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高比重物料的噴霧干燥工藝

2025年04月07日 09:12:55 來源:江蘇圣曼科技工程有限公司

高比重物料的噴霧干燥工藝

 

在粉體工程中,通過將溶液、混懸液或者乳液霧化并干燥是快速獲得產品的技術手段之一。相對于烘箱、凍干等手段,噴霧干燥生產效率高,生產成本低,而且產品均一性更好。噴霧干燥技術從三十年發展至今,技術已經相當成熟,廣泛應用與食品、醫藥、化工、陶瓷、新材料等諸多領域。

 

然而由于物料的多樣性,噴霧干燥設備基本都是定制化的。對于一些特殊產品,生產設備需要重復考慮物料特性,使其滿足使用需要。比如,有些產品是熱敏感的,只能采取較低的進出風溫度;有些產品容易氧化,只能在惰性環境下生產;有些物料的溶劑不是水,而是有機溶劑或者有危害的溶劑,不但尾氣不能向空氣中排放,還要考慮環保和爆炸、安全等風險;還有些物料比重大,在混懸液中容易沉淀等。

 

今天我們就聊聊最后一種。

 

比重比較大的產品,典型的是新材料,比如新能源行業用到的金屬粉末,陽極材料,固態電解質或者功能性陶瓷材料等。這些材料配置成的混懸液中,因為比重大的緣故,對噴霧干燥塔提出了不小的挑戰。

 

噴霧干燥,首先要霧化,而霧化的上游是配液和料液輸送。拋開防爆不談,這兩個環節最重要的就是如何防止大比重顆粒的沉淀。雖然溶劑中可能會增加一些輔料,增加粘度,但沉淀始終是不能忽視的。我們的做法是:

1. 從配液到進液,配液罐上需要配置攪拌槳;

2. 料液輸時,不管流量大小,盡量使用更細內徑的管路,如果要增加流速,可以增加進液泵的轉速/壓力來實現;

3. 料液輸送管的路徑盡可能的短,必要時可以在輸送管上配置振蕩器;

以上做法可以有效降低料液在配置和輸送過程中沉淀。對于噴嘴,如果采用的是二流體噴嘴,必要時可以配置有清除針,自動清除噴嘴堵塞;對于壓力式噴嘴,高的壓力可以有效避免噴嘴。可根據物料特細選擇噴嘴,但陶瓷漿料固含量高,流動性不佳,壓力式噴嘴相對適合。

 

我們知道噴霧的方向和熱風的方向有順流和逆流設計,對于大比重物料,必要時采用逆流形式,即噴嘴安裝于噴霧干燥塔底部,熱風從上方進入塔體。這樣設計,可以顯著增加液滴行程(先向上再向下),提高干燥效率,避免順流設計時,由于液滴重力和風速的作用快速落到低端,液滴/粉體還沒干透,就進入旋風分離器。

 

如果溶劑是有機溶劑或者產品對氧敏感,氮氣環境是必要的。氮氣來源可以是氮氣瓶、工業氮氣或者制氮機。考慮到氮氣的使用成本以及環境、安全,閉路循環設計是最合適的。

 

江蘇圣曼集團成立于2011年,我們在熱敏型,氧敏感型,高比重型的物料產品有非常的設備設計和交付經驗,在新材料和陶瓷行業有諸多安裝案例,如特瑞電池,科隆新能源,天能,萬華化學等。

 

深度了解客戶需求,定制最適宜的設備,確保高質量的制造和交付及售后是我們始終如一的服務理念。因此,我們設立了干燥測試中心,可完成研發至中試階段干燥試驗,并擁有各類分析檢測儀器,與用戶共同了解產品特性,優化產品配方和工藝參數等,進而為客戶提供優的解決方案。

 


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