱濾凈的氮氣在正壓閉路干燥系統(tǒng)中循環(huán)，與液體物料起著傳熱與傳質(zhì)作用，完成物料的干燥與溶媒的脫除，并采用冷凝分離技術(shù)進行有機溶媒的回收，采用氣液分離技術(shù)對溶劑回收后的氣體中微量溶劑進行2次回收，使氮氣進入新一輪循環(huán)。因此，該設(shè)備物料回收率很高，產(chǎn)品殘余溶劑含量極低，非常適宜在催化劑生產(chǎn)中應(yīng)用。
閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機首次成功地在催化劑的生產(chǎn)中使用，擴寬了閉式循環(huán)離心噴霧干燥系統(tǒng)應(yīng)用的范圍，且霧化采用了既經(jīng)典又創(chuàng)新的變頻離心噴霧技術(shù)，在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位。
2.1.1 離心噴霧與變頻技術(shù)的應(yīng)用
把離心噴霧與變頻技術(shù)應(yīng)用在閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)中，達到了節(jié)能、保質(zhì)和實用的目的。
在噴霧干燥中，物料霧化形式有壓力式噴霧、氣流式噴霧和離心式噴霧3類。對壓力式或氣流式噴霧而言，其物料霧化器為噴槍或噴嘴（配置1～4個）。其中，壓力式霧化所需的壓力為10~12 MPa，由高壓泵來提供，動力消耗較大；氣流式噴霧霧化由壓縮空氣而產(chǎn)生，壓縮空氣耗量為4~8 m3/min，要消耗大量的壓縮空氣而產(chǎn)生能耗。由此可見，這2種霧化形式能耗大；由于催化劑產(chǎn)品中的有機溶劑，為有毒的揮發(fā)性溶劑，易燃易爆，故以上2種霧化方式都不能完全適應(yīng)催化劑生產(chǎn)的需要。
離心式噴霧的物料霧化是利用高速轉(zhuǎn)盤中受離心力作用從盤邊緣甩出而致，當(dāng)液體注入盤面時，液體受到2種力作用，一是離心力和重力作用下得到加速而分裂霧化；二是液體和周圍空氣同時接觸面處，存在摩擦力促使形成霧滴，前者為離心霧化，后者為速度霧化，實際上這二者是同時存在的，正是離心式霧化器上述的特點，才能有效確保液滴的均勻而達到噴霧的均勻性，這一特點能使產(chǎn)品有良好的均勻度、流動性和溶解性等。同時，霧化轉(zhuǎn)盤僅靠電力為動力，與上述2種霧化形式相比動力消耗相對低。但是，傳統(tǒng)離心式霧化器在啟動與停止運轉(zhuǎn)時，會產(chǎn)生壓力的波動現(xiàn)象（即啟動時壓力由小增大，停機時壓力由大變小），壓力的不穩(wěn)定性會影響物料霧化效果，壓力不足會造成霧化后的液料呈水柱狀，由此造成物料浪費或產(chǎn)品不合格。而閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機采用變頻調(diào)速的離心轉(zhuǎn)盤，有效地克服上述壓力波動所產(chǎn)生的不足，確保了產(chǎn)品的質(zhì)量，其離心旋轉(zhuǎn)速度在104~2.5×104r/min之間變頻可調(diào)，也可根據(jù)物料所需的顆粒度對霧化器轉(zhuǎn)速進行調(diào)節(jié)。由于催化劑產(chǎn)品對顆粒分布要求較高，因此霧化器轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)在生產(chǎn)實踐中尤為重要，事實上為了得到合適的顆粒度，進行長時間的摸索，對轉(zhuǎn)速進行多次調(diào)節(jié)，最終才能得到滿意的產(chǎn)品。用馬爾文激光粒度分布儀測得催化劑產(chǎn)品的粒度見附表。
2.1.2 采用脈沖布袋除塵器與三級冷凝的溶劑回收技術(shù)
閉式循環(huán)離心噴霧干燥系統(tǒng)在應(yīng)用閉式循環(huán)技術(shù)的同時，又將脈沖布袋除塵器與溶劑回收技術(shù)有機地應(yīng)用在其中，提高了催化劑產(chǎn)品的收率，同時節(jié)能、環(huán)保。
脈沖布袋除塵器對經(jīng)過旋風(fēng)分離器初步固氣分離后的氣體進一步處理，收集附著在濕熱載體中的細微物料，提高了物料收率。同時細微粉料在冷凝器管路中的沉積清理很困難，長期使用會影響冷凝器的效率，并且也會影響冷凝回收后的溶劑純度。經(jīng)過該裝置的應(yīng)用，回收后的溶劑純度大大提高（溶劑有效成分達99.9%），回收溶劑不需處理就可以重新利用，達到節(jié)約能源的目的。此外，該技術(shù)對易揮發(fā)溶劑進行回收利用，達到了環(huán)保的目的。
2.2應(yīng)用
壓差自動變送與在線氧氣檢測技術(shù)的應(yīng)用，保證了產(chǎn)品質(zhì)量，保證了生產(chǎn)安全。
2.2.1壓差自動變送技術(shù)及泄爆裝置
閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機設(shè)計為正壓惰性氣體循環(huán)，并運用了壓差自動變送技術(shù)，國內(nèi)很少將該技術(shù)應(yīng)用在此設(shè)備中。閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機T作壓力≤0.1 MPa，有著常壓操作的特點，一則容器和管路本身具有較高安全系數(shù)；二則正壓能更好控制系統(tǒng)的氮氣之類惰性氣體的運行。壓差自動變送技術(shù)能保證：當(dāng)系統(tǒng)干燥所耗氮氣壓力低于設(shè)定的T作壓力時，氮氣充氣閥即會自動打開并充氣；當(dāng)壓力達到T作壓力時，氮氣充氣閥會自動閉合，生產(chǎn)更安全。同時，干燥塔本身就有防爆膜等泄爆裝置，當(dāng)系統(tǒng)壓力升至設(shè)計安全壓力的上限時，防爆膜即會白動打開泄壓，確保設(shè)備安全。干燥生產(chǎn)中有粉體摩擦積累或氣體氣化膨脹而產(chǎn)生靜電而導(dǎo)致系統(tǒng)內(nèi)壓力升高時，這2種技術(shù)能有效消除超壓或爆炸的隱患，進一步確保設(shè)備和生產(chǎn)安全。
2.2.2在線氧氣檢測技術(shù)
閉路循環(huán)離心噴霧干燥烘干機在催化劑生產(chǎn)中采用了在線氧氣檢測技術(shù)，這是國內(nèi)其它噴霧干燥系統(tǒng)所沒有的。其目的有二：一是防止噴霧干燥系統(tǒng)發(fā)生機體故障而產(chǎn)生泄漏點，能進一步確保安全生產(chǎn)；二是防止漏點滲氧而影響氮氣的純度，以確保產(chǎn)品不被氧化，從而保證產(chǎn)品的質(zhì)量。在線氧氣檢測裝置可把設(shè)備中氧氣殘留量設(shè)定在某個范圍內(nèi)，當(dāng)氧氣量超過設(shè)定值時會發(fā)出聲光報警，并自動切斷電源，以示設(shè)備內(nèi)存在泄漏，即可采取有效措施來解決。
3、結(jié)論
閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機對催化劑等含有機溶劑物料的制粒干燥，以及對物料中有機溶劑的回收等生產(chǎn)過程有著積極意義，其集防爆、安全、節(jié)能、環(huán)保于一體，給催化劑產(chǎn)品的生產(chǎn)開辟了一條新路徑。
