Обзор оборудования
Распылительная сушилка с замкнутым циклом образует замкнутый циркуляционный контур, в котором теплоноситель можно использовать повторно. При сушке материалов, летучими компонентами которых являются органические растворители, токсичных материалов или материалов, опасных для людей и окружающей среды при выбросе, а также жидкостей с органическими растворителями и продуктов, склонных к окислению, воспламенению или взрыву, обычно требуется такой процесс, поскольку эти материалы не должны контактировать с кислородом. Поэтому теплоносителем преимущественно служит инертный газ, например азот или диоксид углерода; метод также называют сушкой в инертном газе. После газотвёрдого разделения отходящий из сушилки газ проходит через конденсатор для рекуперации растворителя или удаления влаги, затем нагревается в нагревателе и вновь поступает в сушилку. Использование теплоносителя и замкнутой циркуляции позволяет предотвращать высокотемпературные риски при сушке, исключать контакт с кислородом в процессе распылительной сушки и улавливать более 90% пыли.
Распылительная сушилка с замкнутым циклом надёжно применяется для сушки в замкнутом контуре суспензий на органических растворителях, таких как этанол, ацетон, циклогексан и толуол, с использованием инертного газа или азота в качестве сушильной среды. На протяжении всего процесса продукт не окисляется, среда может быть рекуперирована, а инертный газ или азот — возвращён в цикл для повторного использования. Как замкнутая система рекуперации органических растворителей, она требует очень высоких стандартов взрывозащиты, высоких характеристик автоматического управления и строгого соблюдения GMP. Её обычно используют для распылительной сушки технической керамики, фармацевтической продукции, материалов для аккумуляторов и порошков твёрдого сплава (WC-Fe).
Конструкция
(1) Система подачи и распыления: включает насос подачи, трубопроводный фильтр, трубопроводы жидкого сырья, распылитель и другие компоненты. Насос подаёт материал к распылителю, а фильтр удаляет примеси для обеспечения правильного распыления.
(2) Основная система циркуляции, сбора продукта и пылеулавливания: состоит преимущественно из сушильной башни, распределителя горячего воздуха, взрывозащищённого электронагревателя, циклонного сепаратора и рукавного фильтра. Материал высушивается в башне; распределитель равномерно подаёт азот внутри неё, а циклон и рукавный фильтр собирают высушенный продукт и удаляют пыль из газа.
(3) Система рекуперации растворителя: обычно включает конденсационную колонну, трубопроводы, клапаны и другие компоненты для возврата растворителя, испаряющегося при сушке, что снижает производственные затраты и загрязнение окружающей среды.
(4) Система подпитки азотом и отвода газа: оснащена анализатором содержания кислорода для его непрерывного контроля в сушильной башне. Управление открытием и закрытием клапанов подпитки азотом и отвода газа поддерживает содержание кислорода в диапазоне, требуемом процессом, для обеспечения безопасности производства.
Принцип работы
Распылительная сушилка с замкнутым циклом сочетает распылительную сушку и сушку в псевдоожиженном состоянии. Жидкое сырьё распыляется на мелкие капли сжатым азотом или центробежной силой и поступает в сушильную камеру, где контактирует с горячим азотом и обменивается с ним теплом. Растворитель испаряется, и материал высушивается. Одновременно циркулирующий газовый поток перемешивает и диспергирует взвешенные частицы в камере, обеспечивая равномерность сушки и стабильное качество продукта.
Весь процесс проходит в замкнутом циркуляционном контуре, а теплоноситель, например инертный газ, можно использовать повторно. Для легкоокисляемых, горючих, взрывоопасных материалов и материалов с органическими растворителями теплоносителем обычно служит инертный газ, например азот или диоксид углерода. После газотвёрдого разделения отходящий газ проходит через конденсатор для рекуперации растворителя или удаления влаги, затем нагревается и снова поступает в сушилку.
Технические особенности
(1) Высокая чистота продукта: азот является инертным газом и при сушке предотвращает контакт материала с кислородом, его окисление, изменение цвета и ухудшение свойств, обеспечивая качество и чистоту высушенного продукта. Поэтому оборудование может широко применяться в отраслях с высокими требованиями к качеству, например фармацевтической и пищевой промышленности.
(2) Низкое энергопотребление: используется усовершенствованная технология рекуперации тепла. В системе циркуляции азота тепло, выделяющееся при сушке, утилизируется и возвращается в цикл, что значительно повышает эффективность использования энергии и снижает энергопотребление и производственные затраты.
(3) Высокая скорость сушки: технология распылительной сушки позволяет быстро разделять жидкий материал на мелкие частицы, увеличивая площадь его поверхности и способствуя теплообмену и испарению влаги. Совместно с циркуляцией азота это ускоряет передачу тепла и сушку, повышает производительность и сокращает производственный цикл.
(4) Простота эксплуатации и обслуживания: благодаря автоматической системе управления операторам достаточно выполнить несложные настройки и регулировки для проведения всего процесса сушки. Кроме того, оборудование относительно легко очищать, что снижает затраты на обслуживание.
(5) Высокая безопасность: весь процесс сушки проходит в замкнутой системе, эффективно предотвращающей испарительные выбросы и утечки органических растворителей, уменьшающей риски пожара и взрыва и обеспечивающей безопасность операторов и производственной среды.
Преимущества
(1) Замкнутая циркуляционная система применяется во взрывозащищённых распылительных сушилках. Распылительная сушилка с замкнутым циклом использует азот в качестве теплоносителя и газа-носителя, обеспечивая циркуляцию в герметичном контуре. Это поддерживает безопасность сушки жидких материалов с органическими растворителями и защищает легкоокисляемые влажные материалы от окисления при сушке.
(2) Распылительная сушилка с замкнутым циклом использует новую технологию, позволяющую распылять азотом вязкие и густые жидкости с высоким содержанием твёрдых веществ, недоступные для традиционной центробежной распылительной сушки. Это повышает производительность и снижает энергопотребление более чем на 70%, обеспечивая значительные результаты по энергосбережению и выпуску продукции.
(3) Применение интеллектуального автоматического управления усовершенствовало традиционное оборудование центробежной распылительной сушки. Сушилка с замкнутым циклом использует непрерывный мониторинг и самодиагностику для безопасной сушки жидких материалов с органическими растворителями, а её интеллектуальная система обеспечивает высокий уровень автоматизации. Автоматические преобразователи перепада давления и непрерывное измерение кислорода повышают безопасность системы и надёжность обеспечения качества продукта.
(4) Распылительная сушилка с замкнутым циклом обеспечивает рекуперацию и повторное использование материалов, содержащих органические растворители, во время сушки. Наряду с решением проблем сушки и сильного загрязнения выбросами в соответствующих отраслях она обеспечивает возврат растворителей в процесс и практические результаты по энергосбережению и снижению выбросов.
(5) Инновационная технология герметизации конца вала циркуляционного вентилятора без утечек эффективно решает проблемы герметичности подобных систем.
Технологическая схема 1 — традиционная
Технологическая схема 2 — с блоком утилизации отходящего тепла
