噴霧乾燥技術

《噴霧乾燥技術》可供從事噴霧乾燥工作的工程技術人員使用，也可供高等院校相關專業師生參考。

第1章 概述

1.1噴霧乾燥在日常生活及工業應用

1.2噴霧乾燥的定義及基本流程

1.3噴霧乾燥的基本過程階段

1.3.1 噴霧乾燥的第一個基本階段——料液的霧化

1.3.2 噴霧乾燥的第二個基本階段——霧滴與熱風的接觸及乾燥

1.3.3噴霧乾燥的第三個基本階段——乾燥產品與廢氣的分離

1.4噴霧乾燥系統的組成

1.4.1 供料系統

1.4.2霧化器

1.4.3熱風系統

1.4.4熱風分佈器及噴霧乾燥室

1.4.5乾燥產品的排出

1.4.6氣固分離及產品回收設備

1.5噴霧乾燥的優缺點

1.5.1噴霧乾燥的優點

1.5.2噴霧乾燥的缺點

參考文獻

第2章 噴霧乾燥的基礎知識

2.1術語

2.1.1霧滴及顆粒

2.1.2團聚物

2.1.3粒度

2.1.4顆粒形狀

2.1.5粒度分佈

2.1.6平均粒度

2.2數據的表示方法

2.2.1列表法

2.2.2圖示法

2.3數據的分析

2.3.1平均直徑

2.3.2分佈函數

2.4霧滴和顆粒粒度的測量

2.4.1霧滴大小及其分佈的測量

2.4.2顆粒粒度的測量

2.5濕空氣的性質及I—x圖

2.5.1濕空氣的性質

2.5.2 濕空氣的I—x圖

2.5.3 I—x圖的使用方法

2.6噴霧乾燥過程的物料衡算及熱量衡算

2.6.1噴霧乾燥過程的物料衡算

2.6.2噴霧乾燥過程的熱量衡算

2.6.3噴霧乾燥過程的熱量衡算的圖解法

2.6.4噴霧乾燥過程的熱量衡算的公式法

2.7物料中的水分狀態和乾燥速率

2.7.1物料中的水分狀態

2.7.2乾燥速率

參考文獻

第3章 噴霧乾燥的流程及其選擇

3.1開式循環流程

3.1.1 乾燥器—旋風分離器—洗滌器流程

3.1.2 乾燥器—旋風分離器—布袋過濾器流程

3.1.3 乾燥器—布袋過濾器流程

3.1.4 開式的具有部分廢氣再循環的噴霧乾燥流程

3.2 閉路循環噴霧乾燥系統流程

3.3半閉路循環流程

3.3.1 半閉路循環噴霧乾燥系統的流程

3.3.2 自惰化噴霧乾燥流程

3.3.3帶有預熱和燃燒的自惰化噴霧乾燥系統

3.4無菌的噴霧乾燥流程

3.5二級與三級的噴霧乾燥流程

3.5.1二級乾燥流程

3.5.2三級乾燥流程

3.6 乾燥器—靜電除塵器系統流程

3.7細粉返回到噴霧乾燥塔內的流程

參考文獻

第4章 霧化器的結構與計算

4.1概述

4.1.1料液的霧化

4.1.2噴嘴的分類

4.2氣流式噴嘴

4.2.1氣流式噴嘴的原理及其優缺點

4.2.2氣流式噴嘴的結構

4.2.3各種變數對液滴尺寸的影響

4.2.4平均滴徑的計算

4.3壓力式霧化器

4.3.1 壓力式霧化器的操作原理及其優缺點

4.3.2壓力式噴嘴的結構

4.3.3壓力式噴嘴的操作特性

4.3.4噴嘴結構尺寸對流量係數的影響

4.3.5操作參數對液滴尺寸的影響

4.3.6平均滴徑的計算和液滴尺寸分佈

4.3.7壓力式噴嘴的主要尺寸的計算

4.4旋轉式霧化器

4.4.1旋轉式霧化器的操作原理、類型及優缺點

4.4.2光滑盤（無葉片盤）旋轉霧化器

4.4.3葉片盤（非光滑盤）旋轉霧化器

4.4.4噴霧乾燥操作時的霧化輪特性

4.4.5霧化輪的放大

4.4.6旋轉—氣流杯霧化器

4.4.7液體分佈器

4.4.8旋轉式霧化器的軸的問題

4.4.9霧化器的驅動方式

4.5靜電霧化的基本原理及其應用

4.5.1靜電霧化的基本原理及基本流程

4.5.2靜電霧化產生離子（束）的模型

4.5.3平均滴徑的計算

4.5.4靜電霧化的工業應用

4.6霧化器的選擇

參考文獻

第5章 顆粒的形成和乾燥

5.1顆粒乾燥過程的兩個階段

5.2顆粒的形成

5.2.1乾燥曲線和乾燥速率曲線

5.2.2乾燥室內的溫度分佈

5.2.3懸浮液和乳濁液等液滴的乾燥

5.2.4溶液的液滴乾燥

5.2.5顆粒的形成

5.2.6液滴乾燥的某些概括性結論

5.2.7影響噴霧乾燥產品性質的因素

5.3純液體的液滴的蒸發時間的計算

5.3.1單個液滴的蒸發時間的計算

5.3.2 純液體的霧滴群的蒸發時間的計算

5.4含有可溶性固體的液滴蒸發時間的計算

5.4.1單個液滴的蒸發時間的計算

5.4.2含有可溶性固體的霧滴群的蒸發

5.5含有不溶性固體的液滴蒸發時間的計算

參考文獻

第6章 噴霧乾燥塔的結構設計和尺寸估算

6.1噴霧乾燥塔的基本結構型式

6.1.1併流流動的乾燥塔和空氣分佈器的配置

6.1.2逆流流動的乾燥塔和空氣分佈器的配置

6.1.3混合流流動的乾燥塔和空氣分佈器的配置

6.2乾燥塔內的空氣一霧滴（或顆粒）的流動方向

6.2.1空氣—霧滴併流運動

6.2.2空氣—霧滴逆流運動

6.2.3空氣—霧滴混合流運動

6.3空氣（熱風）分佈器

6.3.1概述

6.3.2 旋轉式霧化器的併流流動的塔內的空氣分佈器

6.3.3噴嘴式霧化器的塔內的熱風分佈器

6.3.4逆流流動的乾燥塔的空氣分佈器（噴嘴式霧化器）

6.3.5混合流乾燥塔的空氣分佈器（噴霧或旋轉式霧化器）

6.3.6乾燥塔錐形底出料和排氣方式的組合

6.4乾燥塔直徑和高度的估算

6.4.1霧滴在氣流中的運動

6.4.2用圖解積分法，計算乾燥塔的直徑

6.4.3用圖解積分法，計算乾燥塔高度

6.4.4用乾燥強度法，估算乾燥塔容積

6.4.5用體積給熱係數法，估算乾燥塔容積

6.4.6旋轉式霧化器的噴霧乾燥塔直徑的確定

6.4.7噴霧乾燥塔的某些經驗數據

6.4.8行業和企業的某些標準

6.5噴霧乾燥操作中的粘壁問題

6.5.1概述

6.5.2半濕物料粘壁

6.5.3低熔點物料的熱熔性粘壁

6.5.4乾粉的表面黏附

6.6設計舉例

6.6.1設計舉例（一）

6.6.2設計舉例（二）

6.6.3設計舉例（三）

參考文獻

……

第7章噴霧乾燥實驗

第8章噴霧乾燥的操作安全

第9章噴霧乾燥的節能措施與未來發展趨勢

第10章噴霧乾燥系統的附屬裝置

第11章噴霧乾燥的工業應用

噴霧乾燥技術，始於20世紀20年代，經歷了近一個世紀的發展歷程。現在，噴霧乾燥技術，已成為乾燥領域的主流技術，在工農業生產領域中佔有極為重要的地位。其典型的應用範例，當屬食品行業的奶粉、蛋粉的生產，化工行業的分散染料的生產，能源生產中燃煤產生的煙道氣中二氧化硫的脫出等。目前，該技術已在化工、食品、醫藥、冶金等領域得到廣泛應用。特別值得提及的是，噴霧乾燥技術在新型功能性材料的製備中，諸如微膠囊製備、建築行業中乳膠粉的製備中有著廣闊的發展背景。噴霧乾燥技術的發展，已經外延到噴霧吸收、噴霧冷卻、噴霧蒸發等。

噴霧乾燥技術與其他很多學科技術的發展一樣，是先於噴霧乾燥理論的發展的，技術的發展與進步，也極大地促進了理論研究工作的深入。建立在氣液、氣固多相流基礎上的傳熱與傳質的理論不斷豐富和完善，噴霧乾燥塔內的溫度場分佈，顆粒飛行軌跡等的流體力學的模擬研究也有很多報道，這些成果令人鼓舞。

本書基於服務於噴霧乾燥技術應用的目的，主要敘述噴霧乾燥的原理、工藝流程特點、設備的主要結構、基本理論計算、乾燥器主要尺寸的確定以及乾燥器設計的步驟與方法等。為了使讀者更好掌握這些計算方法，書中也列舉了工程設計例題以及各種物料噴霧乾燥工藝參數的操作範圍，以期為讀者提供一本有實際應用價值的參考資料。

筆者長期從事乾燥技術的研究與開發工作，也取得了一定的研究成果，並積累了一定的實驗、設計、製造和操作經驗，撰寫一部能全面反映噴霧乾燥的理論現狀和技術應用進展方面的書籍，是筆者多年來的一大願望。但是，真正提起筆來，還是感覺力不從心，書中能向讀者介紹的內容與初衷還是有些落差，不妥和疏漏也在所難免，望讀者批評指正。

本書在編寫過程中，得到了常州一步乾燥設備有限公司等的大力支持，為我們提供了很好的實際操作數據，在此致以謝意！

編者

2013年3月於大連