喷雾干燥放大技术的最新进展及其应用
1. 喷雾干燥放大技术的最新进展
喷雾干燥放大包括工艺放大和设备放大。工艺放大要求在大型装置上实现小规模装置的过程,它包括产品的质量品质、安全问题、环保要求等;设备放大是一个机械设计问题,它主要包括干燥塔和热风分布器的设计。最近,Oakley借助于计算流体力学对喷雾干燥放大进行了研究。他指出,任何规模的喷雾干燥塔,其流体动力学是相似的。因此,可以利用这一相似性原理,实现从小塔放大至大塔的过程。常规的依赖于小型装置的试验和大型装置经验的放大方法不可能实现流体动力学相似。因为用小型装置试验预测大型装置的气体流形尚可,但是如果预测雾滴的运动则偏差很大。
喷雾干燥的能耗,历来为人们所关注,如何降低能耗一直是伴随着喷雾干燥的发展而存在的一个问题。作为典型的热风对流式传热干燥—喷雾干燥与一些传导传热型干燥相比,热效率很低。因此应当尽可能降低热风对流传热的比例。例如料液在塔外预热,以省去塔内物料升温所消耗的热量,这一点往往被人们所忽视。提高料液的固含量以降低蒸发负荷位是另一个有效的节能途径。但是,固含量提高,料液粘度也增加,给雾化带来了不便,所以高粘度料液的雾化是近年来的一个研究课题。对于牛顿型流体,当粘度大于10～20 Pa #8226;s时,雾化很困难;而对于某些非牛顿型流体,由于其流变学特性,尽管表观粘度很大,但是经雾化器喷雾后,其表观粘度大大降低,如洗涤剂等。因此可以利用这一特性。从排放的废气中回收热量也是有效的节能途径。
2. 放大喷雾技术的应用范围
喷雾技术除了应用于干燥过程外,还应用于反应、吸收、热分解和造粒等领域。20 世纪80 年代以来,利用喷雾干燥技术进行反应、吸收最成功的实例就是喷雾脱硫技术的应用。它将煤燃烧后产生的含二氧化硫气体与含强碱的泥浆雾滴接触,进行反应、吸收以达到脱硫的目的。喷雾流化造粒技术的发展,满足了人们对干燥产品质量,例如大颗粒、无灰尘、溶解性和流动性好等不断提高的要求