喷雾干燥系统的保温及注意事项

刘殿宇

（华禹乳品机械制造有限公司)

喷雾干燥系统的保温及注意事项

刘殿宇*

（华禹乳品机械制造有限公司)

以RGYP03-1000型立式压力干燥塔在奶粉生产中的应用为例，对喷雾干燥系统的保温问题及其有关注意事项进行了阐述。

喷雾干燥 热损失 保温 干燥塔 岩棉

喷雾干燥塔在生产中热量消耗大，热效率较低，仅为53%左右。除了应重视回收利用余热外，喷雾干燥系统由于保温效果不佳所造成的热损失也不能忽视，尤其对大蒸发量和加热温度较高的喷雾干燥系统，其保温就显得更为重要。保温措施不当，保温效果差，就会造成大量热量损失，甚至还会引起干燥塔壁严重结垢结焦，进而影响产品质量。近年来，为了提高喷雾干燥塔的热效率，在回收加热器排放的冷凝水的热量及排风携带的热量方面已取得明显效果。喷雾干燥系统应用领域广泛，由于料液性质不同，所需要的喷雾干燥系统其结构形式往往有所差异，尤其是加热温度的差别较大。一般的进风温度都在150～160℃之间，高的可达到300℃以上。因此，喷雾干燥系统进风管道、加热器、热风分布器、干燥塔体、袋滤器、排风管道等凡是可能导致热损失、影响生产甚至影响产品质量的部位都必须进行保温处理。近年来，因保温质量差而引发的问题也不少。本文就此以RGYP03-1000型立式压力干燥塔在奶粉生产中的应用为例，对喷雾干燥系统的保温问题进行阐述。

1 喷雾干燥系统主要技术参数和结构特点

喷雾干燥系统主要技术参数包括：(1)物料介质：浓缩牛奶。(2)生产能力：1000kg/h。(3)进料质量分数：40%～45%。(4)进风温度：150～160℃。(5)出粉质量分数：97.5%。(6)排风温度：75～85℃。 (7)使用蒸汽压力：0.9MPa。 (8)喷头支数：3支。

喷雾干燥系统结构特点：采用3喷头立式压力喷雾干燥塔进行喷雾干燥，采用两级捕粉即旋风加布袋的捕粉方式回收干燥系统排风携带的粉尘。采用卧式振动流化床对干燥塔出粉进行流态化干燥，并进行团聚造粒及冷却。其工艺流程如图1所示。

2 干燥塔的保温

2.1 干燥塔的保温材料

喷雾干燥塔的保温材料目前主要采用岩棉。岩棉材料质量有好有差，衡量岩棉保温材料质量的标准一是看岩棉的密度，二是看岩棉的整体状态。用于喷雾干燥系统保温材料的岩棉毡密度值一般在60～80 kg/m3之间。岩棉的整体状态主要指是成张的，还是呈块状的。

图1 喷雾干燥工艺流程

2.2 保温层的厚度选择

保温层厚度的选择是由保温体的温度、环境温度、散失热量等情况决定的。喷雾干燥系统的保温厚度可按下式[1]计算：

式中 δ——保温层的厚度，m；

PE——能量价格，元/GJ；

λ——绝热材料在年平均温度下的导热系数，W/（m·K)；λ=λ0+A(T0+Ta)/2；

λ0——绝热材料在 0℃时的导热系数，W/（m·K)；

A——系数，通常由实验得出；

T0——管道或设备外表面温度，℃；管道为金属材料时T0可取管内介质的温度；

Ta——绝热层外表面温度，℃；

a——绝热层外表面向周围环境的放热系数，W/（m·K)；

s——绝热工程投资贷款年分摊率。

本例用于喷雾干燥塔的保温材料为岩棉，岩棉的密度为60 kg/m3，进风管道保温层的厚度为100 mm，热风分布器保温层的厚度为100 mm，干燥塔塔体保温层的厚度为60 mm，袋滤器保温层的厚度为50 mm。

3 干燥塔保温应注意事项

保温后的喷雾干燥系统在生产过程中不得有热量散失。保温材料必须填实，不得出现空洞现象。

3.1 干燥塔体的保温

喷雾干燥塔体的保温分为全部保温和非全部保温两种。全保温是指对塔体即塔柱体和锥体全部进行保温。非全部保温是指仅对塔柱体进行保温，对锥体不进行保温。选择非全部保温的干燥塔其弊端是锥体内温度与外界环境温度差别过大时会在锥体内壁产生潮粉，并促使挂壁进一步加剧。而全部保温的干燥塔体在生产过程中不会出现由于温差的作用在干燥塔锥体内壁产生凝结水的现象。在生产过程中塔壁或多或少都会产生挂粉现象，且因物料特性而异，这均属正常现象。因此，在干燥塔体的锥体上都设有振荡器，定时击震塔壁上的挂粉。但须注意，振荡器在有保温的锥体上其击震效果没有非保温的锥体的效果好。在我国建议采用全部保温的结构形式，尤其在高寒地区不宜采用非全保温的形式。本例采用全保温式，各部分保温层厚度均为60 mm。

3.2 袋滤器的保温

袋滤器作为捕粉装置在喷雾干燥系统中经常会用到。热风在干燥塔中经过热交换后其排风温度降低，本例的排风温度最高值在85℃左右。袋滤器里面是布袋，其与环境温差过大也会产生潮袋现象，挂粉不易被抖落下来，进而使布袋风阻增大。因此，也必须进行保温处理。袋滤器的保温厚度选取也是根据排风温度及环境温度等条件而确定的。本例袋滤器的保温厚度取为50 mm，材料为岩棉。

4 结束语

需要特别说明的是，喷雾干燥塔内的温度分布不尽相同，塔上部温度高于塔下部温度，干燥塔塔顶的温度最高，也最易产生焦粉现象，尤其是离心干燥塔。因此，塔顶的保温层厚度应高于塔体其他部位的保温层厚度，本例塔顶采用100 mm厚的岩棉保温。为防止焦粉，在干燥塔塔顶还设有冷却风圈。高温加热的喷雾干燥塔有的进风温度高达300℃以上，其保温层就更厚，这样的干燥塔系统的保温层厚度都在100 mm以上。干燥塔塔顶的保温层厚度最厚可达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）

*刘殿宇，男，1962年生，高级工程师。安达市，151400。