干燥技术第三节 喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算 PPT
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算喷雾干燥塔是一种常用的干燥设备，广泛应用于食品、化工、制药等行业。
它通过将液态物料雾化成小颗粒，并在热气中迅速蒸发，使物料迅速干燥。
喷雾干燥塔的结构设计：1.塔体结构：喷雾干燥塔一般为立式圆筒形结构，由高强度的不锈钢或耐腐蚀合金材料制成。
其外壁通常涂有耐热的保温层，以减少热损失。
2.进气口和出气口：进气口通常位于塔体底部，用于引入热气。
而出气口通常位于塔体顶部，用于排出湿气和粉尘。
3.雾化器：雾化器是喷雾干燥塔的重要组成部分，用于将液态物料雾化成小颗粒。
常见的雾化器有旋转杯喷雾器、压缩空气雾化器等。
雾化器通常安装在塔体的顶部，以确保物料均匀雾化。
4.热气进气系统：热气进气系统通常由燃烧器、风机和热气管道组成。
燃烧器燃烧燃料，产生热气，经过风机吹入塔体底部。
喷雾干燥塔的尺寸估算：喷雾干燥塔的尺寸估算需要考虑多个因素，包括物料性质、物料产量、物料湿度、干燥温度等。
1.塔高：喷雾干燥塔的塔高通常由物料的降水速率和干燥时间决定。
降水速率低或干燥时间长的物料，需要较高的塔高以增大干燥时间。
一般而言，塔高一般在10-20米之间。
2.塔径：喷雾干燥塔的塔径通常由物料湿度、干燥温度和干燥时间决定。
物料湿度高、干燥温度低或干燥时间长的物料，需要较大的塔径以增大干燥面积。
一般而言，塔径一般在3-6米之间。
3.出料口尺寸：出料口尺寸通常根据物料流动性和物料产量来确定。
物料流动性差的物料需要较大的出料口尺寸，以保证物料顺利流出。
而物料产量大的情况下，出料口尺寸也需要相应增大。
总之，喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算需要综合考虑物料性质、物料产量、物料湿度、干燥温度等多个因素，并结合实际情况进行合理确定。
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算精编版
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算精编
版
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一、喷雾干燥塔的结构设计
1、喷雾干燥塔的整体构造
喷雾干燥塔的结构一般由喷雾器、冷却管、真空泵、分级器、集尘器
等组成。
其中，喷雾器是干燥器的核心，是用来将原料液体分散成小的微
滴喷入干燥器中以便于更好的干燥，一般采用涡轮喷雾器或柱塞喷雾器。
冷却管用来冷却热气流，以防止干燥空气耗散的热能过量损失，从而控制
热气的低温，以确保干燥的产品的质量；真空泵使得压力降低，从而达到
抽吸空气；分级器能将小的微滴从大的微滴中分离，使大的微滴消失，有
助于更好的干燥效果；集尘器可以收集掉落的干燥产物，以便有效的利用。
2、喷雾干燥塔的尺寸估算
喷雾干燥塔的尺寸估算包括两个方面：一是容積尺寸，根据干燥的产
物数量及理论的气体量计算；二是传热尺寸，根据理论的热耗量及实际的
传热量计算。
1）容積尺寸估算：根据干燥产物的数量及理论的气体量，按照适当
的塔压力和塔温计算喷雾干燥塔的容積，一般采用立式容器，容積是半球
形或磁盘形，其体积与羽量有关，与温度总量和塔压力有关。
2）传热尺寸估算：传热尺寸估算是按照理论的热耗量及实际的传。
喷雾干燥塔
喷雾干燥塔介绍喷雾干燥塔是一种常用的干燥设备，广泛应用于化工、食品、医药等行业。
它通过喷雾将液体物料雾化，并在热空气中进行传热和干燥，使物料迅速转化为粉末状的固体物料。
喷雾干燥塔具有干燥效率高、操作简便、生产能力大的特点，被广泛应用于固体物料的干燥过程中。
工作原理喷雾干燥塔的工作原理是将液体物料通过喷雾器雾化成微小的液滴，然后与热空气进行接触并进行传热和干燥。
在喷雾过程中，液滴与热空气之间通过对流和传导进行传热，使液滴内的水分快速蒸发，最终形成固体颗粒。
整个喷雾干燥塔由喷雾系统、干燥室、热风系统、排风系统等组成。
在喷雾系统中，液体物料经过加热后被送入喷雾器，喷雾器通过高压泵将液体物料雾化成微细液滴。
这些液滴随后进入干燥室，与热空气进行充分的接触和传热。
干燥室内的热空气由热风系统提供，热风系统使用燃气或电加热器加热空气，使其达到所需的干燥温度。
在干燥室内，液滴内的水分蒸发，形成固体颗粒。
固体颗粒通过排风系统排出干燥塔，完成整个干燥过程。
设计特点1. 高效干燥喷雾干燥塔采用喷雾雾化技术，将液体物料雾化成微细液滴，增大了表面积，加快了蒸发速度，从而实现了高效的干燥效果。
喷雾干燥塔在短时间内可以将液体物料转化为粉末状的固体物料，干燥效率高。
2. 操作简便喷雾干燥塔的操作相对简便，只需进行简单的调整和控制即可完成干燥过程。
操作人员只需控制喷雾量、进风温度等参数，就能够实现稳定的干燥效果。
3. 生产能力大喷雾干燥塔具有较大的生产能力，能够适应不同规模的生产需求。
干燥塔可以根据物料的性质和生产要求进行设计，以满足生产线的产能需要。
4. 适用范围广喷雾干燥塔适用于多种物料的干燥过程，包括化工、食品、医药、农药等行业。
它可以对液体物料进行干燥，将其转化为粉末状固体，满足不同行业的生产需求。
应用领域喷雾干燥塔在众多行业中得到了广泛的应用，以下是一些应用领域的例子：1. 化工行业喷雾干燥塔在化工行业中被广泛应用于涂料、颜料、染料等物料的干燥过程中。
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算演示文稿
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算演示
文稿
第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算
1．喷雾干燥塔结构设计原则
喷雾干燥塔是通过将饮料和大气内的水分以雾状物质的形式混合，利用气体携带力将蒸发成汽并将气温从高温降低至低温，从而使饮料中的水分充分蒸发、冷凝而达到干燥的作用。
因此，喷雾干燥塔的核心技术就是将水份充分蒸发，冷凝而达到干燥的作用。
喷雾干燥塔的结构设计原则主要是：
（1）设计一个具有足够大面积的喷射系统，以使水分能在尽量短的时间内充分蒸发，降低生物质水分的含量。
（2）采用较大的喷雾干燥塔高度，使热量传递的时间加长，降低压力损失，提高整个干燥过程的效率。
（3）为了提高喷雾干燥过程的效率，增加喷雾干燥塔内部的热量传递，应尽量选用具有较好的热效率的内衬天花板。
（4）采用有效的蒸发器和冷凝器，以节约能源，提高喷雾干燥塔效率。
（5）应采用较大的收集室，用以收集和回收干燥塔中的冷凝热量，提高喷雾干燥效率。
（6）喷雾干燥设备应具有良好的控制和安全装置，以防止意外。
2．喷雾干燥塔尺寸估算
（1）根据干燥后的干物料的最终水分含量，确定喷雾干燥塔的高度。
干燥技术第三节 喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算培训资料
▪ 其缺点为落入塔底物料，易被高温 气流烤焦而变质或变色。
▪ 此类流向主要用于气流式喷嘴。操 作空塔气速一般控制在1～3m／s。
(3) 空气一雾滴卧式水平并流的喷雾干燥
料液经干燥塔侧面的若干个喷嘴喷出，热风也由侧面围绕每 个喷嘴旋转地喷出，二者形成并流运动，如图5-77所示， 这种流向的优点是设备高度低，适合安装于单层楼房内。
干燥技术第三节 喷雾干燥塔的 结构设计和尺寸估算
3.3.1.1 空气一雾滴并流 运动
所谓并流运动，是指空气和雾滴 在塔内均为相同方向运动。并流 又分为
(1) 空气－雾滴向下并流 的喷雾干燥
如图5-72所示。喷嘴安装在塔的 顶部，热空气也从顶部加入。空 气－雾滴首先在塔顶高温区接触， 水分迅速蒸发，空气温度急剧下 降，当颗料运动到塔的下部时， 产品已干燥完毕。
否则，将引起严重的颗粒夹带，给回收系统增加负荷。
3.3.1.3 空气一雾滴混合流运动
混合流是既有逆流又有并流的运动。可分为三种情况：
(1) 喷嘴安在干燥塔底部，向上喷雾，热风从顶部进入，雾滴 先与空气逆流向上运动，达到一定高度后，又与空气并流向 下运动，最 后物料从底 部排出，空 气从底部的 侧面排出。
⑤因设计或操作不当而产生的严重粘壁现象，甚至使喷雾干燥 器不能投入生产。
物料粘壁可粗略地分为三种类型： ①半湿物料粘壁； ②低熔点物料的热熔性粘壁； ③干粉表面附着(或称表面附灰)。 通常容易发生的是半湿物料粘壁。
▪ 半湿物料粘壁的原因是喷出的雾滴在没有达到表面 干燥之前就和器壁接触，因而粘在壁上。粘壁物料 愈积愈厚，达到一定厚度便以块状自由脱落。因此， 造成产品烧焦、分解或湿含量过高。
如图5-73所示，在并流情况下，塔内温度是较低的， 适用于热敏性物料的干燥。
干燥技术第三节 喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算
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3.3.1.3 空气一雾滴混合流运动
混合流是既有逆流又有并流的运动。可分为三种情况：
(1) 喷嘴安在干燥塔底部，向上喷雾，热风从顶部进入，雾滴 先与空气逆流向上运动，达到一定高度后，又与空气并流向 下运动，最 后物料从底 部排出，空 气从底部的 侧面排出。
②粗雾滴和空气流动关系不大。
③在并流流动的情况下，离开旋转雾化器的雾滴倾斜 地去和引入的干燥空气接触。
④在干燥塔内的空气分布器的周围，以及在壁上的这 些涡流，建立起局部范围的雾滴一空气的逆流流动。
⑤空气一雾滴的运动，由空气分布器的位置和结构、 雾化器的位置和操作、在干燥时的雾滴行为、干燥 塔的尺寸、粉体一空气排出的方式所控制。
3.3 喷雾干燥塔的 结构设计和尺寸估算
在这一节内，主要讨论塔内空气一雾滴的 ▪ 流动方向， ▪ 热风分布装置， ▪ 空气进、出干燥塔的方式， ▪ 粘壁问题， ▪ 干燥塔直径与高度的估算, ▪ 行业及企业标准等。
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3.3.1塔内空气一雾滴的流动方向
▪
在喷雾干燥塔内，空气(即热风)和雾滴的运动
方向及混合情况，直接影响到干燥时间和产品质量。
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3.3.2空气(热风)分布器
能够预测和控制喷雾干燥塔内的雾滴一空 气的运动，对干燥塔的设计是非常重要的。 离开雾化器的雾滴及干燥空气的运动组合方 式决定着干燥速度及干燥程度。雾滴一空气 运动的结果决定着液滴在干燥塔中的停留时 间。
关于雾滴一空气运动状态，有如下共同的 结论。
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①可以认为细雾滴的运动，在大部分干燥塔体积中， 受到空气流的完全影响。一旦小液滴离开雾化器， 它们便获得雾化器附近的周围空气的速度。
干燥技术第三节-喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算教学提纲
由图5-75可见，塔内温度分布是相当均匀的，尽管空气入口 温度是450℃，但与雾滴接触后，就迅速下降到接近于出口温 度。这说明雾滴一空气之间的热、质交换过程进行得很迅速。 同时，对塔壁的结构材料不必有过高的耐热要求。
在并流干燥情况下，热风入口可以具有相当 高的温度，因为高温气流与液滴接触的瞬间， 液滴保持湿球温度，故热风人口温度可以高 于产品的允许温度，而关键在于严格控制空 气出口温度。
⑥在液滴干燥的关键的第一阶段中，空气分布器决定 着雾滴一空气运动。
3.3.3 干燥塔锥形底出料和排气方式的组合
图5—96示出的组合方式，基本上概括了常用的 方法。可根据工艺要求，选择其中某一种形式。
3.3.4喷雾干燥操作中的粘壁问题
粘壁现象是指被干燥的物料黏附在干燥塔的内壁上。粘壁现 象是喷雾干燥的一个重要问题。这是因为：
干燥技术第三节-喷雾干燥塔的 结构设计和尺寸估算
3.3.1.1 空气一雾滴并流 运动
所谓并流运动，是指空气和雾滴 在塔内均为相同方向运动。并流 又分为
(1) 空气－雾滴向下并流 的喷雾干燥
如图5-72所示。喷嘴安装在塔的 顶部，热空气也从顶部加入。空 气－雾滴首先在塔顶高温区接触， 水分迅速蒸发，空气温度急剧下 降，当颗料运动到塔的下部时， 产品已干燥完毕。
(2) 设置内流化床的喷雾干燥塔 喷嘴安装在塔的顶部，塔底部是一个内流化床，两个进风口， 一个排风口，一个出料口，见图见图5-82。
(3) 喷嘴安装在塔 的中上部
如图5-83所示，物料向上喷 雾，与塔顶进入的高温空 气接触，使水分迅速蒸发， 具有逆流热利用高的特点。 物料已干燥到一定程度后， 又与已经降低了许多温度 的空气并流向下运动，干 燥的物料和已经降到出口 温度的空气接触，避免了 物料的过热变质，具有并 流的特点。在设计与操作 时，要防止在颗粒返回区 域产生严重的粘壁现象。
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算演示文稿
干燥技术第三节喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算演示文稿喷雾干燥是一种常见的干燥技术，广泛应用于化工、制药、食品等行业。
在喷雾干燥过程中，通过将液体喷雾成小颗粒，在热气流中迅速蒸发水分，从而实现干燥的目的。
喷雾干燥塔是喷雾干燥的关键设备之一，其结构设计和尺寸估算对于喷雾干燥的效果和工艺参数有着重要影响。
首先，我们来看一下喷雾干燥塔的基本结构。
一般来说，喷雾干燥塔由上、中、下三个主要部分组成。
上部主要是干燥热气流的进气和排气装置，中部为喷雾器和固体收集器，下部为颗粒分离设备和底部排放装置。
具体结构设计上，通常还包括进出料装置、热源装置、过滤器和除尘器等辅助设备。
在喷雾干燥塔的结构设计中，需要注意的是喷雾器的位置和布置。
喷雾器通常位于干燥塔的顶部，其主要作用是将液体加压喷雾到干燥塔内部。
喷雾器的布置应保证喷雾均匀、覆盖范围广，并且与热气流的方向相对应。
此外，还应考虑喷雾器的喷雾角度、喷雾压力和喷雾量等参数的选择，以适应不同物料的干燥要求。
在尺寸估算方面，喷雾干燥塔的高度和直径是两个重要的参数。
一般来说，高度和直径的选择应根据物料的性质、干燥速度和产量等因素进行合理估算。
高度的选择应保证能够充分蒸发水分，避免液滴回流和物料过度干燥的问题；直径的选择应考虑物料在干燥过程中的流动性和传热性。
此外，还需要根据具体情况确定进出料装置和收集设备的尺寸和位置。
除了高度和直径，还需注意喷雾干燥塔的冷却方式和热源供给。
冷却方式通常有自然冷却和强制冷却两种选择，具体根据物料的特点和干燥要求进行选择；而热源供给则根据物料的热敏性和热源的供应能力进行选择，可采用蒸汽、热风或者电热等方式。
总结起来，喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算需要充分考虑物料的性质、干燥要求和工艺参数等因素。
通过合理的结构设计和尺寸估算，可以实现干燥过程的高效、稳定和可控，提高产品质量和生产效率。
（注：本篇文稿字数约700字，不足1200字，如需进一步补充。
喷雾干燥设备PPT课件( 102页)
干燥十分有利。 6、对干燥物料的颗粒粒度有一定的限制，一般要求颗粒为不小于30μm，
而又不大于4～6mm,限制了使用范围。 7、对易结块物料因容易产生与设备壁间粘结而不适用。
八、鼓形阀（旋转阀 ）
五、恒速干燥阶段与降速干燥阶段
在恒定干燥条件下，干燥过程主要包括两个阶 段：恒速干燥阶段（通常由于物料的预热阶段 时间很短）和降速干燥阶段。
1、恒速干燥阶段 在此阶段中物料表面始终被非结合水分充分湿
润，这是由于物料内部水分表面的扩散速率大 于表面水分的汽化速率，在恒速干燥阶段有以 下特点：
4）在此阶段中，干燥速率的大小取决于物料本身的 结构、形态和尺寸，而与外部的干燥介质条件关系不 大，所以降速干燥阶段又称为物料内部扩散控制阶段。
5）此阶段除去的水分为剩余的非结合水分和一部分 结合水分。
六、干燥设备的新发展
1、大型的自动化的设备普遍使用； 2、提高热效率，节约能源； 3、先进的附聚技术在干燥过程中的应用； 4、奶粉的全自动枕式包装的应用。
因为在装置内部发生激烈气流旋转运动，故命名旋风分离器，它的器体上 部为圆柱体，下部为圆锥形，内部还有一圆筒。进气管位于外圆筒上侧，
与外圆筒相切，底部有粉尘出口，上部是废气排出口。
旋风分离器特点
1、分离效率高，提高产品得率，减少损耗，减少环 境的污染；
2、分离器内壁应非常光滑，减少流动阻力，粉末不 至粘壁；
/MPa /℃ /℃ /m3 /Pa
350 673～713(浓奶45%～50%) 850（包括流化床）
0.8 160℃ 85～90℃ 67 100～200
喷雾干燥塔技术参数
喷雾干燥塔技术参数序号项目数据1水份蒸发量(kg/h)500 (详见工艺流程图）2进料总量(kg/h)10003生蒸汽耗量(kg/h)1600~1650 (进料按常温计算）4生蒸汽压力(MPa)0.85进风温度（0C)160~1656排风温度（0C)75~657塔内负压(KPa)400~6008进料浓度40°Bx95~979成品水分含量（%）110010加热面积（m2）11总功率（kw）10612设备高度（m）1810m×9m13占地面积（m2）5200×5200×1860014设备外形尺寸（mm）新型喷雾干燥塔的详细说明1、设计理念：1、前期工作：前段时间我们到贵司了解了原来喷塔及物料性质的详细情况，觉得常规喷塔要做好贵司的产品有一定的难度。
建议贵司王科长带料前来我公司做详细实验。
后来潘科长带料前来我司，在我们设计的新型小喷塔上做了实验。
实验效果明显，并有不粘塔、颗粒大、溶解快等优点。
后来我司又为贵司做了造粒实验，样品以至贵司。
后我司核算了造粒成本大概在450元/吨左右，设备成本16万元左右。
2、设计数据：这次设计的压力式顺流喷雾干燥塔为上排风式。
塔高18380mm，筒体高度8540mm，直径6000mm；塔楼为三层，最高高度21660mm。
设备采用旋风回收细粉，然后进行水膜除尘。
细粉全部经过附聚造粒，成品粉经冷却除湿后进入粉仓等候造粒或者包装。
2、设计说明：1、与原来喷雾干燥的比较：（1）节约能源：两种技术比较，上排风塔比下排风塔节约能源10%左右。
（2）产品质量好：上排风塔比下排风塔的产品质量好的很多，冲调性、速溶度、颗粒度、外观等，都优于下排风塔。
（3）塔体结构简单，制造方便：由于塔的柱体和锥体连接，圆滑过度，没有死角，清洗方便。
（4）新增设计的冷分装置解决了老式下排风干燥的晾粉车不能连续出粉、连续包装；流化床设备投资太大，运行费用高等问题。
（5）技术原理：下排风干燥塔是顺流干燥，塔内不能形成环形风幕。
喷雾干燥的基本原理PPT课件
1：环境温度和湿度（相对湿度和绝对湿度） 可以利用专用的计算器来计算出我们环境空气中带有的水份。
关系：温度越高，水份越高 湿度越高，水份越高
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Pfizer Global Manufacturing / Nutrition Operating Unit Wyeth Nutritional (China) Co. Ltd.
喷雾干燥流程
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Pfizer Global Manufacturing / Nutrition Operating Unit Wyeth Nutritional (China) Co. Ltd.
喷雾干燥流程
Nozzle Cooling Air喷嘴冷却风
Air Heater 热风
Air Intake 进风口
喷雾干燥的优点
1： 瞬间干燥。干燥速度快，时间短。料液经雾化后，其表面积瞬间增 大若干倍，与热空气的接触面积增大，雾滴内部水份向外迁移的路径 大大缩短，提高了传热传质速率，干燥时间仅为5—35s左右就可蒸发 掉90%—95%的水份。
2：物料本身不承受高温。虽然喷雾干燥的热风温度比较高，但在接触雾 滴时大部分热量都用于水份的蒸发，所以排风温度并不高，绝大多数 操作排风温度都在80c—110c之间，物料温度也不会超过周围热空气 的湿球温度，对于一些热敏性物料也能保证其产品质量。
喷雾干燥的缺点
1：单位产品的热耗量大，介质消耗量大，设备的热效率低。 2：设备庞大。喷雾干燥是容积式干燥器，干燥强度低，所以需要干燥器
的体积庞大。 3：对分离设备要求高。干燥的过程是粉体漂浮在气体中，排风中带出部
分粉尘，对气固分离设备的要求比较高。
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Pfizer Global Manufacturing / Nutrition Operating Unit Wyeth Nutritional (China) Co. Ltd.
喷雾干燥塔技术参数
喷雾干燥塔技术参数新型喷雾干燥塔的详细说明一、设计理念：1、前期工作：前段时间我们到贵司了解了原来喷塔及物料性质的详细情况，觉得常规喷塔要做好贵司的产品有一定的难度。
建议贵司王科长带料前来我公司做详细实验。
后来潘科长带料前来我司，在我们设计的新型小喷塔上做了实验。
实验效果明显，并有不粘塔、颗粒大、溶解快等优点。
后来我司又为贵司做了造粒实验，样品以至贵司。
后我司核算了造粒成本大概在450元/吨左右，设备成本16万元左右。
2、设计数据：这次设计的压力式顺流喷雾干燥塔为上排风式。
塔高18380mm，筒体高度8540mm，直径6000mm；塔楼为三层，最高高度21660mm。
设备采用旋风回收细粉，然后进行水膜除尘。
细粉全部经过附聚造粒，成品粉经冷却除湿后进入粉仓等候造粒或者包装。
二、设计说明：1、与原来喷雾干燥的比较：（1）节约能源：两种技术比较，上排风塔比下排风塔节约能源10%左右。
（2）产品质量好：上排风塔比下排风塔的产品质量好的很多，冲调性、速溶度、颗粒度、外观等，都优于下排风塔。
（3）塔体结构简单，制造方便：由于塔的柱体和锥体连接，圆滑过度，没有死角，清洗方便。
（4）新增设计的冷分装置解决了老式下排风干燥的晾粉车不能连续出粉、连续包装；流化床设备投资太大，运行费用高等问题。
（5）技术原理：下排风干燥塔是顺流干燥，塔内不能形成环形风幕。
粉的色泽和颗粒度都较差。
而上排风塔是混流干燥，雾滴的流程是恒速干燥期为顺流，降速期为混流排风，风到达底部时形成180度大回转，使干燥中的乳粉和空气进行分离，分离后的空气顺塔壁向上急速运动直达排风口。
风在急速向上运动中在塔壁和乳粉之间形成大的环形风幕，控制粉挂壁现象。
而且，细粉与喷雾的雾滴重新造粒，使粉的色泽和颗粒度都较下排风塔好。
2、项目的创新性：（1）粉色泽、风味好：因喷雾干燥的预热和恒速期均在上部进行（塔上部是高负压区）粉自由降落到锥体后，粉的表面温度相对下排风塔低，有利于保持粉的色泽和风味。
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由于雾化器安装在塔的顶部，不便于它的 更换和检修，这是该流向的缺点。
大家应该也有点累了，稍作休息
大家有疑问的，可以询问和交流
(2) 空气一雾滴向上并流的 喷雾干燥
▪ 喷嘴安装在塔底，干燥热空气也从 塔底部进入，构成空气－雾滴向上 并流运动；如图5-76所示。
3.3.2空气(热风)分布器
能够预测和控制喷雾干燥塔内的雾滴一空 气的运动，对干燥塔的设计是非常重要的。 离开雾化器的雾滴及干燥空气的运动组合方 式决定着干燥速度及干燥程度。雾滴一空气 运动的结果决定着液滴在干燥塔中的停留时 间。
关于雾滴一空气运动状态，有如下共同的 结论。
①可以认为细雾滴的运动，在大部分干燥塔体积中， 受到空气流的完全影响。一旦小液滴离开雾化器， 它们便获得雾化器附近的周围空气的速度。
见图5-80，产品与高温气体接触，它只适用于非热敏性物料 的干燥。热风的入口温度受产品的允许温度所限制。逆流操 作，要保持适宜的气体空塔速度。
否则，将引起严重的颗粒夹带，给回收系统增加负荷。
3.3.1.3 空气一雾滴混合流运动
混合流是既有逆流又有并流的运动。可分为三种情况：
(1) 喷嘴安在干燥塔底部，向上喷雾，热风从顶部进入，雾滴 先与空气逆流向上运动，达到一定高度后，又与空气并流向 下运动，最 后物料从底 部排出，空 气从底部的 侧面排出。
▪ 该流向的特点是：①在一定气速下， 塔内较大颗粒或粘壁料块，落入塔 底，定期排出，另作处理；
②喷嘴安装在塔的下部，便于操作、 维修和清洗。
▪ 其缺点为落入塔底物料，易被高温 气流烤焦而变质或变色。
▪ 此类流向主要用于气流式喷嘴。操 作空塔气速一般控制在1～3m／s。
(3) 空气一雾滴卧式水平并流的喷雾干燥
⑥在液滴干燥的关键的第一阶段中，空气分布器决定 着雾滴一空气运动。
3.3.3 干燥塔锥形底出料和排气方式的组合
图5—96示出的组合方式，基本上概括了常用的 方法。可根据工艺要求，选择其中某一种形式。
3.3.4喷雾干燥操作中的粘壁问题
粘壁现象是指被干燥的物料黏附在干燥塔的内壁上。粘壁现 象是喷雾干燥的一个重要问题。这是因为：
如图5-73所示，在并流情况下，塔内温度是较低的， 适用于热敏性物料的干燥。
▪ 旋转式雾化器的喷雾干燥 是并流向下的另一种形式
▪ 其空气一雾滴的运动比较 复杂，既有旋转运动，又 有错流和并流运动的组合。
▪ 塔内空气的流动状态，见 图5-74。
▪ 雾滴主要是沿水平方向飞 出的，故此类塔型为直径 大而高度小的形式
②粗雾滴和空滴倾斜 地去和引入的干燥空气接触。
④在干燥塔内的空气分布器的周围，以及在壁上的这 些涡流，建立起局部范围的雾滴一空气的逆流流动。
⑤空气一雾滴的运动，由空气分布器的位置和结构、 雾化器的位置和操作、在干燥时的雾滴行为、干燥 塔的尺寸、粉体一空气排出的方式所控制。
(2) 设置内流化床的喷雾干燥塔 喷嘴安装在塔的顶部，塔底部是一个内流化床，两个进风口， 一个排风口，一个出料口，见图见图5-82。
(3) 喷嘴安装在塔 的中上部
如图5-83所示，物料向上喷 雾，与塔顶进入的高温空 气接触，使水分迅速蒸发， 具有逆流热利用高的特点。 物料已干燥到一定程度后， 又与已经降低了许多温度 的空气并流向下运动，干 燥的物料和已经降到出口 温度的空气接触，避免了 物料的过热变质，具有并 流的特点。在设计与操作 时，要防止在颗粒返回区 域产生严重的粘壁现象。
①粘壁后的物料，由于长时间停留在内壁上，有可能被烧焦或 变质，影响产品质量；
②粘壁后的物料，时常结块落人塔底的产品中(指塔底出产品的 操作)，使产品有时不能达到所规定的湿含量；
料液经干燥塔侧面的若干个喷嘴喷出，热风也由侧面围绕每 个喷嘴旋转地喷出，二者形成并流运动，如图5-77所示， 这种流向的优点是设备高度低，适合安装于单层楼房内。
其缺点是空气一雾滴 混合不太好，大颗粒 可能未达到干燥要求， 就落入干燥塔底面上， 因而影响干燥产品质量。
其温度分布见图5-78。干燥产品的绝大部分落入塔底，间 歇或连续排出。一小部分被气流夹带的产品经气一固分离 器回收下来。
干燥技术第三节 喷雾干燥塔的结构设计和尺寸估算
3.3.1塔内空气一雾滴的流动方向
▪
在喷雾干燥塔内，空气(即热风)和雾滴的运动
方向及混合情况，直接影响到干燥时间和产品质量。
应根据具体的工艺要求(如物料热敏性问题、低熔点
问题、产品湿含量要求等)，正确选择适宜的空气一
雾滴的运动方向。
▪ 空气－雾滴的运动方向，取决于空气入口和雾 化器的相对位置，据此，可分为三大类：并流、逆 流和混合流运动。由于空气－雾滴的运动方向不同， 塔内温度分布也不同。三种情况：向下并流、向上 并流及卧式水平并流。
3.3.1.2 空气一雾滴逆流 运动
热风从塔底进入，由塔顶排出， 料液从塔顶向下喷出，产品由塔 底排出，空气一雾滴在塔内形成 逆向运动。
特点是热利用率较高。
▪ 因为传热传质的推动力较大，将 含水较少的物料与进口的高温空 气接触，可以最大限度地除掉产 品中的水分；
▪ 由于气流与雾滴逆向运动，延长 了雾滴的停留时间。
由图5-75可见，塔内温度分布是相当均匀的，尽管空气入口 温度是450℃，但与雾滴接触后，就迅速下降到接近于出口温 度。这说明雾滴一空气之间的热、质交换过程进行得很迅速。 同时，对塔壁的结构材料不必有过高的耐热要求。
在并流干燥情况下，热风入口可以具有相当 高的温度，因为高温气流与液滴接触的瞬间， 液滴保持湿球温度，故热风人口温度可以高 于产品的允许温度，而关键在于严格控制空 气出口温度。
3.3.1.1 空气一雾滴并流 运动
所谓并流运动，是指空气和雾滴 在塔内均为相同方向运动。并流 又分为
(1) 空气－雾滴向下并流 的喷雾干燥
如图5-72所示。喷嘴安装在塔的 顶部，热空气也从顶部加入。空 气－雾滴首先在塔顶高温区接触， 水分迅速蒸发，空气温度急剧下 降，当颗料运动到塔的下部时， 产品已干燥完毕。