20世紀(jì)初歐洲開(kāi)發(fā)用以脫脂牛乳的干燥技術(shù)以來(lái)，現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)展成為制藥、食品、化工、冶金等行業(yè)用于制造粉末干燥最為成功的技術(shù)。尤其是近幾年，噴霧干燥是直接將液體漿料成形為粉狀物料并在其他行業(yè)中最為廣泛應(yīng)用的干燥形式。噴霧干燥是將原料液用霧化器分散成霧滴，并用熱空氣（或其他氣體）與霧滴直接接觸進(jìn)行傳熱和傳質(zhì)熱交換而獲得粉粒狀產(chǎn)品的一種干燥過(guò)程。原料液可以是溶液、乳濁液或懸浮液，也可以是熔融液或膏狀物，干燥產(chǎn)品可根據(jù)需要，制成粉狀、顆粒狀、空心球或團(tuán)粒狀。從噴霧干燥烘干機(jī)的分類來(lái)看：按氣流方向來(lái)分，有并流式（順流式）、逆流式和混流式；按霧化器的形式來(lái)分，有離心式、壓力式、氣流式；按生產(chǎn)流程來(lái)分，主要有開(kāi)放式、閉式循環(huán)二種（細(xì)分還有自惰式循環(huán)和半閉式循環(huán)二種）。本文主要從開(kāi)放式與閉式循環(huán)二種離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)與區(qū)別出發(fā)，結(jié)合安全性闡述閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的特點(diǎn)，可以說(shuō)常州市一步干燥設(shè)備有限公司研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)是針對(duì)當(dāng)前多種易氧易爆物料干燥安全性與可靠性所出發(fā)的。
1、開(kāi)放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)及區(qū)別
1.1開(kāi)放式離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)
    目前國(guó)內(nèi)大量使用的噴霧干燥烘干機(jī)從霧化器的形式來(lái)看大多是離心式的，從生產(chǎn)流程系統(tǒng)來(lái)看大多為開(kāi)放式的。開(kāi)放式離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)：載熱體在這個(gè)系統(tǒng)中只能使用一次就排入大氣之中，不能再循環(huán)使用，故只能適用于廢氣中濕含量較高、無(wú)毒無(wú)臭氣體，且排入大氣中后不影響環(huán)境污染的場(chǎng)合，富通新能源生產(chǎn)銷售木屑顆粒機(jī)、木屑烘干機(jī)等生物質(zhì)燃料成型、烘干機(jī)機(jī)械設(shè)備。
    雖然，開(kāi)放式離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)設(shè)備流程比較簡(jiǎn)單，空氣（或其他載體）由風(fēng)機(jī)經(jīng)過(guò)濾器吸入，送至加熱器加熱成熱風(fēng)，通過(guò)干燥塔頂部的熱風(fēng)分配器均勻地流入塔內(nèi)。但這種系統(tǒng)的最主要缺點(diǎn)：一是載熱體消耗量較大，能源浪費(fèi)較多；二是對(duì)含有機(jī)溶劑或易氧化、易防爆的物料干燥時(shí)，存在著極大的安全隱患。
1.2閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)
    閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)在國(guó)內(nèi)制藥行業(yè)應(yīng)用極少，其特點(diǎn)：載熱體在這個(gè)系統(tǒng)中組成一個(gè)封閉的循環(huán)回路，有利于節(jié)約載熱體、回收有機(jī)溶劑、防止毒性物質(zhì)污染大氣。一般制藥化工行業(yè)使用的料液往往是含有有機(jī)溶劑的物料，或者是易氧化、易燃、易爆的物料，有的還可能是有毒的物料。當(dāng)使用閉式循環(huán)系統(tǒng)時(shí)，載熱體大多使用惰性氣體（如氮?dú)狻⒍�氧化碳等），這樣從干燥塔排出的廢氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器和濕法除塵器除去微細(xì)粒子，然后進(jìn)入冷凝器，冷凝器的作用是將廢氣中的溶劑（或水分）冷凝下來(lái)，冷凝溫度必須在溶劑最高允許濃度的露點(diǎn)以下，以保證冷凝效果。除濕后的尾氣經(jīng)風(fēng)機(jī)升壓，進(jìn)入一個(gè)間接式加熱器后又變?yōu)闊犸L(fēng)，如此反復(fù)循環(huán)使用。
1.3開(kāi)放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的比較
    (1)閉式循環(huán)系統(tǒng)遠(yuǎn)比開(kāi)放式所用載熱體少，屬節(jié)能型；
    (2)閉式循環(huán)系統(tǒng)能適含有有機(jī)溶劑、易氧化、易燃、易爆的物料，或者是有毒的物料，這點(diǎn)適用范圍是開(kāi)放式是不能達(dá)到，其屬安全型；
    (3)閉式循環(huán)系統(tǒng)比開(kāi)放式多帶有一個(gè)回收有機(jī)溶劑系統(tǒng)，屬環(huán)保型；
    (4)開(kāi)放式干燥塔內(nèi)需保持一定負(fù)壓，而閉式循環(huán)式干燥塔內(nèi)需保持一定的正壓值。
2、防爆閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)組成及運(yùn)行機(jī)理
    常州市一步干燥設(shè)備有限公司近期研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)，在閉式循環(huán)系統(tǒng)的節(jié)能和環(huán)保理念下，又結(jié)合了防爆安全的理念，此二理念的有機(jī)結(jié)合才是這～設(shè)備系統(tǒng)的研發(fā)基礎(chǔ)。
2.1防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的系統(tǒng)組成
    防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)（圖1）由離心噴霧干燥烘干機(jī)主機(jī)、帶空氣過(guò)濾器的加熱器、鼓風(fēng)機(jī)、氣液分離器、大小冷凝器、噴淋塔、排風(fēng)機(jī)、一級(jí)旋風(fēng)分離器、二級(jí)旋風(fēng)分離器、泵、測(cè)氧儀以及管路與控制閥等組成。
2.2防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)運(yùn)行機(jī)理
    防爆型閉式循環(huán)噴霧干燥系統(tǒng)是在密閉的環(huán)境下工作，干燥介質(zhì)為惰性氣體，一般為N2，適用于有機(jī)溶劑的物料干燥有毒氣的物料或干燥過(guò)程中易發(fā)生氧化的物料的干燥。
    氮?dú)饨?jīng)加熱器加熱后進(jìn)入干燥塔，液體物料經(jīng)螺桿泵輸送至離心噴頭處，液體被高速旋轉(zhuǎn)的離心霧化器霧化成液滴，在干燥塔內(nèi)完成熱質(zhì)交換過(guò)程，被干燥后的粉狀物料從塔底排出，被蒸發(fā)的有機(jī)溶劑氣體在風(fēng)機(jī)的作用下，把夾在氣體中的粉塵通過(guò)旋風(fēng)分離器、噴淋塔除塵后，飽和的有機(jī)溶劑氣體經(jīng)冷凝器冷凝成液體排出冷凝器，不凝性氣體介質(zhì)被連續(xù)加熱后作為干燥載體在系統(tǒng)內(nèi)重新循環(huán)使用。而常規(guī)的普通的離心噴霧干燥是通過(guò)不斷的送風(fēng)、排風(fēng)達(dá)到排濕的目的，這也是防爆型閉式離心噴霧干燥設(shè)備與普通離心噴霧干燥設(shè)備的一個(gè)明顯區(qū)別。
  其中，干燥系統(tǒng)內(nèi)干燥介質(zhì)為N2，內(nèi)部為正壓操作，保持一定的正壓值，如果內(nèi)部壓力下降，由壓力變送器來(lái)自動(dòng)控制N2進(jìn)量，保證系統(tǒng)壓力平衡。由于，采用Nz之類惰性氣體作為循環(huán)氣體，對(duì)干燥的物料具有保護(hù)作用，循環(huán)氣體經(jīng)歷載濕、去濕的過(guò)程，介質(zhì)可重復(fù)使用。
3、防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的防爆安全性簡(jiǎn)析
    在制藥與化工行業(yè)生產(chǎn)中常有許多有機(jī)溶媒，一旦使用一些高濃度揮發(fā)性的有機(jī)溶液進(jìn)行噴霧干燥或有些易氧化的物料的噴霧干燥時(shí)，在干燥過(guò)程中就具有非常大的危險(xiǎn)性，如揮發(fā)性的氣體或有機(jī)溶液在空氣中極易爆炸，造成設(shè)備本身破壞或操作人員受傷。為確保設(shè)備運(yùn)行和生產(chǎn)的安全性，常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)是在全密閉基礎(chǔ)上，再在本體上設(shè)置了泄爆膜、泄爆口及壓力檢測(cè)系統(tǒng)，這樣能有效的遏制上述現(xiàn)象的發(fā)生，保護(hù)了人身安全及設(shè)備的安全運(yùn)行。
    (1)設(shè)備的系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)為全密閉能達(dá)到防爆型的基礎(chǔ)要求，通過(guò)全密閉性的設(shè)計(jì)保證其安全性。物料在全密閉性的環(huán)境下工作，系統(tǒng)在0.5MPa的壓力下無(wú)泄漏，物料不與空氣直接接觸，保證了設(shè)備及人員的安全性。
    (2)還在設(shè)備的主體和關(guān)鍵部位上設(shè)有泄爆片，從而在系統(tǒng)和結(jié)構(gòu)上保證了設(shè)備運(yùn)行的安全性。另需說(shuō)明一點(diǎn)，對(duì)有可揮發(fā)毒有害氣體的系統(tǒng)則沒(méi)有泄爆裝置。
    國(guó)內(nèi)的許多噴霧干燥烘干機(jī)因不具備防爆功能，多數(shù)是開(kāi)放式系統(tǒng)，使得其的應(yīng)用范圍很狹窄，設(shè)備的利用價(jià)值不高。例如，化工行業(yè)中催化劑（大多數(shù)催化劑中含酒精等揮發(fā)性氣體）的干燥在很大程度上需要防爆裝置及密閉設(shè)計(jì)，溶劑可以進(jìn)行二次處理，同時(shí)采用惰性氣體作為干燥載體保證物料在作業(yè)時(shí)不被氧化，經(jīng)典實(shí)用的控制手段，工藝參數(shù)得以隨心所欲。因此，防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)能配備完善與齊全的報(bào)警裝置，保證設(shè)備運(yùn)行時(shí)高枕無(wú)憂，不僅降低了成本，同時(shí)也保證了系統(tǒng)的安全性。
4、防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的特點(diǎn)與應(yīng)用
4.1防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的主要特點(diǎn)
    (1)封閉系統(tǒng)各管道的連接采用獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)，密閉性好，可確保系統(tǒng)在0.5MPa的壓力下無(wú)泄漏，熱效率高；
    (2)采用惰性的氮?dú)鉃楦稍锝橘|(zhì)氣體，防毒、防氧化、防爆炸，氣體經(jīng)載濕、去濕后可重復(fù)循環(huán)使用；
    (3)系統(tǒng)中配有干燥料液的溶劑的冷凝系統(tǒng)和回收系統(tǒng)可以使干燥料液中的溶劑得以通過(guò)二次處理可以循環(huán)使用，在封閉狀態(tài)和氮?dú)猸h(huán)境下熱態(tài)完成物料的干燥（溶媒脫除）并通過(guò)冷凝器回收溶媒，整機(jī)的安全性高。同時(shí)，設(shè)備為全密閉式設(shè)計(jì)，物料回收率高，此設(shè)備系統(tǒng)的收率之高是其他型式干燥器所達(dá)不到的。主要技術(shù)指標(biāo)：干粉物料回收率≥95qo，產(chǎn)品殘余溶劑≤2%，從而大大的降低了生產(chǎn)成本；
    (4)干燥速度十分迅速，料液經(jīng)噴霧后，表面積增大，在高溫氣流中，瞬間就可以蒸發(fā)掉95%-98%的水分，完成干燥時(shí)間一般僅需5-40sec左右；
    (5)噴霧干燥通常用于處理濕含量40%-600/0的溶液，能一次干燥成粉狀產(chǎn)品，大部分產(chǎn)品干燥后不需要再進(jìn)行粉碎和篩選，從而減少了生產(chǎn)工序，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程。同時(shí)，產(chǎn)品具有良好的分散性、流動(dòng)性和溶解性，由于干燥過(guò)程是在空氣中完成的，產(chǎn)品在本能保持與液滴相近似的球狀，具有良好的流動(dòng)性；
    (6)設(shè)備具有系統(tǒng)壓力在線測(cè)試裝置、氧氣濃度在線檢測(cè)控制裝置及在位清洗裝置；
    (7)設(shè)備控制系統(tǒng)采用人機(jī)界面，即PLC+觸摸屏控制，工藝流程圖動(dòng)態(tài)顯示。產(chǎn)品的粒度、松密度、水分在一定范圍內(nèi)，可用改變操作條件進(jìn)行調(diào)整，控制比較方便。
4.2防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的應(yīng)用
    常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)可適用于以下方面要求的噴霧干燥：
    (1)物料中的濕分為有機(jī)溶劑而需要回收；
    (2)固體中所含溶劑與空氣接觸時(shí)有些燃燒或爆炸的危險(xiǎn)：
    (3)在干燥過(guò)程中固體遇氧氣結(jié)觸時(shí)易被氧化；
    (4)干燥中防止細(xì)菌的混入：
    (5)干燥后有異味或有毒成分排出對(duì)環(huán)境有污染。
5、結(jié)論與結(jié)語(yǔ)
    本文從開(kāi)放式與閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)及區(qū)別入手，結(jié)合安全性闡述了閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的特點(diǎn)。目前常州市一步干燥設(shè)備有限公司所研發(fā)的防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)己在江蘇揚(yáng)子江藥業(yè)有限公司和上海立得催化劑有限公司投入生產(chǎn)運(yùn)行，其中上海立得催化劑有限公司在生產(chǎn)的過(guò)程中氧氣的殘余濃度可達(dá)到3PPM。此設(shè)備不僅溶劑回收安全可靠，消除了爆炸和燃燒的危險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)備配備的自動(dòng)充氮?dú)庀到y(tǒng)和系統(tǒng)壓力檢測(cè)系統(tǒng)保持了系統(tǒng)的平衡，避免了氣體爆炸的危險(xiǎn)。從運(yùn)行生產(chǎn)實(shí)踐和理論上可得到：
    (1)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)在閉式循環(huán)基礎(chǔ)上，集防爆、安全、環(huán)保與節(jié)能新理念于一體，使傳統(tǒng)離心噴霧干燥烘干機(jī)換發(fā)出新的生命力，也擴(kuò)大了其應(yīng)用范圍；
    (2)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)以系統(tǒng)理念，賦予噴霧干燥設(shè)備以高收率與閉密型的概念，也達(dá)到控制粉塵和藥廠GMP要求；
    (3)防爆型閉式循環(huán)離心噴霧干燥烘干機(jī)的設(shè)備操作簡(jiǎn)單，PLC操作控制，工藝流程圖動(dòng)態(tài)顯示，更適合現(xiàn)代高科技的要求。
    雖然，本公司此設(shè)備研制達(dá)到初見(jiàn)成效的，但還有待于我們不斷優(yōu)化和提高，我們期待著進(jìn)一步與用戶廠家溝通，并不斷完善設(shè)備和進(jìn)一步提高工藝小試的作用。