喷雾干燥塔的节能措施及其实际应用研究

陈晓松

摘 要：首先，文章对合理控制干燥介质进行了说明，提出应当适当上调进风温度、适当下调排风温度以及提高出塔热风的利用效率；接下来，又对喷雾干燥塔自身因素进行分析，包括选择适宜的规格、整体密闭型控制、热风炉的控制以及线形燃烧器的使用四个方面；最后，又对泥浆的质量控制进行阐述，包括调节泥浆的流动性和提高陶瓷泥浆温度两个方面。

关键词：喷雾干燥塔；陶瓷生产；节能措施

前言

近几年来，我国陶瓷制造业取得了较快的发展，从产量上看，目前我国的日用陶瓷制品，以及卫生陶瓷制品已稳居世界首位，其中日用陶瓷品和建筑陶瓷砖更是占据世界总产量的一半以上。在陶瓷产业创造巨大经济效益的同时，也应认识到我国能源消耗严重的现状，油耗量及电耗量数额巨大。在陶瓷生產流程当中，喷雾干燥制粉是造成高耗能的重点环节之一。因此，为了提高能源利用效率，减少不必要的浪费，就必须针对喷雾干燥制粉环节，采取切实可行的节能措施，从而合理控制生产成本，保证企业的竞争优势，使我国的陶瓷生产行业走上健康的发展道路。

1 合理控制干燥介质

1.1 适当上调进风温度

假定出塔温度恒定，当热风进塔温度（即进风温度）较高时，会带进更多的热量，由于此时单位质量的热风温度增加，因而泥浆雾滴将接收到更多热量，同时也会蒸发掉更多水分，即单位热风的效率提高。在技术、设备等外部条件不变的前提下，如果热风风量减少，即当热风离塔时，散失的热量减少，这时对于喷雾干燥制粉而言，所需的热量消耗有所降低，因而能够更加充分地利用热风所产生的热量，热效率得到提高。但同时也应注意进风温度的上调幅度，温度不可过高，一般不超过600℃，如果温度过高，塔顶分风器会被烧坏[1]。

1.2 适当下调排风温度

假定进塔温度恒定，当热风出塔温度（即排风温度）较低时，会拉大进出塔的温差，此时热风释放的热量增加，因而泥浆热能提高，进而提高干燥效率，使热风得到更充分的利用。但同时也应注意出塔温度的下调幅度，温度不可过低，如果温度低于75℃，粉料湿度过大，会影响正常干燥。

1.3 提高出塔热风的利用效率

喷雾干燥制粉程序完毕之后，如果将出塔热风当做废料处理，直接排入大气，就会造成巨大的热量损失，损失程度可达整个环节能耗的10%～20%。因此为实现节能的目的，降低生产成本，应做好出塔热风的循环利用，将剩余的热量有效利用起来，例如将其用于预热干燥工序就不失为一种理想的选择。从利用方式上看，则不仅可以实现直接循环利用，也可以通过热交换器，将热量收集储存，或进行热量转换，以便今后的再利用。

2 喷雾干燥塔自身因素分析

2.1 选择适宜的规格

从目前陶瓷行业的整体来看，大多数生产企业选用了12000型喷雾干燥塔，少部分陶瓷生产企业也选用14000型或16000型，但市场上最大型号为28000型，由SACMI研制，喷嘴可达96个。型号越大，说明生产能力越强，同时意味着每生产一吨制粉，消耗的能源更少，陶瓷生产企业在选择规格时，应根据自身的生产情况和需求，做出合理的选择。

2.2 整体密闭型控制

目前这一系统使用负压操作，如果有漏风现象，必然会增加能耗。因此必须做好整体密闭工作，密闭范围包括设备各元件及连接法兰处，热风炉，热风管道，排风管道的热点插孔，塔体负压测量孔，以及塔体下锥翻板下料器出料口，旋风除尘下料口等，这些部位必须保证严格密封，不能漏风[2]。

2.3 热风炉的控制

在喷雾塔干燥工序当中，热风炉作为其热风的源头，燃料消耗程度越低，用于干燥的成本就越低，因而热风炉的能耗控制程度对整体节能效果的好坏意义重大。热风炉效率的高低，主要是由燃油雾化喷嘴决定的，如果燃油雾化均匀，同时燃烧充分，此时可达到最高的热效率。为实现这一高效率，就必须处于适宜的雾化空气压力下，同时控制其流量，进而严格控制燃油压力及流量[3]。另外，雾化喷嘴的雾化角，喷射高度，以及喷枪角度都应保持在适宜的范围之内。一般而言，雾化喷嘴的角度控制在90°～120°之间，记做α；喷射高度控制在4～4.5m之间，记做H；喷枪角度控制在110°～120°之间，记做β，这样喷雾料与热风之间的热交换会更加充分，提高热效率。

2.4 线形燃烧器的使用

由于线形燃烧器体积较小，因而可在风道内安装，这样在与干燥介质相接触时，可快速使温度升高。使用线形燃烧器，不仅可有效降低能源消耗，还可达到环保的效果，首先，燃耗机制合理，燃烧区始终有剩余空气，保证完全燃烧，减少氮氧化物的排放，无需使用换热器，可直接接触空气，因而生成的热量能够有效传递，维持更高的热效率；其次，使用方便，设置了燃气调节阀，可用来调节热风温度。

3 泥浆的质量控制

3.1 调节泥浆的流动性

为保证干燥质量，就应降低陶瓷泥浆的湿度，减少其中的水分，这样可通过消耗更少的热量来达到干燥的目的。但如果含水率过低，泥浆的流动性就会大幅度下降，导致雾化效果不理想。为解决这一难题，最常见的做法是在泥浆中混入适当的稀释成分，如减水剂，或加入一定的电解质，如水玻璃、纯碱、腐殖酸等。这样就可在降低含水率的同时，保证泥浆应有的良好流动性。大量的生产实践表明，使用复合减水剂进行干燥，可使水分大约减少3.5%，球磨时间大幅缩短，减少电能消耗，提高生产效率，节约生产成本。

3.2 提高陶瓷泥浆温度

通过提高泥浆温度，可使泥浆粘度下降，改善泥浆雾化效果，防止泥浆结晶，从而避免雾化喷嘴堵塞的问题。因此，将出塔热风加以回收，并用来预热泥浆，可实现高效的循环利用模式。

4 结束语

文章通过对喷雾干燥塔的节能措施及其实际应用进行分析和探究，指出了提高陶瓷工业能源利用率的必要性，并说明喷雾干燥塔环节是实现陶瓷生产节能的关键。文章对合理控制干燥介质进行了较为详尽的论述，同时又针对喷雾干燥塔自身因素展开了分析，对泥浆的质量控制加以说明。但同时应认识到，陶瓷生产的节能问题还应结合实际生产来予以解决，从而提高企业的经济效益。

参考文献

[1]李融武，杨大伟，赵学锋，等.磁州窑观台窑址不同时期绿釉器原料来源的PIXE分析[J].北京师范大学学报（自然科学版），2015，2（1）：134-135.

[2]李全.喷雾干燥塔粉料湿含量控制系统的分析、设计与调试[J].五邑大学学报（自然科学版），2012，21（1）：198-199.

[3]阮奇，李玲，叶长焱木，等.计算喷雾干燥塔直径和高度的解析法[J].农业工程学报，2014，23（2）：122-123.