干燥系统之（二）喷雾干燥

  干燥系统里面，喷雾干燥器算是个大家伙，同是一样的水分干燥量，喷雾干燥塔不仅高而且大，占地着实不小。我们对比老沙弥的上文中的闪蒸干燥，蒸发量为1t的主体干燥室仅为Φ1600×7200mm（另外一个为Φ900×9000mm），而喷雾干燥的主体干燥室需要去到Φ7000×7500mm，这还未包括锥底高度。

  喷雾干燥是怎么实现对物料的干燥呢？它是采用雾化器将原料液分散为雾滴，并用热气体（空气、氮气等）干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。采用喷雾干燥法，可省去浓缩、过滤、粉碎等单元操作，但可能也会带来生产所带来的成本的上升。其工作原理动图如下：

  如果觉得上面的动图过于简单，可以参看下面的视频截图，有助于了解喷雾干燥塔的工作原理。这一个视频是国内upmach公司制作的，在未获得授权的情况下，不敢擅自布告。如果有需要这一个视频的，能够最终靠将这篇文章分享朋友圈，截图告知老沙弥就可以获得，毕竟学习还是能的。

  对物料干燥的重点是雾化液滴。而根据雾化的方式，大体上分为三种，分别是非常快速地旋转雾化，高压喷射雾化和气流携带雾化。而喷雾干燥也根据上述型式分为3种类别。下图中后俩图就是喷雾干燥中常见的高速离心旋转雾化型式。

  大概雾化情况的视频截图对比，给大家参阅下，直观点，左侧为旋转喷雾，右侧为高压喷雾：

  这3种喷雾干燥塔，对物料干燥后，某公司喷雾干燥器的进料量和成品颗粒情况对比如下，看完，有可能可以知道压力喷雾干燥塔相较旋转喷雾干燥塔的成品颗粒，更大点。这也是有些人说是“造粒塔”：

  下面举例说下常见的干燥塔：旋转喷雾干燥塔。它的离心雾化器一般装在干燥塔主体顶部，其转速可达16000~18000rpm，甚至更高，有些较小的分散盘，为了达到雾化效果，需要更高的转速，达26000rpm甚至更高。

  下图是某公司小型应用于类似制药行业的喷塔的占地需求、成品颗粒和蒸发量的概况：

  上面是小型的喷雾干燥塔，对于大型的喷塔，大概尺寸在文章开头已经提到过了。这里不另述。那喷塔的能耗大概如何呢？根据业内专家研究了工业化的近2000套喷雾干燥设备，得出以下结论，喷塔蒸发一kg水耗能在3~20MJ之间，中位数平均值为4.87MJ/kg水，折合干燥1t水约需1.75t蒸汽能量（表压6公斤饱和情况下），稍微设计选型出现差错，能耗更大。下图为部分干燥机器的对比：

  1、粘壁问题：喷雾干燥在使用的过程中，有很多人不免会遇到产品粘壁的现象。这个是很讨厌的事情，产品不达标，能源白浪费，这在大型的喷塔里面，更让人捉急。

  A、半湿产品粘壁。原因是喷雾液滴在到达表面干燥之前已经与容器壁接触，因此它们粘在壁上。粘壁的位置一般在雾化器喷出的雾滴运动轨迹的平面上，这与雾化器的结构和塔内热空气的运动状态有关。

  B、低熔点产品的壁面粘附。原因是物料在一定温度下达到熔点开始熔化，使其黏稠而粘在罐壁上。

  C、干粉的表面粘连。干粉在有限的空间内运动，总会有一些碰壁，这是不能避免的，但这种粘壁一般不厚，只要通过空气吹或轻轻撞击可以甩掉，简单的处理方法就是内壁抛光，某些特定的程度上能解决这个问题。

  出现这种事情，老沙弥更多的认为是多方面工作没做到位，若能事前可以多试验，多模拟，设备制作时可以认真而不苟且，开机时多”望闻问切“，应该能避免此类的事情发生，而不用到了事后救火。记得多年前奉命去某地项目救火，其中喷雾干燥塔的改造就折腾了近3个月，这不仅有技术问题，更多的是设备制作商扯皮的事情。如何抉择合适的供应商呢？以后有机会，再细说。

  2、能耗居高不下的问题。喷雾干燥的能源效率仅为25~60%左右。国内有学者研究并对比了喂料温度，进风温度，出风温度的变化后，能效变化的几组数据：

  并得出结论和建议：对于进料液，较高的固含量和进料液温度有利于提高热效率；对于加热系统，较高的进风温度和较低的出风温度有利于提高热效率。此外，合适的雾化器和余热回收也是提高热效率的重要方法。