喷动流化床造粒过程实验研究

前言 　　造粒过程即将各类粉状、块状、溶液或熔融状原料制成具有一定形状和强度的固体颗粒。通过改变物料群体的物理性质，达到美化外观，减少粉尘污染，提高加工工艺性能，增强效用等目的。从工艺上说，根据原始微细颗粒团聚方式的不同可分为压力造粒，滚动造粒，喷雾造粒，热融造粒，流化造粒。 　　压力造粒法是将粉末限定在一定空间中通过施加外力而压紧为密实状态。可分为两大类，一类是模压造粒法，物料装在封闭模槽中，通过往复运动的冲头进行模塑。另一类是挤压造粒法，在挤压造粒过程中，物料承受一定的剪切和混合作用，在螺旋或辊子的推动下，通过一开口模或锐孔而固结成型。 　　滚动造粒是粘结剂渗入固态细粉末，形成微核。团聚的微核经过多次滚动，最后成为一定大小的球形颗粒。滚动造粒设备常见的有成球盘和搅拌混和造粒机。 　　喷雾造粒是借助于蒸发直接从溶液或浆体制取细小颗粒的方法。浆料被雾化器雾化，水分被热空气蒸发后，液滴内固相物聚集成干燥的微粒。 　　热造粒法是通过热量传递将小颗粒形成较大的实体的造粒方法。热法团聚过程中可能起作用的团聚机理包括浓泥浆或湿细物料的干燥、熔融、高温化学反应、熔融物或浓泥浆冷却固化或结晶。根据热传递的方式不同可将热法造粒分为烧结、热硬化、造球、以及干燥固化等处理方法。 　　流化造粒是利用热空气将物料流化，再把雾化后的粘结剂喷入床层中，粉料经过沸腾翻滚逐渐形成较大颗粒。流化造粒技术作为一种新的造粒技术，正在食品、医药、化工、种子处理、肥料生产等行业中得到普及推广。 　　喷动流化床造粒过程是流化造粒与滚动造粒相结合的一种新型造粒方法。粘结剂由喷嘴喷入床中，粉料在喷动流化床中翻滚长大，最终形成颗粒。该装置具有结构简单，操作方便，设备投资小等诸多优点。喷嘴的结构是喷动流化床造粒装置的核心部件，选用合理的喷嘴结构对雾化效果的提高具有重要意义。 　　喷动流化床造粒机理 　　粉料在流化气的作用下产生流态化，喷动气将粘结剂雾化由底部中心孔喷入，粉料表面沉积一薄层粘结剂，以气－液－固三相的界面能作为原动力团聚成微核。在流化气和喷动气的共同作用下搅拌、混和，微核通过聚并、包层逐渐形成较大的颗粒。 　　喷动流化床是在原始流化床的基础上改型得到的，结合了流化床及标准喷动床的优点, 克服流化床容易起泡的缺点，增强了气固接触和混合，具有较高的传热、传质速率，更加适用于大颗粒的生产。整个造粒系统集混和、捏合、造粒、干燥等工序于一体，系统密闭，操作安全、无粉尘污染。 　　采用喷动流化床造粒，根据不同粉料特性及成品颗粒要求，可采用底部雾化或者侧部雾化。 　　实验装置流程 　　底部雾化实验流程 　　喷嘴雾化气由空气压缩机1提供，经气流雾化喷嘴3将粘结剂2雾化后进入喷动流化床主体4底部； 空气经风机5，使流化床中粉料产生流态化；在流化气和喷动气的共同作用下粉料逐渐形成较大的颗粒，通过出料口卸料。 　　侧部雾化实验流程 　　侧部雾化造粒实验流程如图2 所示。雾化气体由喷动流化床主体侧部旋流喷入，操作过程与底部雾化造粒实验流程基本相同。 　　气流雾化器－喷嘴 　　喷动流化床造粒装置中能否将粘结剂均匀雾化成细小液滴，提供良好相间接触面积，气流雾化是重要的单元操作。 　　喷嘴主要设计参数依据如下： 　　（1）空气喷射压力。喷射压力越大，喷雾锥角越大，反之相反。实验观察到，随着实验压力的增加，喷雾的液核越细小，粘结剂的雾化效果越好，一般取0.2～0.5MPa。 　　（2）喷嘴喷孔直径（d）。当空气压力一定时，喷孔直径越小，雾化形成的微粒子粒径越小，喷雾的液核就越细。一般取1～2 mm。 　　（3）喷嘴的喷孔长径比（L/d）。L/d =2时，雾化效果较好。从实验观察可见，随L/d变小，雾化效果更好。 　　（4）喷嘴的入口角度（α）。a=60°，可观察到烟雾状细雾，液核区雾滴较细。 　　（5）喷嘴的出口扩散角（β）。如果出口扩散角过小，在喷射过程中将产生一定的附壁现象（喷嘴出口容易堵塞），对喷射有一定的扰动，因而射流的不稳定性增加，操作困难。 　　小结 　　本文研制的气流雾化喷嘴，具有结构简单、紧凑、零部件少，经济实用等优点。已在实验中应用，效果良好。可用于喷动流化床造粒装置中，为喷动流化造粒装置的推广应用发挥重要作用。 · 行业聚焦： 喷雾造粒干燥机是PTC热敏陶瓷生产工艺中的重要设备，该设备价格较高，组成复杂，使用和维护难度较大。设备的良好运转，不仅能够保证PTC热敏陶瓷生产的正常进行，还可以适当延长设备使用寿命，降低生产成本，因此对该设备的正确操作以及加强维护保养十分必要。 　　1喷雾造粒干燥机原理及组成 　　造粒是PTC热敏陶瓷片生产过程中十分重要的工序，粒料的质量直接影响PTC陶瓷片的外观、机械性能以及阻温特性。造粒是指在磨细的粉料中加入一定量的粘合剂，均匀调和后使之形成颗粒状粉体，这种粉料具有较好的流动性与压延性，以便在压片工序中可以得到具有较好强度、不易分层开裂的片子    饲料粉碎机是农家特别是畜、禽、鱼养殖户常用的一种机械。为保证其运转正常、提高工作效率和饲料粉碎质量, 必须经常进行维护保养。     筛网饲料粉碎机的筛网, 是由薄钢板或铁皮冲孔制成。当筛网出现磨损或被异物击穿时, 即需进行检修。若损坏的面积不大, 则可用铆补或锡焊的方法予以修补; 若大面积损坏, 则应更换新筛。在安装新筛网时需注意,应使筛孔带毛刺的一面朝里、光面朝外, 同时筛片和筛架要贴合严密。环筛的筛片在安装时应注意, 其搭接里茬口应顺着旋转方向, 以防物料在搭接处江苏省科技厅组织有关专家对农业部南京农业机械化研究所承担的“鲜菊花微波－气流式干燥技术的应用与示范项目”进行了鉴定。 　　该课题将微波技术和气流技术有机结合应用于菊花干燥，属国内首创。利用微波技术不仅起到杀青灭酶作用，还可在不改变菊花外形的前提下，使含水量下降，然后通过干燥能力较强的多排、穿透式气流干燥机进一步干燥，最终使菊花的含水量降至１６％，并保持菊花的色、香、形、味基本不变。该设备操作简便，每套设备在加工期间可生产干菊花２万公斤。“2009年国内外两个市场的需求增速可能比2008年有所回落，但继续增长的态势不会有突发性逆转，需求总量仍可望继续保持增长。另外，我国装备制造业占制造业增加值的比重与工业发达国家相比尚有很大差距，由此行业还有相当的发展空间。” 　　中国干燥设备工业联合会副会长蔡惟慈日前在对2009年干燥设备工业经济运行形势进行分析时给出如上判断。 　　产品出口呈现升级之势 　　蔡惟慈认为，2008年干燥设备行业的发展呈现四个特点。 　　对国民经济支撑能力增强。表现为国产装备自给率稳步提高，消费升级所需产品大发展和关键装备技术进步步伐加真空干燥进程中，一起存在着压力差，使得被汽化的水分子加快向真空空间移动。所以在真空干燥进程中，影响真空干燥机干燥速度要素有： 　　一种是被干燥物料的情况（如物料形状、巨细尺度、堆置办法），物料自身的含湿量、密度、粘度等功能。一般，物料颗粒细而均匀、堆积松懈、厚度薄，则内部水分容易分散。若进步物料的初温、经真空过滤前处理、下降物料含湿量等，均能进步真空干燥速度。 　　另一种是真空度越高，越利于水分在较低温度下汽化，但真空度过高晦气热传导，会影响对物料的加热作用。为进步物料干燥速度，应根据物料的特性归纳考虑真空度。一般，真空度应不低于1×104Pa。

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