氮气闭路循环高速离心喷雾干燥设备防爆型

概述： 根据需方工艺要求，物料为液态，含有有机溶剂无水乙醇，干燥后粉体颗粒有机溶剂含量低，处理量10 ㎏/h。设计进风温度大于 220℃，干燥介质氮气循环，循环介质中氧气含量小于 3%以下。物料接触部分SUS304。系统所有电机防爆，操作箱防爆，防爆等级： ExDIIBT4。

1、 生产工艺采用闭式喷雾造粒设备，酒精回收，造粒后的粉体呈圆球型状，粒度要求 30～40μm。

2、 处理量：5～10 ㎏/h。

3、设备要求内外镜面处理。方便清洗。

4、设备组装完毕，需方带料现场试验验收，确认合格后发货。

5、制作毕，焊接部分打磨处理去毛刺，设备内部清 理洁净，所有部件确认为全新部件与粉料有接触的部件都不可使用涂层进行处理。所有材质均采用和杭州同等材质制 作，实验结果均满足要求。干燥室加热器件要求无老化铁锈的污染。

6、产品回收率达到 95%以上。

7、试验验收现场培训需方操作人员熟练操作、调节参 数、处理设备使用过程中解决问题。

一、 干燥工艺：

氮气经过风机动力进入电加热换热室，经过充分换热以后螺旋状进入干燥塔。物料在料桶内由过滤网过滤，经过送料泵送入离心雾化器，高转速的雾化盘令料液切向雾化成细小颗粒，与热风充分接触，短时间内达到干燥的目的。

雾化器根据传动机构分为气动式和电动式：气动式是以压缩空气作为动力驱动，通过气压大小调节雾化盘的转速大小，控制雾化程度；电动式以电机的转速调节雾化盘的转速，电机通过变频器调节转速。变频器对电机和传动轴运转具有保护作用。

物料在下降过程中进一步干燥，达到产品质量要求。产品经过主塔下部进入旋风分离器扑集进入料仓。

尾气由布袋除尘滤袋 800 目过滤后，经过引风机进入氮气冷却室，冷却至常温状态并冷凝回收无水乙醇。冷凝后的无水乙醇经过排液阀进入溶剂罐。降温除湿后的尾气再次经过加热器加热到设定温度进入主塔循环利用。达到整体密闭循环，避免尾气外露。

干燥过程中进风温度可控，物料的加料量可调节，雾化盘的雾化转速可控制雾化细度，所以生产过程中设备可以充分保证产品质量。

全套干燥工艺采用封闭式操作，物料经过处不锈钢 SUS304 制作，根据物料要求，避免腐蚀。外壁 SUS304 封面。加料方式采用自动机械式，自动化程度高。

整个系统电机防爆等级：ExDIIBT4,电气控制柜采用防爆箱。所有风管连接法兰采用按照HG/T20592-2009 国标1.0MPa级标准，不锈钢。法兰之间密封垫片采用四氟垫。

此套干燥工艺，根据物料特殊性，采用闭路循环结构，系统所有进出料口配有真空蝶阀。

滤芯除尘器出风管道配有可观测视镜，对称放置照明灯。观察布袋粉尘是否外漏，并及时处理。布袋除尘器箱体布置泄爆口，确保安全。

系统内部温度、风压、氧气含量检测仪、加料频率、风机频率， 现场可以观察并连接控制系统，有氧检测并报警仪信号通过变送器输送信号连接到DCS 系统。

具体设备流程如图。

二、 设计计算及机型选型:

2.1、蒸发溶剂量：W= 10 ㎏/h 按照较大规格选型，留有调节余量。取，乙醇的蒸发潜热： rw=264kcal/kg

物料的比热容； 0.5kcal/kg℃

2.2、干燥风量确定：

2.2.1 、蒸发量10㎏/h乙醇 。

2.2.2 、在闭路循环系统中，尾气冷凝后气温25℃，此温度下饱和水汽值0.0229㎏/m³此值较乙醇饱和值相当。

2.2.3 、排风温度在85℃，在标况下水汽饱和容量为0.35㎏/m³水分。干燥物料终溶剂含量为小于1%,在此水分含量的水汽压与湿涵曲线图表中，单位气体水汽含量值在0.013～0.071㎏/m³水分及溶剂,喷雾干燥为瞬间雾化干燥，雾化后通过气力输送进一步干燥，气力输送过程特点为干燥时间短，热质交换分压剃度大。水汽及溶剂含量值取0.023㎏/m³。

蒸发量消耗气体量：L=10㎏/h÷0.023㎏/m³

=435m³/h

2.2.4 、引风机选型：在干燥系统流程中，考虑到设备的调节量，根据气流温度，空气湿含量大小，风量选型余量在10%， 总风量为435m³/h×1.1=479 m³/h。

在干燥系统与引风机连接部件阻力要求大于3500Pa。参照国家风机标准，引风机型号选用：

9-19 3.5A 右180º 1.5KW 变频调速

风机风量：500～900 m³/h 全压：3500Pa。2.3、干燥需要总热量：

2.3.1 、溶剂汽化时汽化潜热：W×rw

= 10㎏×（264+85-25）kcal/kg

=3240kcal

2.3.2 、干燥系统在运行过程中，通过干燥介质来热量循环交换， 则：Q1= V气×C_{气×（220℃－25℃）}

=479×1.25×0.24×（220－25）

=28022kcal/h

2.3.3、热源:电加热

从25℃加热到220℃，由电加热来完成，所需的热量为: 28022 kcal/h,

则电加热功率为28022÷860=32.5KW，根据三相电平衡规律，电加热总功率取36KW，电加热管及箱体内壁均采用不锈钢304制作，加热器的接线端子采用耐高温导线连接。

2.4 、冷却水循环量：

2.4.1 、干燥机组尾气温度平均 85℃，尾气量 479m³/h，从 85℃降到25℃释放热值：

479×1.25×0.24×（85－25）

=8622kcal/h

10 公斤乙醇溶剂凝露释放热值：10×264

=2640kcal/h

热值 8622＋2640kcal/h 需要 8℃冷水升到 15℃的水量：

（8622＋2640）kcal/h÷（15-8）

=1609 ㎏/h

=1.609 吨/小时

考虑到热利用损失，冷却水利用量：1.7 吨/小时。

可以采用无锡盖德制冷机组，制冷量 2 立方，电机功率 4KW, 机组体积 980×650×1500 ㎜。

2.4.2 冷却翅片采用不锈钢管SUS304翅片，换热面积按照不锈钢换热材质系数核计：

（8622＋2640）kcal/h ÷14.7÷7

=109㎡

按照换热充分，冷却器按照120㎡配备。

2.5 布袋除尘器：由于干燥过程中有较细小粉尘颗粒产生，布袋规格选用医药级滤芯过滤，过滤精度 800 目。

布袋除尘器过滤风速按照较低过滤风速 0.7m/min 核计，过滤面积：479÷60÷0.7=11.5 ㎡

选型MC-15 ㎡滤芯除尘器。滤芯采用Φ325×1000mm，1 只。聚酯材料，表面喷涂 PTFE，过滤精度 800 目，耐热温度 110～ 120℃。

除尘器箱体SUS304 材质制作，内壁采用镜面板制作。氮气脉冲反吹阀DN25。

2.6 设备控制：采用触摸屏PLC 集中控制与调节，氮气进出置换口DN20。氧含量检测仪采用防爆结构同行业运行稳定的品牌。温度、引风机频率通过触摸屏调节。

三、 LPG-10 离心喷雾干燥机技术参数：

1、 进风温度： 220～230℃（可调）

2、 出风温度： 85～95℃

3、 干燥强度： 8～12 ㎏/h

4、 设备动力： 5.8kw

5、 电加热功率： 36kw

6、 冷却换热器面积：120 ㎡

7、 8℃冷水耗量：1.7t/h 水压 0.3MPa

8、 除尘过滤面积：15 ㎡

9、 脉冲氮气耗量：2.4m³/h 气压 0.4MPa

10、 产品细度： 30～120 目

11、 设备外型尺寸：3.5×2.7×2.8m

12、 雾化盘转速: 18000 转/分钟

13、 干燥系统内部总容积：3.6 立方。

五、 设备制作材质及工艺：

1、 主机体内壁采用SUS304,δ=2.5 ㎜板制作。外壁表面打磨抛光处理。外壁SUS304 不锈钢δ=1.2 ㎜板制作。

2、 电气部分采用西门子电气，仪表为上海国龙仪表公司产品。

3、 各连接管道采用SUS304，δ=2.5 ㎜制作。整个系统密闭连接，内部系统运行风压 0.05MPa,设计制作按照 0.1MPa 压力。系统运行时避免氮气外露。连接管口采用快开卡箍连接，方便拆装清洗。

4、 发货时随机技术文件：

设备安装结构图。 1 份

电气原理图。 1 份

设备说明书。 1 份

设备易损件清单。 1 份

设备发货清单。 1 份

设备合格证。 1 份

5、安全防爆运行措施：

①、内部采用氮气密闭循环，采用氧气检测仪控制内部氧气含量，确保安全运行。为确保氧气检测仪损坏或反应灵敏度，设置 2 只氧气检测仪串联使用。

②、全套系统采用 0.6MPa 国标级法兰连接，避免外露。

③、布袋除尘箱体上部布置泄爆口，主塔体上部也布置泄爆口，确保安全。

④、对于乙醇回收系统，同行业使用稳定，黑龙江新和成生物科技 907 车间干燥系统回收乙醇稳定运行 2 年，内蒙

古金达威要求密闭系统回收石油醚工艺，稳定运转 5 年。