噴霧干燥熱風(fēng)分布器的設(shè)計原則
長期以來，對噴霧干燥裝置的注意，一般著力于：
⑴ 霧化器（機(jī)）的選擇；
⑵ 足夠風(fēng)量和熱量的配置；
⑶ 粉末回收及排放。
唐金鑫等在熱風(fēng)分布器設(shè)計要求中，提出三條重要的原則[3]，都強(qiáng)調(diào)了熱風(fēng)分布對噴霧干燥的重要性。在隨后出現(xiàn)的裝置中，發(fā)現(xiàn)大多數(shù)企業(yè)仍然沒有給予足夠的重視，只是從結(jié)構(gòu)上做到“形似”而實質(zhì)仍未掌握，⑴ 在塔內(nèi)同一截面上溫度差較大，導(dǎo)致物料局部粘壁；
⑵ 由于氣液兩相接觸不合理，使干燥強(qiáng)度大為下降，于是干燥塔的體積越做越大；
⑶ 在一臺比原設(shè)計處理量大為減小的干燥塔中，未注意熱風(fēng)分布的流速范圍，降低了干燥強(qiáng)度，物料仍然大量粘壁；
因此，我們認(rèn)為熱風(fēng)分布器的設(shè)計正確與否，直接影響到干燥系統(tǒng)運行的成敗。本文擬在以前知識的基礎(chǔ)上，提出氣液兩相接觸的合理方式，以求對熱風(fēng)分布器設(shè)計有正確的分析和指導(dǎo)。
（1）平均地自塔頂天花板分布向下流
這種形式認(rèn)為只要均勻地進(jìn)風(fēng)，有足夠的熱量就能達(dá)到干燥的目的，干燥塔的空塔速率只有0.5～0.8m/s,即使塔頂縮小，出口風(fēng)速也只有10m/s，大體處于層流狀態(tài)。熱風(fēng)與霧化液滴沒有直接的聯(lián)系。這種形式不僅國內(nèi)有，在許多進(jìn)口裝置中也有。其結(jié)果是塔體龐大，效率降低。
（2）為了防止粘壁，將熱風(fēng)分為2股或3股
設(shè)計者認(rèn)為只要在塔壁上有熱風(fēng)流動，就可以防止未干液滴撞壁而出現(xiàn)粘壁現(xiàn)象。實際上，邊緣熱風(fēng)流速是不可能大的，而且液滴達(dá)到塔壁上的流速也不會太大，因此這兩股流體的相對速度是非常低的，故而難以實現(xiàn)快速干燥，粘壁仍會出現(xiàn)。塔壁的熱風(fēng)形同虛設(shè)，或者作用不大。
當(dāng)然粘壁的形式還要聯(lián)系到霧化機(jī)的噴距、干燥塔的設(shè)計以及物料的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度等。這些問題已在[1]中有詳細(xì)的介紹。將熱風(fēng)分散處理會減少中央?yún)^(qū)的熱風(fēng)量，從而降低流速，導(dǎo)致熱風(fēng)的利用率降低。
3）熱風(fēng)分布器與霧化器不配套
在噴嘴式霧化器上配旋轉(zhuǎn)風(fēng)，而在旋轉(zhuǎn)式霧化器上配直流風(fēng)。這兩種形式在生產(chǎn)中都有看到，其結(jié)果只能是出現(xiàn)粘壁或者熱效率大幅度下降，這顯然是錯誤的。
3 塔頂中央熱風(fēng)的重要性
在所有的霧化器工作時，液滴剛剛離開霧化器出口時的流速是*高的，隨著液滴在空氣中的流動，由于空氣的阻力，液滴流速迅速衰減，初速能達(dá)到130m/s，而終速可接近于零，這就要求我們從式（1）到式（4）中去準(zhǔn)確掌握熱風(fēng)應(yīng)當(dāng)在何處與液滴接觸，從而可以得到*佳的傳質(zhì)、傳熱速率。高速氣流與霧化器噴出口越接近，其干燥效率就越高。但在考慮氣流流速時，也應(yīng)同時考慮阻力降與流速平方成正比的關(guān)系，并非風(fēng)速越高就越好。況且風(fēng)速越高，會使霧滴群向下降，喪失了部分有效的干燥空間。
具體的參數(shù)涉及各種物料的特性。但總的趨勢是利用氣液兩相的高速區(qū)，迅速干燥液滴表面，從而實現(xiàn)大部分水分的蒸發(fā)，這才是真正發(fā)揮噴霧干燥的優(yōu)勢。
4 良好的熱風(fēng)分布器的要素
⑴ 使氣液兩相接觸，混合良好，首先應(yīng)當(dāng)使氣體分布均勻。為使分布均勻，已經(jīng)有人介紹過兩種方法：①在旋轉(zhuǎn)霧化器的配套設(shè)計中，必須用對數(shù)螺旋蝸殼，使一邊進(jìn)入蝸殼的熱風(fēng)經(jīng)蝸殼及內(nèi)部的導(dǎo)風(fēng)板均勻地進(jìn)入塔內(nèi)。② 直流霧化器中的熱風(fēng)分布可采用各種導(dǎo)向直流板，但必須配置噴嘴直流式霧化器。
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