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闭路循环喷雾干燥机

闭路循环喷雾干燥机系统是指干燥介质在密闭的工作环境下运行,干燥介质为空气或惰性气体

一、工作原理

XLP型闭路循环离心喷雾干燥机解决了有机溶媒的回收、易氧化及有毒物料干燥的难题,提高了物料回收率,达到安全、环保与节能效果,各项技术性能指标国内前列。

XLP型闭路循环离心式喷雾干燥机适用于从溶液、乳液悬浮液和糊状液中含有有机溶液,可挥发性有毒有害气体,易氧化等物料需要回收溶剂的料液的干燥作业,它不仅秉承了离心喷雾干燥机的所有优点,而且系统在进行干燥作业时无任何粉体外泄,几乎达到了成品的收率的100%。通过回收系统回收下来的溶剂经二次处理可以循环使用,从而大大降低了生产成本,尤其适用于制药行业对含有有机溶媒药品、中药浸膏以及生物溶媒物料的干燥、制粒以及石油催化剂、碳化硅等精细化工和高分子材料的干燥和对溶剂的回收。

▲ XLP型闭路循环离心式喷雾干燥机的工作和原理

闭式循环喷雾干燥机系统是在密闭的环境下工作,干燥介质为惰性气体,使用有机溶剂的物料干燥,有毒气体的物料或者干燥过程中易发生氧化的物料的干燥;该系统采用惰性气体作为循环气体,对干燥的物料具有保护作用,循环气体经历载湿、去湿的过程,介质可重复使用;氮气经加热器加热后进入干燥塔,液体物料经螺杆泵输送至离心喷头处,液体被高速循环的雾化器雾化成液滴,在干燥塔内完成热质交换过程,被干燥后的粉状物料从塔底排出,被蒸发的有机溶剂气体在风机负压的压力下,把夹在气体中的粉尘经旋风分离器、喷淋塔除尘后,饱和的有机溶剂气体经冷凝器冷凝成液体排出冷凝器,不凝性气体介质连续加热后作为干燥载体在系统内重新循环使用。而常规的普通的离心喷雾干燥是通过不断的送、排风达到排湿的目的,这也是防爆型闭式离心喷雾干燥设备与普通离心喷雾干燥设备的一个明显区别;干燥系统内干燥介质内部为正压操作,保持一定的正压值,如果内部压力下降,由压力变送器来自动控制氮气进量,保证系统压力平衡。

▲ 本设备具有以下特点

●封闭系统各管道的连接采用独特的密封结构,密闭性好,可确保系统在0。3MPa的压力下无泄漏,热效率高;

●采用惰性的氮气为干燥介质气体,防毒、防氧化、防爆炸,气体经载湿、去湿可重复循环使用;

●系统中配有干燥液的溶剂的冷凝系统和回收系统可以使干燥料液的溶剂得以通过二次处理可以循环使用,在封闭状态和氮气环境下热态完成物料的干燥(溶媒脱除)并通过冷凝器回收溶媒,整机的安全性高。同时,设备为全密闭式设计,物料回收率高,此设备系统的收率之高是其他型式干燥器所达不到的。主要技术指标:干粉物料回收率≥95%,产品残余溶剂≤2%,从而大大的降低了生产成本;

●干燥速度十分迅速,料液经喷雾后,表面积增大,在高温气流中,瞬间就可以蒸发掉95%~98%的水分,完成干燥时间一般仅需5~40s左右;

●喷雾干燥通常用于处理湿含量40%~60%的溶液,能一次干燥成粉状产品,大部分产品干燥后不需要再进行粉碎和筛选,从而减少了生产工序,简化了生产工艺流程。同时,产品具有良好的分散性、流动性和溶解性,由于干燥过程是在空气中完成的,产品基本上保持与液滴相近似的球状,具有良好的流动性;

●设备具有系统压力在线测试装置,氧气浓度在线检测控制装置、泄爆装置及在位清洗装置;

●设备控制系统采用人机界面,即PLC+触摸屏控制,工艺流程图动态显示。产品的粒度、松密度、水分在一定范围内,可用改变操作条件进行调整,控制比较方便。

▲ 关键技术:

●干燥机内采用微正压设计方案,可避免带氧的环境空气进入塔内。主风机采用特殊的密封件,配以冷却措施,使风机在高速运转时保持密闭状态。

●系统内采用氮气作为加热循环气体,使系统始终保持在低氧或微氧状态下运行。

●采用程控编程控制法,控制系统在低压运行。当系统内压力超过设定值时,执行机构立即自动开启泄压,确保安全运行。

●采用先进的溶剂回收技术,使干燥后的溶剂气体得到充分的回收,不仅节约了设备和运行成本,还可避免有机气体对环境的污染。

●系统有多种防爆措施:

(1)电磁阀自动泄压;

(2)防泄水密封装置;

(3)机械配重泄压装置;

(4)风机机械密封和冷却技术

(5)冷冻冷凝式和喷淋式溶剂回收装置;

(6)电气控制系统采用程序控制,自动化程度高,操作简便,稳定可靠。

▲ 设备主要组成简述

●干燥机主体

干燥机主体主要由干燥塔、锥底、振打器等组成,按产量设定雾化半径、停留时间与处理风量。为避免外界环境空气带入塔内,以减少隐患,本塔采用微正压操作。振打器采用PLC程序控制,间隔振打干燥塔筒壁,是静电或其它原因吸附在塔壁上的干粉振动落下,减少吸附,便于连续生产。干燥塔上部是热风入塔口,装有热风分布器,热空气通过热风分布器均匀地分布开来,与雾滴进行均匀有效的热交换,使雾滴干燥成为干粉产品,溶剂则由循环引风机引送至溶剂回收系统。

●上料系统

上料系统由搅拌槽、隔膜泵、喷枪组成。硬质合金干粉球磨制所需颗粒后兑入一定比例的有机溶剂与成型剂,再次通过球磨机球磨,是粉末、溶剂与成型剂充分混合,变为一种悬浮状态的流动性较好的液体;液体进入中低速搅拌机连续搅拌不让其沉淀,然后由柱式隔膜泵(上料泵)供料到喷枪进行喷雾。搅拌槽采用先进的设计方案,使料浆上下翻腾不沉淀,系统中设置搅拌槽二台,二槽用管阀连接,待一台上料输送完成后,切换阀门开关与另一台槽连通,使其保证连续供料。搅拌槽内的浆料由隔膜泵自吸至泵内,隔膜泵上安置调压装置,可视物料所需要压力任意调节泵压,即可根据不同的物料特性,选择最佳的压力恒定值作为生产中的压力指标。

●循环风机与管路系统

循环风机是本系统的主要配置件,必须保证在密闭状态下运行并执行送风与引风任务,风机上均装有密封装置,外界环境空气不会入内。送风管道与引风管道采用快开式连接夹箍,接触部采用软聚四氟乙烯(耐高温)作垫料,拆卸既方便,又能确保不漏风。

●在线氧气浓度分析仪

分析仪主要显示干燥塔内氧气浓度情况,一般情况下,塔内氧气浓度设定并控制在0.5%~3%范围,如一旦超出了设定值即能自动补氮,使氧气浓度始终保持在设定的范围内,另外,当塔内压力超过设定值时,塔体控制阀会自动打开,压力达到设定值后自动关闭,本仪器表采用自动化编程连锁模式,可以确保本系统万无一失。

●收集系统

由旋风分离器、双层翻板阀、冷却振动台组成。主要收料是靠干燥塔锥底的双层翻板阀。翻板阀由上下两层组成,当下翻板开启下料时,上翻板自动关闭密封,使外界空气进不去,而上翻板开启时,下翻板自动关闭密封,这样的有序循环进行,在隔断外界空气的情况下,保持连续正常生产。辅助收料是旋风分离器,有少量干粉通过旋风分离器收集;冷却振动台是专门冷却成品干粉的一种装置,由于成型剂熔点低,干燥塔出口时温度还较高,物料仍处于软化状态,通过该配置后,物料得到充分冷却,满足了包装质量要求。

●回收装置

在生产中,溶剂回收十分重要,回收越好,生产成本越低,效益就越好。本系统配置冷冻喷淋回收装置,经冷冻机冷却后的冷己烷在喷淋塔内不断的循环喷淋,将系统循环气体中的己烷冷却回收下来。

●加热系统

本系统加热采用导热油炉—散热器的热媒传播方式,导热油炉织置于非防爆区,油炉用电加热导热油,再通过散热片洁净空气,然后由引风机引入干燥塔内,采用此种加热方式最为安全。

●控制系统

可编程控制器为中心,控制各个重要功能装置及故障报警,采用日本神港智能仪表控制进口温度,采用西门子电器元件控制个回路的开停,采用氧气检测分析仪控制塔内的氧气浓度。本系统设有防爆口与紧急情况下连锁停机装置,可以确保安全。控制系统操作很方便,电气仪表均具有自动化功能,而且很稳定。

●闭路循环适用的场合

在以下阐述情况下,宜选择闭路循环流程

1、 原料液由固体和有机溶剂组成;

2、 要求有机溶剂全部回收;

3、 干燥有毒的固体粉状产品;

4、 不允许气味、溶剂蒸汽和颗粒状物质逸出时(防止对环境、大气造成污染);

5、 粉尘在空气中可能形成爆炸混合物时;

6、 有机溶剂有爆炸和燃烧危险时;

7、 在干燥过程中,粉尘不允许与氧气接触时。

在流程中,设置的洗涤—冷凝器,其目的之一是冷凝从物料中带出的进入惰性气体中的有机蒸汽,洗涤液就是固体中的有机溶剂,目的之二是洗涤气体中的粉尘,防止堵塞加热器。

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二、该系统关键技术特点

  1. 干燥机内采用微正压设计,可避免带氧进入干燥塔内,风机采用特殊设计,配用冷却,使风机在高速运转时保持密闭状态;

  2. 采用氮气作为加热循环气体,使系统始终保持在低氧或微氧状态下运行;

  3. 采用先进的溶剂回收技术,使干燥后的溶剂气体得到充分回收;

  4. 系统采用PLC程序控制,系统在低压下运行,当压力超过设定值时,执行机构立即自动开启泄压,确保安全运行;

  5. 创新特点:

    (1)。电磁阀自动泄压;

    (2).在线氧浓度分析仪;

    (3)。防泄水密闭装置;

    (4).风机机械密封及冷却装置;

    (5).电器系统采用PLC程序控制,自动化程度高,操作简便,稳定可靠;

三、工艺流程示意图

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