劉殿宇

（華禹乳品機械制造有限公司)

噴霧干燥系統(tǒng)的保溫及注意事項

劉殿宇*

（華禹乳品機械制造有限公司)

以RGYP03-1000型立式壓力干燥塔在奶粉生產(chǎn)中的應用為例，對噴霧干燥系統(tǒng)的保溫問題及其有關注意事項進行了闡述。

噴霧干燥 熱損失 保溫 干燥塔 巖棉

噴霧干燥塔在生產(chǎn)中熱量消耗大，熱效率較低，僅為53%左右。除了應重視回收利用余熱外，噴霧干燥系統(tǒng)由于保溫效果不佳所造成的熱損失也不能忽視，尤其對大蒸發(fā)量和加熱溫度較高的噴霧干燥系統(tǒng)，其保溫就顯得更為重要。保溫措施不當，保溫效果差，就會造成大量熱量損失，甚至還會引起干燥塔壁嚴重結垢結焦，進而影響產(chǎn)品質(zhì)量。近年來，為了提高噴霧干燥塔的熱效率，在回收加熱器排放的冷凝水的熱量及排風攜帶的熱量方面已取得明顯效果。噴霧干燥系統(tǒng)應用領域廣泛，由于料液性質(zhì)不同，所需要的噴霧干燥系統(tǒng)其結構形式往往有所差異，尤其是加熱溫度的差別較大。一般的進風溫度都在150～160℃之間，高的可達到300℃以上。因此，噴霧干燥系統(tǒng)進風管道、加熱器、熱風分布器、干燥塔體、袋濾器、排風管道等凡是可能導致熱損失、影響生產(chǎn)甚至影響產(chǎn)品質(zhì)量的部位都必須進行保溫處理。近年來，因保溫質(zhì)量差而引發(fā)的問題也不少。本文就此以RGYP03-1000型立式壓力干燥塔在奶粉生產(chǎn)中的應用為例，對噴霧干燥系統(tǒng)的保溫問題進行闡述。

1 噴霧干燥系統(tǒng)主要技術參數(shù)和結構特點

噴霧干燥系統(tǒng)主要技術參數(shù)包括：(1)物料介質(zhì)：濃縮牛奶。(2)生產(chǎn)能力：1000kg/h。(3)進料質(zhì)量分數(shù)：40%～45%。(4)進風溫度：150～160℃。(5)出粉質(zhì)量分數(shù)：97.5%。(6)排風溫度：75～85℃。 (7)使用蒸汽壓力：0.9MPa。 (8)噴頭支數(shù)：3支。

噴霧干燥系統(tǒng)結構特點：采用3噴頭立式壓力噴霧干燥塔進行噴霧干燥，采用兩級捕粉即旋風加布袋的捕粉方式回收干燥系統(tǒng)排風攜帶的粉塵。采用臥式振動流化床對干燥塔出粉進行流態(tài)化干燥，并進行團聚造粒及冷卻。其工藝流程如圖1所示。

2 干燥塔的保溫

2.1 干燥塔的保溫材料

噴霧干燥塔的保溫材料目前主要采用巖棉。巖棉材料質(zhì)量有好有差，衡量巖棉保溫材料質(zhì)量的標準一是看巖棉的密度，二是看巖棉的整體狀態(tài)。用于噴霧干燥系統(tǒng)保溫材料的巖棉氈密度值一般在60～80 kg/m3之間。巖棉的整體狀態(tài)主要指是成張的，還是呈塊狀的。

圖1 噴霧干燥工藝流程

2.2 保溫層的厚度選擇

保溫層厚度的選擇是由保溫體的溫度、環(huán)境溫度、散失熱量等情況決定的。噴霧干燥系統(tǒng)的保溫厚度可按下式[1]計算：

式中 δ——保溫層的厚度，m；

PE——能量價格，元/GJ；

λ——絕熱材料在年平均溫度下的導熱系數(shù)，W/（m·K)；λ=λ0+A(T0+Ta)/2；

λ0——絕熱材料在 0℃時的導熱系數(shù)，W/（m·K)；

A——系數(shù)，通常由實驗得出；

T0——管道或設備外表面溫度，℃；管道為金屬材料時T0可取管內(nèi)介質(zhì)的溫度；

Ta——絕熱層外表面溫度，℃；

a——絕熱層外表面向周圍環(huán)境的放熱系數(shù)，W/（m·K)；

s——絕熱工程投資貸款年分攤率。

本例用于噴霧干燥塔的保溫材料為巖棉，巖棉的密度為60 kg/m3，進風管道保溫層的厚度為100 mm，熱風分布器保溫層的厚度為100 mm，干燥塔塔體保溫層的厚度為60 mm，袋濾器保溫層的厚度為50 mm。

3 干燥塔保溫應注意事項

保溫后的噴霧干燥系統(tǒng)在生產(chǎn)過程中不得有熱量散失。保溫材料必須填實，不得出現(xiàn)空洞現(xiàn)象。

3.1 干燥塔體的保溫

噴霧干燥塔體的保溫分為全部保溫和非全部保溫兩種。全保溫是指對塔體即塔柱體和錐體全部進行保溫。非全部保溫是指僅對塔柱體進行保溫，對錐體不進行保溫。選擇非全部保溫的干燥塔其弊端是錐體內(nèi)溫度與外界環(huán)境溫度差別過大時會在錐體內(nèi)壁產(chǎn)生潮粉，并促使掛壁進一步加劇。而全部保溫的干燥塔體在生產(chǎn)過程中不會出現(xiàn)由于溫差的作用在干燥塔錐體內(nèi)壁產(chǎn)生凝結水的現(xiàn)象。在生產(chǎn)過程中塔壁或多或少都會產(chǎn)生掛粉現(xiàn)象，且因物料特性而異，這均屬正常現(xiàn)象。因此，在干燥塔體的錐體上都設有振蕩器，定時擊震塔壁上的掛粉。但須注意，振蕩器在有保溫的錐體上其擊震效果沒有非保溫的錐體的效果好。在我國建議采用全部保溫的結構形式，尤其在高寒地區(qū)不宜采用非全保溫的形式。本例采用全保溫式，各部分保溫層厚度均為60 mm。

3.2 袋濾器的保溫

袋濾器作為捕粉裝置在噴霧干燥系統(tǒng)中經(jīng)常會用到。熱風在干燥塔中經(jīng)過熱交換后其排風溫度降低，本例的排風溫度最高值在85℃左右。袋濾器里面是布袋，其與環(huán)境溫差過大也會產(chǎn)生潮袋現(xiàn)象，掛粉不易被抖落下來，進而使布袋風阻增大。因此，也必須進行保溫處理。袋濾器的保溫厚度選取也是根據(jù)排風溫度及環(huán)境溫度等條件而確定的。本例袋濾器的保溫厚度取為50 mm，材料為巖棉。

4 結束語

需要特別說明的是，噴霧干燥塔內(nèi)的溫度分布不盡相同，塔上部溫度高于塔下部溫度，干燥塔塔頂?shù)臏囟茸罡?，也最易產(chǎn)生焦粉現(xiàn)象，尤其是離心干燥塔。因此，塔頂?shù)谋貙雍穸葢哂谒w其他部位的保溫層厚度，本例塔頂采用100 mm厚的巖棉保溫。為防止焦粉，在干燥塔塔頂還設有冷卻風圈。高溫加熱的噴霧干燥塔有的進風溫度高達300℃以上，其保溫層就更厚，這樣的干燥塔系統(tǒng)的保溫層厚度都在100 mm以上。干燥塔塔頂?shù)谋貙雍穸茸詈窨蛇_250 mm以上。

Heat Preservation of Spray Drying System and Matters Needing Attention

Liu Dianyu

Taking the application of RGYP03-1000 vertical pressure drying tower in milk production as an example,describes the heat preservation of spray drying system and related matters needing attention.

Spray drying； Heat loss；Heat preservation；Drying tower；Rock wool

TQ 051.8+92

2013-08-22）

*劉殿宇，男，1962年生，高級工程師。安達市，151400。