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喷雾造粒干燥设备运用于干悬浮剂烘干的技术探讨

信息来源:本站 | 发布日期: 2019-01-16 | 浏览量:
关键词:干悬浮剂干燥机,DF喷雾干燥机,农药烘干设备
      由于农药悬浮剂(SC)具有粒径小、活性表面大、悬浮率高、生物活性作用发挥好等优点,在20世纪80年代,国际农药加工业形成了对农药悬浮剂研究开发的热潮。但由于农药悬浮剂是一种在热力学上不稳定的分散体系,因此许多悬浮剂产品的物理贮存稳定性难以保证,造成了制剂在容器中的残留和容器清理的困难,给环境带来污染,这样增加了悬浮剂开发的难度。为此,考虑能否将悬浮剂进一步干燥造粒,使用时用水稀释,成为与悬浮剂相同的悬浮液,从这种思路出发,成功研制开发了一种新的固体剂型,这种剂型称之为干悬浮剂(代号为DF)。干悬浮剂为新兴剂型,市场前景广阔。



        干悬浮剂通过按照水悬浮剂的生产方法,首先制备成水悬浮剂,然后通过喷雾干燥(造粒)的方法制得产品,据介绍,干悬浮剂在国外的产量较大,占所有粒状产品的14.5%,仅次于挤出成型法(27.5%)。 而我国目前只有少数品种加工成这种剂型。 随着农药剂型的不断进步,相信干悬浮剂这种新剂型一定大有前途。干悬浮剂有如下特点:
    1) 干悬浮剂是湿粉碎后再经过喷雾干燥(造粒)制得的产品,活性物质的粒子很细,具有水悬浮剂的一切特点;
    2) 干悬浮剂通常制成颗粒状产品,具有无粉尘、流动性能好、节省包装材料及费用,方便运输、贮存等特点;
    3) 干悬浮剂可以大规模连续化生产,生产环境好,工人劳动强度低,能实现农药的绿色化生产;
    4) 干悬浮剂可以喷雾法施药,也可以拌土法施药,施药方法灵活。  
      当然,生产干悬浮剂也有一定的局限,设备一次性投资较大,生产操作的技术性较强。因此,只有产品产量达到一定规模时才适用这种生产方法。

干悬浮剂喷雾造粒干燥设备  工作原理    

      农药水悬浮剂用高压泵从切线方向不断进入喷嘴的旋转室,产生旋转运动。越靠近中心,旋速越大。在喷嘴中央形成了一股等大气压的空气旋流“空气芯”(直径约1.5毫米)。当悬浮液从喷嘴喷出时,立即会围绕“空气芯”旋转并形成环形液膜(厚度约为0.5~4.0微米)。料液的静压能在喷嘴处转变为向前运动的液膜功能。由于旋转的速度差,液膜变薄进而被拉成细丝流。在气流的作用下,细丝流不断从较细处被拉断。由于表面张力的作用,这些小短丝不断变成球状的小液滴(直径约为60~100微米)。而当这些球状的小液滴与喷塔内热载体(一般为热空气)进行接触时,便开始热量和质量的交换,球状液滴的表面水份不断的蒸发。而当内部水份向外迁移受阻时,在液滴外部形成一层硬壳。随着温度的上升,液滴硬壳内部开始汽化膨胀。当达到一定压力时,内部水份会沿着毛细孔散出,从而形成了中空球状颗粒干悬浮剂。


干悬浮剂喷雾造粒干燥设备  工艺流程
       农药水悬浮液通过过滤器,由隔膜泵,提升经稳压后送至干燥塔顶由喷嘴雾化后喷入干燥塔中进行干燥,同时冷空气经蒸汽加热器,电加热器,加热后进入塔内与物料并流由上向下进行质、热交换,其温度接近于纯粹的绝对温度,而其物料在高温区具有很大的表面。即物料在瞬时完成干燥,从而得到空心球状的粒状产品。尾气经旋风分离器由引风机导向湿式捕集器。尾气中夹带的细粉由旋风分离器捕集回收。剩余的微少细粉由湿式除尘器捕集回收。整个系统是在负压、密闭状态下运行。

干悬浮剂喷雾造粒干燥设备  优化设计
      干悬浮剂是一种很有发展前途的环保型新剂型,百得干燥设计开发的喷雾造粒干燥技术,不仅开发了多种农药干悬浮剂的干燥工艺,而且通过合理选用喷塔及其辅助设备,根据不同的农药原药品种,调控进出口温度等对节约能源、保证和提高DF的质量和得率,取得了很好的效果。
    1) 节约能源提高热效率
      喷雾干燥的过程是一个高能耗的运行过程。在喷雾造粒干燥技术中,热效率是一个突出的问题。一般来讲,因为进入干燥器(喷塔)内部的空气温度为180℃,排出的尾气温度为90℃,而它们用于蒸发水分的热量为总热量的39%,尾气损失为34%,喷塔壁损失的热量为7.5%,加热器的热损失为18%,可见大部分热能损失掉了。百得干燥经过多年的研究、开发、生产实践过程中取得了丰富的经验。对喷塔和其相关设备的合理设计和选用介绍如下。
    ① 合理的塔形设计
      喷塔的形状会直接影响到塔内风速的分布和其均匀性。经多年比较,并根据国内大量实际试用结果,将喷塔设计为直筒形,这样能保证风速的均匀分布和平稳,避免在塔内产生旋转运动,也就保证了热量分布均匀,使质、热交换充分,有效地利用了热能。同时,直筒形的喷塔,不会造成物料的粘壁。
    ② 热风分布器的效用
      热风分布器对进入塔内的热风的风向、风速、热能的利用起到重要的作用。所以,要将热风分布器上的锥角设计成可变的。当直管进风时,上锥角为70°,当切向进风时,其上锥角为60°,其目的是将热风都转变为直流风,以保证喷嗒内的风速均匀、平稳,使质、热交换充分,从而使热能得到充分利用。
    ③ 特殊的整流板
      将整流板设计成折流栅板型的。其干孑L率可以从先前三角排列园孔板的25%提高到60%~70%,这样热流的阻力小,导流效果好,不会产生乱流、错流及旋流,使热风经整流板后能均匀垂直向下进入塔内,改善了质热交换条件,减少了热量损失。
    ④ 喷嘴及其防漏装置
      目前设计并采用的是旋转式压力喷嘴,它是由喷嘴体、喷嘴体密封垫、喷雾盘、旋转室、端片、螺旋插头、表面密封垫、阳性匹配器等组成,改变了先前旋转体和雾化体连在一起、切向流量难、雾化角小、喷嘴寿命短、开车、停车频繁、浪费能源,影响正常生产等弊端。
    ⑤ 节能型塔底结构
      合理的塔底设计是节约能源的重要措施。选择喷塔时,必须考滤塔底的结构,空气必须经过整个干燥室,干燥室的容积应充分满足水分的蒸发,应保证热空气流直到塔底部和气流流型的稳定。带有扩大段的塔底结构,可使塔底的出料量从50%~60%提高到80%~85%,而旋风结构的塔底,塔底的出料率可达95%左右,成粒率也高,从而可节约能源。
    ⑥ 细粉回收技术装置
      干悬浮剂液经喷雾造粒干燥后,由于设备工艺、助剂、操作上等因素的影响,不可能得到百分之百的粒子,一定会有些细粉或微粒的存在,微粒的平均料径为20微米,粒度分布范围为5~60微米之间,比重小于O.7克/厘米3。未成粒的细粉的产生,会使生产、包装及使用时产生染料粉尘飞扬。
      百得干燥采用了新开发成功的细粉回收技术,可使成粒率达到99%以上,同时推出了一套新型防尘装置,操作简便,减少了防尘剂的用量,改善了操作环境,更重要的是减少了染料的损耗,对客户来说是一笔可观的财富。
    2) 提高喷嗒的进出口温差
      根据热效率计算公式可知,提高进出口温差,对于气液两相由上而下质、热交换的干燥方式是节约能源的最佳选择。实践证明,在高温区,含有水分的染料液,其瞬问表面温度通常在40~60℃之间,所以适当地提高热风的进口温度是允许的。进口温度的提高有利于热效率的提高,但并非越高越好,需通过试验来确定。不同种类的染料,甚至同一种类不同品种的染料。而尾气带走的热量,要占整个能耗中较大的比例,故要尽量降低尾气的温度,以减少尾气的热量损失。但只能在保证产品最终含水量的前提下,而且要控制在露点温度以上20~30℃。
    3) 降低干燥塔的蒸发负荷

      农药水悬浮液在进入干燥塔之前,必须先用过滤、蒸发等方法进行预脱水,提高染料液的含固率。这可以降低干燥塔的蒸发负荷,提高设备的生产能力,节约能源。根据新的设计,蒸发可以利用设备本身的循环废热,使热量得到了充分利用。染料液在进入喷塔之前应进行预热,这既可减少干燥塔的负荷,也使料液的粘度有所降低,有利用料液的雾化。



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