喷雾干燥操作中的粘壁问题【科研仪器定制】

  在工业喷雾干燥操作中，产品堆积在或存在于干燥塔内壁表面上，是一个正常现象，是一个堆积性质和堆积厚度的问题，或者它们是湿的、干的、粘性的，或者是热塑性的，要确定粘壁的严重性。这些问题关系到操作安全和得到的干产品质量。在干燥塔设计和操作中，科研仪器定制始终是要减少粘壁这种现象。

  由下列因素，造成产品堆积在室内壁表面上：

  ①.雾滴尺寸分布中的粗雾滴，由于没有充分的停留时间（干燥时间），使这样大的液滴表面，未完成干燥前，一个半湿状态的颗粒，就飞行到壁上。这经常是由空气分布的不均匀、没有完全雾化、干燥室尺寸设计不准确等造成的；

  ②.产品的热塑性和吸湿性的性质。在干燥室的温度和湿度条件下，在颗粒表面上产生粘性（甚至在湿含量低的时候也是如此）；

  ③.干颗粒的粉尘被吸附在仓壁的表面上。由于壁表面的几何形状和粗糙度，表面清洁度不够或者静电吸附等原因将产品吸附到表面上；

  ④.干燥室内表面上的任何一个变形位置，产品在其上堆积起来；

  ⑤.由于干燥室内表面保温不理想使产品堆积在热损失的位置上。此处可能发生局部的冷凝，或者高湿度的情况，造成产品黏附在内表面上；

  ⑥.门、观察窗、压力释放孔之间的缝隙，产品迅速堆积；

  在干燥过程中，产品呈粘性，吸附到表面上的倾向和程度可以用湿含量和粉体温度之间的关系来说明。在给定的干燥器湿度条件下，被被确定为所谓的粘性区域。因为产品温度和出口干燥空气温度相关，由干燥器卸出来了产品粘性状态可以预测，在出口干燥空气温度下，要求获得规定湿含量的粉体。

  如果该分体温度非常高，是在粘性区域，可以利用二次空气流冷却壁，产品温度可以降到表示这个粘性区域之外。或者采用二级干燥系统，在较低出口干燥空气温度下操作。

  半湿雾滴造成一系列问题，特别是发生在雾化器附近的壁的区域，离开雾化器的雾滴的轨迹方向，最 大的粘壁机会。这些沉积物能够堆积到脱落，变成湿料块。或者如果是湿的可以从壁上流下来。

  产生上述现象的原因包括：

  ①.没有获得充分的液滴干燥时间，干燥室的尺寸太小了；

  ②.由于不正确的雾化器操作，生成的雾滴太粗了；

  ③.由于采用不适宜的雾化器设计和调节，没有完全雾化；

  ④.不正确的空气分布器的调节和设计，也可能得到不充分的雾滴—空气接触，存在不良的干燥条件；

  减少沉积需要纠正上述这些问题。但是，干燥空气流动本身的控制，很少能够补偿不良的雾化。

  对于并流流动的干燥塔，颗粒沉积在内壁表面上，是有可能解决的。例如，安装的空气分布器，建立起一定的旋转空气流，干燥塔内的旋转的颗粒不可避免地和黏附在壁面上的颗粒接触，使其掉下来。

  在混合流流动的干燥塔内，干燥塔内的运动颗粒，科研仪器定制接触壁上的产品，也是不可避免的。因为在这些装置中，有复杂的空气流动图形；

  在并流流动的喷嘴塔中，具有直线流的非旋转的空气流动，因此雾滴飞向器壁的机会是不显著的。颗粒表面第一次和壁面接触的位置，是发生在干燥塔较低的区域。这种情况对大多数产品是适用的，粉体恰好滑下壁面，到达干燥塔底部，连续地卸料，或者建立起一定的粉体层，从室壁上掉落。

  停工时，表面干燥的粉体，沉积在干燥塔的壁面上，主要存在于椎体段，可以用安装在塔壁上的辅助装置（例如锤子、振动器），适当净化。

  如果在壁面上不能形成坚硬的粉体层，任何粉体都能够很容易地用真空软管轻微地刷一下，便可以移走。或者用空气吹扫净化程序移走。

  对于沉积在壁面上的热敏性产品，特别是在干燥塔高温区，能够造成热降解，可能发生产品质量问题。如果沉积物是软化层，当移动的时候，降解产品会和好产品混合，污染全部产品。

  如果沉积物能够形成坚硬的料层，这样的产品能够产生安全隐患。如果飞行的干颗粒在干燥室中呈现涡旋运动，则会形成一个潜在的爆炸混合物。

  如果沉积层内部的热量全部变成放热反应效应，这将存在一个火源，并且这些沉积物变为移动的。

  坚硬的沉积物，实践证明，用于干法清扫是困难的，因此需要用有效的湿法清扫。

  此外，由于生产出质量差的产品，沉积物直接影响损失。例如，由于干燥塔经常停车清扫，造成产量损失，造成高的清扫和处理流出物的成本。

  大多数喷雾干燥的操作，要求具有最小的壁的沉积，而有些产品，而有写产品希望在壁上有一定的停留时间，这样对完成湿分蒸发是有好处的。这样的产品呈现出的干燥特性是在允许的出口干燥空气温度下，能够承受完成低湿含量水平值的能力，特别是干燥过程中还包括结晶过程。他需要一个稳定的干粉尘层，在壁上的停留时间需要许多分钟。在这个方法中，利用并流流动干燥室，粉尘能成功地干燥，通常在壁上能形成多孔的团聚料层。这些料层建立起一定的厚度，便不断地破碎，从壁表面上落下，形成小块。这样操作的控制必须是精 确的，因为很容易发生产品的降解。如果干燥条件不能满足这样的产品特性，壁冷却是需要的，有助于产品连续频繁地从壁上落下。但是保留在壁上的产品如果需要若干分钟的干燥时间，达到残余含湿量，在一定程度上，科研仪器定制将产生某种程度的降解。如果产品特别粘，这时采用喷雾干燥和输送带的组合，是更可取的。因为这种装置，当输送带通过干燥室时，提供了一定的干燥时间，而且没有一系列沉积的问题，因为湿产品在输送带上是处于静止状态而完成干燥的。

  流化床的扬析效应，卷起干粉尘上升，同下降的半干雾滴接触，结果产生粉末化效应，形成了干表面颗粒。这种表面的特征是降低沉积物形成的趋势，特别是在混合流流动的干燥室内置的流化床是特别有效的，因为全部干燥室充满了飞行的颗粒。

  局部沉积的问题与冷凝有关，冷凝造成了“冷桥”效应。通过最佳干燥室的结构设计，选择材料和焊接质量来防止。门和通风管区域的保温表面，在干燥室薄板和外部夹套之间，有一个空气间隙。正确地安装绝热材料和夹层，不仅在这些区域能减少沉积，还能保证最清洁的全部塔壁操作。

  和大型干燥塔相比，小型干燥塔在粘壁方面有很多问题。因为由雾化器至壁的半径距离较小，空气停留时间较短，因而操作参数的变化受到很大的限制。

  在安装旋转雾化器的小直径的干燥塔中，沉积物始终是多半发生在干燥塔的上部区域，因为雾化轮的边缘靠近壁。在雾化轮水平面对应的上部，粘壁问题是显著的。轮的转速、进料速度、空气流率和雾化器的位置等这些变量，能够改变沉积物形成的程度和范围。但是，这种沉积如果只是通过单独改变操作变量中的一个参数很难消除。对于一个固定的雾化器位置，增加轮的转速，在干燥室顶部范围可以起到减少沉积的倾向。如果降低进料速率可以减少全部干燥室内的沉积物形成。

  在安装喷嘴的小型干燥器中，半湿物料沉积的范围，决定于喷嘴的安装、操作方式和干燥空气流率。喷嘴的位置和前进方向，具有重要的影响。安装在干燥室顶部的并流流动的压力喷嘴，离开喷嘴的雾滴向前扩张。下降的干燥空气速度、喷嘴的进料速度和压力、喷嘴的锥角，决定雾滴扩散的程度和喷嘴下面首次出现在室壁上的半干雾滴的距离。对于气流式喷嘴，相似的撞击区域在干燥室的下部。气流式喷嘴具有较窄的喷雾角，而且高速度喷射的雾化空气带动雾滴以较高的速度向前。由于雾滴携带周围的空气一起向前扩展，雾滴向外移动到壁上。甚至通过撞击区域进一步移到干燥室下部。如果是半湿雾滴将会产生粘壁现象。如果雾化的是细雾滴，能够完成移走湿分，颗粒接触到壁时已经完全干燥，不会形成不希望的沉积。

  在小型的喷泉式喷嘴的混合流流动的干燥室中，多数颗粒撞击的类似区域都发生在干燥室锥体的顶部。雾滴中最 大的颗粒迅速脱离空气流，到达干燥室锥体部。如果在降落到壁之前蒸发不充分，这些大雾滴可能是湿的，形成湿料层，被落下的干粉尘所覆盖。这样，会导致干燥室出现严重的沉积趋势。但是，在正常情况下选择这种小型干燥器，应该是容易干燥的无粘性产品，粘壁是不容易产生的。这种小型干燥器，在低生产速率下，是能够生产粗颗粒粉体的。

  在形成沉积物时，温度和湿度条件也起着非常重要的作用。如果是热敏性产品，科研仪器定制设备操作需要在非常低的出口干燥空气下进行。调节进口空气条件是重要的，以防止干燥器在非常高的温度条件下操作，特别是可能接近排放空气的饱和状态。如果没有这种调节，在相关的操作湿度和温度条件下，如果它低于临界湿含量就不可能达到规定的残余湿含量。

  和小型装置相比，大直径干燥塔部分干产品撞击的区域是比较容易控制的。增加干燥室尺寸，将许干燥液滴有较长的空中停留时间。这样，雾化器对液滴飞行的影响最小化了。通过控制干燥空气速度和方向，可以抵消产品粘壁问题。这样的控制，可以调节大干燥室内的空气分布器的方法或者在在干燥壁上喷射二次空气流来实现。

  对于并流流动的暗转旋转雾化器的干燥室，空气的旋转货雾滴的扩展通过安装空气分布器减少半湿液滴在壁上的对应雾化器水平面上的沉积，也是可控的。

  对于并流流动的喷嘴塔型干燥室，安装多孔板或垂直叶片的空气分布器，可以通过调节空气分布器来控制干燥空气流动图形。例如在筛板上的孔尺寸或孔间距或板间距可以重新排列，以限制任何一个局部涡流从而减少局部沉积。但是喷嘴的位置是固定的。喷嘴的轻微移位，液滴轨迹方向上的变化是迅速的。因此，雾滴的方向能够离开粘壁区域或避免撞击壁。如果能够控制空气分布器上的空气旋转和能够改变喷嘴位置，这就提供了干燥器操作的灵活性，最 大程度减小了干产品撞击壁的可能性。所以，喷嘴雾化器经常用在干燥非常困难的粘性产品上

  大多数设计合理的干燥器只会形成轻微的粘壁现象，可以持续工作到一个干燥周期。再开车时应对其进行必要的清理净化。净化的方法如下：

  ①.空气吹扫。允许空气吹扫的壁面可以通过开着的门等引进切线进入的干燥空气；

  ②.在干燥室和分体冷却后，对于容易从表面落下的分体，科研仪器定制用安装在干燥室壁上的锤子和振动器进行敲打；

  ③.用轻微的刷子刷掉或用真空吸管抽吸。