一種干燥和氣粉一體化工藝的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種干燥和氣粉一體化工藝，特別是直接將懸浮漿液制備成微米級產品的工藝，屬于噴霧干燥和粉碎【技術領域】；工藝包含以下步驟：（a）調節目標產品漿料至質量濃度為10%-30%；（b）將漿料送至孔徑為6mm-10mm的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為4mm-6mm的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力不低于0.5MPa，所述壓縮氣體的進氣壓力不低于0.5MPa；（c）漿霧在干燥塔內進行干燥；（d）收集干燥塔尾部的干燥后的粉體；本發明的干燥和氣粉一體化工藝，壓縮空氣經噴嘴后形成超音速氣流霧化料漿，能夠將原料懸浮漿液直接制備成產品粉體，克服現有技術漿液經過干燥后必須通過氣粉才能得到產品粉體的缺點，有效的提高產品的流動性和分散性指標，通過該工藝可直接將漿料制備成微米級粉體且可控性高。
【專利說明】一種干燥和氣粉一體化工藝
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種干燥和氣粉一體化工藝，尤其是一種直接將懸浮漿液制備成微米級產品的方法，屬于噴霧干燥和粉碎【技術領域】。
【背景技術】
[0002]通過化學沉淀法將目標粉體的漿料中固形物的直徑制備成微米甚至納米級別的技術已經成熟。
[0003]噴霧干燥有離心干燥和壓力干燥，離心噴霧干燥的產品粒徑050在30-40微米之間，壓力噴霧干燥產品的粒徑050在15-70微米之間，兩種噴霧干燥的產品因粒徑較粗，雖然流動性較好，但分散性差。為進一步制備更細粒徑的粉體產品，現階段都是通過干燥和氣粉兩步完成，造成大量能源消耗，人工、包裝、檢修成本居高不下，雖然產品粒徑050在5-9微米可控，但產品流動性差，分散性不好。
[0004]實現干燥和氣粉一體化工藝制備粒徑的粉體，難點在于:(1)噴頭的霧化狀態要能實現噴霧的快速干燥，不因為干燥的時間而影響形成固相產品的粒徑，(2)噴霧中固相的粒徑本身要能滿足產品的要求。
【發明內容】
[0005]本發明的發明目的在于:針對上述存在的問題，提供一種干燥和氣粉一體化工藝，通過該工藝能夠將原料懸浮漿液直接制備成產品粉體，克服現有技術漿液經過干燥后必須通過氣粉才能得到產品粉體的缺點，以降低粉體的生產成本和設備投入、維護成本，同時解決傳統離心干燥和壓力干燥工藝粉體之間的團聚問題，有效的提高產品的流動性和分散性指標。
[0006]本發明采用的技術方案如下:
一種干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:包含以下步驟:
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為10%-30% ；
(^)將漿料送至孔徑為6.-10.的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為4111111-6111111的噴嘴形成楽霧，所述楽料的進料壓力不低于0.51？3，所述壓縮氣體的進氣壓力不低于0.51？8 ；
(0)漿霧在干燥塔內進行干燥，所述干燥塔進口段溫度為2201: -320X:，出口溫度不低于 110。。；
((1)收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0007]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，通過調節適合的漿料濃度，在噴霧效果和過程經濟性上得到平衡，并創造性的將漿料通過分布器進行均化后再噴出，通過分布器孔徑和噴嘴孔徑的設計，供料和供氣壓力的設計，壓縮空氣經噴嘴后形成超音速氣流霧化料漿，使得噴出的漿霧能夠快速的進行干燥，并通過干燥塔進口溫度和出口溫度設計，解決了粉料的干燥問題，上述的技術措施有效的解決了粉體之間的團聚問題，使得能夠生產出符合要求的粉體，且相比于傳統的離心干燥和壓力干燥工藝，該工藝所得產品具有流動性好和分散性好的優點，且生產工藝簡單、設備投入低且運轉穩定，有效降低了粉體的生產成本，通過該工藝使得可以將漿料直接干燥和氣粉至微米級別。
[0008]進一步的，所述步驟匕)中，調節目標產品漿料至質量濃度為14%-18%。在該濃度范圍內擁有較好的均化和霧化指標，且經濟性更好。
[0009]進一步的，所述步驟(13)中，將楽料送至孔徑為8111111的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合并進入孔徑為5.5.的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.51^8-0.8腿^，壓縮氣體的進氣壓力為0.51^8-0.8腿通過該工藝可以產生可以將將漿料直接干燥和氣粉至5-9微米級別，具有更加的可控性，且產品具有更加的流動性和分散性。
[0010]進一步的，所述步驟匕)中，所述干燥塔采用高溫氣切向進氣干燥，進口段溫度為280V -3001，出口段溫度為1101: -1301:。切向進高溫其使得空氣在塔體內部呈螺旋型下降，一方面加強了漿霧和熱氣流的混合，強化了換熱蒸發，另一方面延長了漿霧固相在塔體內部的停留時間，得到更好的干燥效果。
[0011]進一步的，所述干燥塔塔體的內徑為3111-4111，塔高8111-12111。該參數的干燥塔塔體具有較優的干燥能力，且能在一定程度上優化粉體間的團聚。
[0012]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，所述步驟(6)在噴頭內進行，所述噴頭包括中空腔體結構的噴頭本體，所述噴頭本體的腔體通過分散板分隔成進料腔和混合腔，所述分散板上設置有均勻布置的孔徑為的分散孔，噴頭本體上設置有進料口、進氣口和噴嘴，所述進料口設置于進料腔上，所述進氣口設置于混合腔上，所述噴嘴設置于混合腔的端部，噴嘴的噴眼孔徑為4臟-61111110
[0013]本發明的干燥和氣粉一體化工藝的噴頭，其結構實現了漿料和氣體的獨立進入，并且在帶壓進料狀態下，漿料通過分散板上的分散孔進一步實現漿料固、液相均勻和分散，特別是不均勻的固相再次均勻和分散，分散后的漿料再進入混合腔中與高壓的氣體進行混合并通過噴嘴噴出，這種噴頭結構不僅解決了傳統噴頭固、液兩相漿料在噴頭內的分散難題，同時相對獨立的進料、進氣結構輔以多點分布的分散孔實現了氣、液、固三相在混合腔內高度均勻的混合，壓縮空氣經噴嘴后形成超音速氣流霧化料漿，使得噴出的物料具有相當高的霧化程度且固相粒徑均勻，便于在下一步的蒸發過程中水分快速的蒸發，有效的提高產品的粒徑指標，從而有利于實現干燥和氣粉工藝一體化。
[0014]進一步的，所述噴嘴的出口呈錐型結構，其錐角0為70。-80°。錐型結構的噴嘴出口不僅提高了噴液的霧化能力，由于該噴頭工作壓力較高，錐型結構的噴嘴出口還有利于降低噴嘴的磨損，噴嘴的上述結構參數有利于進一步提高噴嘴的霧化和固相分散程度，提高干燥效率和產品質量。
[0015]進一步的，所述混合腔的腔體的直徑為80111111-120111111，長度為150111111-250111111。混合腔的該設計使得漿液與氣體得到最佳的混合和粉碎狀態，有利于產品質量的提高。
[0016]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，所述步驟((1)中，還進一步包括在干燥粉體收集前進行分級。
[0017]進一步的，所述步驟((1)中采用空氣分級機進行分級。優選的采用氣流分級機。
[0018]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，步驟匕)中，所述漿料中含有分散劑。分散劑有利于漿料的固、液兩相形成均勻混合物。
[0019]本發明所述的噴頭安裝于干燥和氣粉一體化工藝裝置上，所述干燥和氣粉一體化工藝裝置包括干燥塔、噴頭、漿料供應裝置和壓縮空氣供應裝置；所述噴頭設置于干燥塔內頂部的中間位置上，所述漿料供應裝置和壓縮空氣供應裝置位于干燥塔外部，所述漿料供應裝置與噴頭的進料口連通，所述壓縮空氣供應裝置與噴頭的進氣口連通。
[0020]進一步的，所述噴頭的混合腔上還設置有清洗氣進口，所述清洗氣進口與壓縮空氣供應裝置連通。清洗氣進口與壓縮空氣供應裝置連通，能夠節省單獨的清洗氣進口供氣裝置投入。
[0021]進一步的，所述清洗氣進口與混合腔相切設置。
[0022]所述清洗氣進口在停車前可以對噴頭內部進行吹掃，防止滯留的漿料將腔體內和噴嘴阻塞，相切設置使得進入的高壓清洗氣沿腔體杯壁切向螺旋狀流入，更好的實現腔體內壁的吹掃和清洗，同時這種設計能夠進一步降低清洗氣進口對腔體氣、液、固相混合過程的影響。
[0023]所述干燥塔塔體的頂部設置有熱風進口，塔體的底部設置有粉體收集裝置。所述熱風進口與塔體相切設置，所述粉體收集裝置為旋風分離器或者袋式除塵器，或者旋風分離器和袋式除塵器的串聯組合。
[0024]所述漿料供應裝置為漿料壓力罐，所述壓縮空氣供應裝置為壓縮空氣罐。
[0025]綜上所述，由于采用了上述技術方案，本發明的有益效果是:
所述的干燥和氣粉一體化工藝，壓縮空氣經噴嘴后形成超音速氣流霧化料漿，通過該工藝能夠將原料懸浮漿液直接制備成產品粉體，克服現有技術漿液經過干燥后必須通過氣粉才能得到產品粉體的缺點，以降低粉體的生產成本和設備投入、維護成本，同時解決傳統離心干燥和壓力干燥工藝粉體之間的團聚問題，有效的提高產品的流動性和分散性指標，通過該工藝可直接將漿料制備成微米級粉體，且可控性高。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]本發明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中:
圖1是本發明的干燥和氣粉一體化工藝裝置圖；
圖2是本發明的干燥和氣粉一體化工藝裝置的噴頭結構示意圖；
圖3是本發明圖2噴頭的噴嘴結構示意圖。
[0027]圖中標記:1-干燥塔、11-熱風進口、12-粉體收集裝置、2-噴頭、21-噴頭本體、22-分散板、23-進料腔、24-混合腔、25-分散孔、26-進料口、27-進氣口、28-噴嘴、29-清洗氣進口、210-出口、211-噴眼、3-漿料供應裝置、4-壓縮空氣供應裝置。
【具體實施方式】
[0028]本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。
[0029]本說明書(包括任何附加權利要求、摘要)中公開的任一特征，除非特別敘述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個特征只是一系列等效或類似特征中的一個例子而已。
[0030]本發明的一種干燥和氣粉一體化工藝，通過以下步驟進行:
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為10%-30% ；
(^)將漿料送至孔徑為6.-10.的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為4111111-6111111的噴嘴形成楽霧，所述楽料的進料壓力不低于0.51？3，所述壓縮氣體的進氣壓力不低于0.51？8 ；
(0)漿霧在干燥塔內進行干燥，所述干燥塔進口段溫度為2201: -320X:，出口溫度不低于 110。。；
((1)收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0031]為提高目標產品漿料分散性能，漿料中加入配伍的分散劑。
[0032]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，其漿料產品漿料中固形物的粒徑不大于所述制備的目標粉體的粒徑，本實施例中，以漿料中固形物0X50粒徑不大于3微米為例。
[0033]本發明的干燥和氣粉一體化工藝裝置，其結構如圖1所示，包括干燥塔1、噴頭2、漿料供應裝置3和壓縮空氣供應裝置4，所述噴頭2設置于干燥塔1內頂部的中間位置上，所述漿料供應裝置3和壓縮空氣供應裝置4位于干燥塔外部，所述漿料供應裝置3和壓縮空氣供應裝置4與噴頭2連通。
[0034]所述干燥塔1塔體的頂部設置有相切進氣的熱風進口 11，塔體的底部設置有粉體收集裝置12，塔體的內徑為30-細，塔高80-12%粉體收集裝置12為旋風分離器或者袋式除塵器，或者旋風分離器和袋式除塵器的串聯組合。
[0035]所述漿料供應裝置3漿料壓力罐設計并以壓縮空氣提供壓力的方式供料，所述漿料壓力罐設置有漿料進口和壓縮空氣進口，壓縮空氣供應裝置4為壓縮空氣罐進行供氣。
[0036]本發明所述噴頭2結構如圖2所示，包括中空腔體結構的噴頭本體21，所述噴頭本體21的腔體通過分散板22分隔成進料腔23和混合腔24，所述分散板22上設置有均勻布置的分散孔25，噴頭本體21上設置有進料口 26、進氣口 27和噴嘴28，所述進料口 26設置于進料腔23上，所述進氣口 27設置于混合腔24上，所述噴嘴28設置于混合腔24的端部。所述漿料供應裝置3與噴頭2的進料口 26連通，所述壓縮空氣供應裝置4與噴頭2的進氣口 27連通。
[0037]所述混合腔24上還設置有清洗氣進口 29，所述清洗氣進口 29與混合腔24相切設置，清洗氣進口 29與壓縮空氣供應裝置4連通。
[0038]本實施例中，所述分散孔25的孔徑為6臟-10臟，較優的為8臟，分散孔25在分散板22上均勻的矩陣布置、平行錯位布置或者以同心圓方式布置。所述噴頭本體21腔體的直徑為80111111-120111111，整個腔體長度為250臟-350111111，混合腔24的長度為150臟-250111111。
[0039]本實施例中，噴嘴28的結構示意如圖3所示，所述噴嘴28的出口 210呈錐型結構，其錐角0為70。-80°，較優的為75。；噴嘴28的噴眼211孔徑13為4111111-6111111，較優的為5.5^ ；所述混合腔24端部沿圓周均勻設置有4-8個噴嘴28，較優的為6個，且噴嘴28的軸心與噴頭的軸心夾角為銳角。
[0040]實施例1
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為10% ；
(^)將漿料送至孔徑為6皿的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為4臟的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.51？3，所述壓縮氣體的進氣壓力為0.51？3 ； (0)漿霧在干燥塔內進行干燥，通過噴霧量和干燥塔進風量調節所述干燥塔進口段溫度為220。〇-2301，出口溫度為110。〇~12000 ；
((1)收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0041]本實施例在所述干燥和氣粉一體化工藝裝置中完成。
[0042]所述噴頭分散孔25的孔徑為分散孔25在分散板22上均勻的矩陣布置，所述噴頭本體21腔體的直徑為80臟，整個腔體長度為250臟，混合腔24的長度為150臟，噴嘴28的結構示意如圖3所示，其出口 210呈錐型結構，其錐角0為70。，噴眼211孔徑6為4.11111 ；所述混合腔24端部沿圓周均勻設置有4噴嘴28，且噴嘴28的軸心與噴頭的軸心夾角為銳角設置。
[0043]所述干燥塔1塔體的內徑為3111，塔高8111。
[0044]本實施例以活性磷酸鈣進行生產，其漿料中固形物050粒徑為3微米，生產出來的產品粉體經檢測其050粒徑為5-9微米，流動性指標采用固定圓錐法測定，其休止角為30度，日生產量1噸。
[0045]實施例2
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為14% ；
(^)將漿料送至孔徑為800的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為5.5^的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.51？^所述壓縮氣體的進氣壓力為0.51？8 ；
(0)漿霧在干燥塔內進行干燥，通過噴霧量和干燥塔進風量調節所述干燥塔進口段溫度為280。〇-2901，出口溫度為110。〇~12000 ；
((1)采用氣流分級機對粉體進行分級，分級機轉述為200017111111，收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0046]本實施例在所述干燥和氣粉一體化工藝裝置中完成。
[0047]所述噴頭分散孔25的孔徑為8.,分散孔25在分散板22上平行錯位布置，所述噴頭本體21腔體的直徑為100臟，整個腔體長度為300臟，混合腔24的長度為200臟，噴嘴28的結構示意如圖3所示，其出口 210呈錐型結構，其錐角0為75。，噴眼211孔徑6為
5.5臟；所述混合腔24端部沿圓周均勻設置有6個噴嘴28，且噴嘴28的軸心與噴頭的軸心夾角為銳角。
[0048]所述塔體的內徑為3.5111，塔高10111。
[0049]本實施例以活性磷酸鈣漿液進行生產，其漿料中固形物050粒徑為100納米，生產出來的產品粉體經檢測其050粒徑為5-9微米，流動性指標采用固定圓錐法測定，其休止角為35度，日生產量1.5噸。
[0050]實施例3
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為18% ；
(^)將漿料送至孔徑為800的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為5.5^的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.81？^所述壓縮氣體的進氣壓力為0.；
(0)漿霧在干燥塔內進行干燥，通過噴霧量和干燥塔進風量調節所述干燥塔進口段溫度為290。〇-3001:，出口溫度為120。〇~13000 ； ((1)采用氣流分級機對粉體進行分級，分級機轉述為200017111111，收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0051]本實施例在所述干燥和氣粉一體化工藝裝置中完成。
[0052]所述噴頭分散孔25的孔徑為分散孔25在分散板22上平行錯位布置，所述噴頭本體21腔體的直徑為100臟，整個腔體長度為300臟，混合腔24的長度為200臟，噴嘴28的結構示意如圖3所示，其出口 210呈錐型結構，其錐角0為75。，噴眼211孔徑6為
5.5臟；所述混合腔24端部沿圓周均勻設置有6個噴嘴28，且噴嘴28的軸心與噴頭的軸心夾角為銳角。
[0053]所述塔體的內徑為3.5111，塔高10111。
[0054]本實施例以活性磷酸鈣漿液進行生產，其漿料中固形物050粒徑為200納米，生產出來的產品粉體經檢測其050粒徑為5-9微米，流動性指標采用固定圓錐法測定，其休止角為42度，日生產量2.1噸。
[0055]實施例4
(^)調節目標產品漿料至質量濃度為30% ；
(^)將漿料送至孔徑為10皿的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為6臟的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.61？3，所述壓縮氣體的進氣壓力為0.61？3 ；
(0)漿霧在干燥塔內進行干燥，通過噴霧量和干燥塔進風量調節所述干燥塔進口段溫度為310。〇-3201，出口溫度為120。〇~13000 ；
((1)收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
[0056]本實施例在所述干燥和氣粉一體化工藝裝置中完成。
[0057]所述噴頭分散孔25的孔徑為川臟，分散孔25在分散板22上同心圓方式布置，所述噴頭本體21腔體的直徑為120臟，整個腔體長度為350臟，混合腔24的長度為250臟，噴嘴28的結構示意如圖3所示，其出口 210呈錐型結構，其錐角0為80。，噴眼211孔徑6為；所述混合腔24端部沿圓周均勻設置有8個噴嘴28，且噴嘴28的軸心與噴頭的軸心夾角為銳角。
[0058]所述塔體的內徑為細，塔高12111。
[0059]本實施例以活性碳酸鈣進行生產，其漿料中固形物050粒徑為270納米，生產出來的產品粉體經檢測其050粒徑為6-9納米，流動性指標采用固定圓錐法測定，其休止角為53度，日生產量3.2噸。
[0060]本發明的干燥和氣粉一體化工藝，壓縮空氣經噴嘴后形成超音速氣流霧化料漿，通過該工藝能夠將原料懸浮漿液直接制備成產品粉體，克服現有技術漿液經過干燥后必須通過氣粉才能得到產品粉體的缺點，以降低粉體的生產成本和設備投入、維護成本，同時解決傳統離心干燥和壓力干燥工藝粉體之間的團聚問題，有效的提高產品的流動性和分散性指標，通過該工藝可直接將漿料制備成微米級粉體，且可控性高。
[0061]本發明并不局限于前述的【具體實施方式】。本發明擴展到任何在本說明書中披露的新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
【權利要求】
1.一種干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:包含以下步驟: (^)調節目標產品漿料至質量濃度為10%-30% ； (^)將漿料送至孔徑為6.-10.的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合進入孔徑為4111111-6111111的噴嘴形成楽霧，所述楽料的進料壓力不低于0.51？3，所述壓縮氣體的進氣壓力不低于0.51？8 ； (0)漿霧在干燥塔內進行干燥，所述干燥塔進口段溫度為2201: -320X:，出口溫度不低于 110。。； ((1)收集干燥塔尾部的干燥后的粉體。
2.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述步驟匕)中，調節目標產品漿料至質量濃度為14%-18%。
3.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述步驟(10中，將漿料送至孔徑為的分布器進行均化，均化后再和壓縮氣體混合并進入孔徑為5.5111111的噴嘴形成漿霧，所述漿料的進料壓力為0.51^8-0.81？3，壓縮氣體的進氣壓力為0.51？&-0.81？80
4.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述步驟匕)中，所述干燥塔采用高溫氣切向進氣干燥，進口段溫度為2801: -3001，出口段溫度為1101: -1301。
5.如權利要求5所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述干燥塔塔體的內徑為 塔高
6.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述步驟(10在噴頭(2)內進行，所述噴頭(2)包括中空腔體結構的噴頭本體(21),所述噴頭本體(21)的腔體通過分散板(22)分隔成進料腔(23)和混合腔(24),所述分散板(22)上設置有均勻布置的孔徑為6111111-10111111的分散孔(25),噴頭本體(21)上設置有進料口( 26 )、進氣口( 27 )和噴嘴(28 )，所述進料口(26)設置于進料腔(23)上，所述進氣口(27)設置于混合腔(24)上，所述噴嘴(28)設置于混合腔(24)的端部，噴嘴(28)的噴眼(211
7.如權利要求5所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于的出口(210)呈錐型結構，其錐角￠(為70。-80°。
8.如權利要求5所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:所述混合腔(24)的腔體的直徑為 80111111-120111111，長度為
9.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于中，還進一步包括在干燥粉體收集前進行分級。
10.如權利要求1所述的干燥和氣粉一體化工藝，其特征在于:步驟(￡1)中，所述楽料中含有分散劑。
【文檔編號】B01F5/08GK104436723SQ201410716208
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年12月2日 優先權日:2014年12月2日
【發明者】秦永健, 藍蕓 申請人:四川綿竹川潤化工有限公司