收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

旋流式组合压力喷雾干燥技术研究

张忠杰  
【摘要】: 压力喷雾干燥装置是利用压力雾化装置将原料液分散成细小雾滴,并与热介质在干燥塔内充分进行热量、质量交换,最终达到干燥产品的目的。干燥产品可以根据需要生产成细粉状、颗粒状、空心球状或团聚状。压力喷雾干燥装置其雾化器的结构适用易调,可通过改变喷嘴的内部结构得到所需要的喷液量和雾滴尺寸,目前该型式干燥机已推广应用于食品、化工、医药、建材、环保等行业。作为能源消耗的大户之一的喷雾干燥,如何在保证干燥产品质量的前提下,进一步提高能源利用率,提高干燥塔的体积蒸发强度;减少环境污染,降低运行成本;加强系统的自动化程度以提高劳动生产率;在提高产品质量的同时减小设备尺寸,减少固定投资等都具有重要的研究和应用价值。本文总结了国内外在压力喷雾干燥装置的研究应用状况,并分析了现有喷雾干燥装置设计方面的优缺点,运用流体力学、空气动力学、传热传质学、机械设计和计算机技术等多学科知识,综合研究了传统压力喷雾干燥系统的单喷嘴雾化装置在并流、逆流以及混流干燥中的应用和喷雾干燥塔的不同布风装置以及出风装置的设置情况等,提出了新型旋流式组合压力喷雾干燥技术并对此进行了研究,其主要内容包括: (1) 本文创造性地设计出旋流式组合压力喷嘴的基本结构,并通过对料液的物化特性研究分析以及颗粒度的分布要求,给出了喷嘴的不同结构设计参数。 (2) 对旋流式组合压力喷嘴喷射雾化机理加以分析,建立了旋流式喷嘴雾化的数学模型,采用冷态试验法并借助激光雾滴测试等实验装置对喷嘴的雾化参数(如雾化压力、喷液量、料液温度、雾化角、雾距、雾滴直径和分布以及喷嘴的空芯半径等)进行测量和计算。针对几种不同物化特性的物料,并利用CFD技术模拟分析影响其雾化的关键参数,通过调整喷嘴的结构参数和喷射条件,优化了该型式喷嘴的雾化性能。 (3) 采用κ-ε模型实现了压力喷雾干燥塔的温度场、湿度场、流场的理论建模,利用计算流体力学(CFD)技术来解决喷雾干燥过程中热介质与雾滴间的传热传质以及动量传递和湍流扰动等问题,避免了干燥过程中的设计不合理状况;通过增加双格栅均风装置和旋转出风装置,改善了干燥塔内的热质传递,提高了干燥塔的体积蒸发强度。 (4) 采用旋流式组合压力喷嘴雾化后的液滴直径大都分布在30~150um之间,雾滴分布范围较窄,其雾化的平均液滴直径在50~100um左右,压力喷嘴的雾化角度可在150°~180°范围内。因雾滴的脱水时间与其直径的平方成正比,减小液滴直径有利于缩短干燥脱水时间,可有效降低干燥塔的高度;由于旋流式组合压力喷嘴雾化滴径的减小,脱水速度明显加快,在不影响干燥物料性质的前提下,适当提高进风温度,同时有效地降低排气温度,有利于提高干燥塔的蒸发强度,也有利于提高干燥设备的平均能源利用率。 (5) 本文创造性地设计了新型的双格栅均风装置并设置在压力喷雾干燥塔的上部,强化了干燥塔内气、液两相间的混合,最大限度地消除了干燥塔内的无效区域,对热敏性物料的干燥更显出该结构型式的优越性。 应用结果表明:采用新型的旋流式压力喷雾干燥塔的体积蒸发强度可达12kgH_2O/m~3·h,能源利用率可达60%,既提高了产品的质量和产量,又降低了设备投资和土建规模。压力喷雾干燥塔的高度比常规压力式喷雾干燥塔高度降低1/3,总投资要节省1/3以上,具有较高的应用推广价值。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 ;用旋流式割咀熔割混凝土、砖、石等技术的初步探讨[J];焊接技术;1980年04期
2 侯文生,陈郁文,梁守信,吴稚璞;旋流式气力分级机的研究(一)[J];西安建筑科技大学学报;1996年03期
3 嵇鹰,丁松雄,罗永勤,徐德龙;旋流式增湿塔的生产应用[J];水泥;1999年03期
4 张文佑;旋流式消泡器[J];探矿工程(岩土钻掘工程);1989年01期
5 谢明;秦柱;张守范;;少氩旋流式双层气流保护焊在台车上的应用(全国CO_2焊技术推广应用交流会论文选登)[J];焊接;1992年12期
6 ;纯铜板双室旋流式高炉风口[J];河北理工学院学报;1994年03期
7 高思俊;旋流式自循环太阳能沼气池[J];中国沼气;1996年01期
8 王国忠,姚国建;工业用旋流式油烟净化系统[J];工业安全与环保;1997年05期
9 成彩凤;邢树国;曲晓昕;;旋流顶燃式热风炉的应用[J];河北冶金;2009年02期
10 戴笃武;旋流式聚四氟乙烯丝网除雾器应用成功[J];硫酸工业;1987年04期
11 孙永江;旋流式侧喷热风圆顶锻造加热炉的节能改造[J];节能;1999年02期
12 王灵秀;张仁元;陈观生;李石栋;;旋流式微混合器混合特性[J];功能材料与器件学报;2008年06期
13 骆安平;造气旋流式水膜除尘烟囱的应用[J];化工设计通讯;1994年03期
14 Heinrich Klein ,唐嵩千 ,郑自安;旋流式除尘器的发展和应用范围[J];硫酸工业;1966年S2期
15 O·T·Kragh;杨德良;;旋流式干燥[J];陶瓷;1979年02期
16 邵丕红;韩相奎;林英姿;宋铁红;刘红波;艾胜书;王佳佳;;旋流折板厌氧反应器处理城市污水试验研究[J];环境科学与技术;2006年03期
17 李东升;管福征;;高校实验室废水处理实践与研究[J];山东化工;2010年09期
18 王堤,程国坚,徐德龙;旋流式立筒预热器特性的试验研究[J];水泥技术;1997年03期
19 江旭昌;TJB型旋流式四风道煤粉燃烧器的应用[J];水泥工程;2002年01期
20 ;旋流式含油污水处理技术[J];中国环保产业;2003年08期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王立刚;;旋流顶燃式热风炉技术的应用[A];2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集(下册)[C];2008年
2 王立刚;;热风炉高风温技术的应用[A];高风温长寿热风炉研讨会论文集[C];2005年
3 齐金生;蔡义汉;;地热井水除砂问题[A];第三次全国地热学术会议论文选集[C];1989年
4 司廷;丁德厚;尹协振;;双旋流三孔卷吸式抽油烟机设计[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(下)[C];2005年
5 郑林平;;国内泄洪隧洞洞内消能工的研究及应用进展[A];2004年水工专委会学术交流会议学术论文集[C];2004年
6 施宏;匡祎;李俊娥;赵英云;;宣钢7#高炉提高风温措施[A];2008年全国炼铁生产技术会议暨炼铁年会文集(下册)[C];2008年
7 施宏;匡祎;李俊娥;赵英云;;宣钢7~#高炉提高风温措施[A];河北冶金学会炼铁技术暨2008学术年会论文集[C];2008年
8 姚朝胜;黄东生;;顶燃式热风炉的现状与发展[A];高风温长寿热风炉研讨会论文集[C];2005年
9 袁惠新;王跃进;;旋流分离技术在石油、石化工业中的应用[A];全国首届旋流器分离理论与应用研讨会论文集[C];2002年
10 ;潜没式电泵在城市排水工程及污水处理项目中的应用[A];中国水污染防治技术装备论文集(第六期)[C];2000年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张忠杰;旋流式组合压力喷雾干燥技术研究[D];中国农业大学;2003年
2 梅书霞;水泥分解炉结构参数优化与煤粉燃烧的数值模拟[D];武汉理工大学;2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 周东一;旋流式低温送风口的设计和实验研究[D];中南大学;2007年
2 洪镝;公伯峡水电站导流洞改建为旋流式内消能泄洪洞的体型优化与方案比较研究[D];西安理工大学;2003年
3 汪文辉;新型旋流高温空气燃烧器的数值模拟研究[D];东华大学;2010年
4 丁远见;隧道施工废水处理技术研究[D];暨南大学;2010年
5 武进猛;1000MW超超临界锅炉炉内燃烧过程数值模拟[D];华北电力大学;2011年
6 王伟;旋流式煤粉分配器的数值模拟[D];吉林大学;2012年
7 宋辉智;溢流管插入深度及圆柱段高度对旋流式过滤器沉沙效果的影响[D];内蒙古农业大学;2012年
8 石四存;公伯峡水电站右岸泄洪洞方案分析及研究[D];天津大学;2003年
9 陈翠梧;高温空气燃烧模型研究和结构优化[D];东华大学;2011年
10 高博;高速旋流旧砂再生装置设计参数的优化研究[D];昆明理工大学;2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 江超 高红旗;博纳旋流式四风道煤粉燃烧器的使用[N];中国建材报;2010年
2 马凤 晓新;DA与DAS新型旋流泵[N];中国机电日报;2000年
3 丁冬;海城破解重烧镁炉窑污染难题[N];中国环境报;2007年
4 通讯员 张修才 刘贵成;汉滨区万余沼气池装点新农村[N];安康日报;2006年
5 马凤 晓新;江苏推出DA、DAS新型旋流泵[N];中国机电日报;2000年
6 李宗周;化工泵市场新产品层出不穷[N];中国工业报;2005年
7 王惜纯;我国硫磺回收关键设备国产化[N];中国质量报;2007年
8 陈小英 记者 林泽全;领跑全国井矿盐技术[N];自贡日报;2006年
9 通讯员 章华平;上海建设者为国家大剧院试演保驾[N];建筑时报;2007年
10 雪松;超塑公司为复杂零部件加工开辟新途径[N];北京科技报;2000年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978