低压隔膜泵在喷雾干燥中的应用

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1、低压隔膜泵在喷雾干燥中的应用 宗勤刚崔洪瑞 青岛亨力泰工业技术有限公司 电动低压隔膜泵是在往复泵的基础上开发的一种新型泵，它继承了 往复泵的大部分优 点如自 吸、可输送含固、高 粘度液体。并大幅度降低了制造成本、能耗，针对化学_ 1 : 程中 大多数液体具有腐蚀性这一 特点， 采用橡塑组合内 腔构造， 使其具有广泛的耐腐蚀特性。 本文着重谈该泵在喷雾千燥中的应用。 一 低压隔膜泵结构简介: 低压隔膜泵的工作机构是由 滑块 1 、拉杆2 ,隔膜3 , 泵体4 、单向阀5 、内压盘6 、外 压盘 7 、水口8 等组成。 其工作原理类似于 往复泵， 不同 之处在于它采用强制复位单向阀 和双工作腔可以

2、提高泵速减少脉冲量， 使输出压力和流量平稳。L 作腔内材料为聚丙稀和 橡胶，由于在工作中流体与外界完全隔绝，大大 减少了内外泄露的可能性。另外，工作腔内各部 件在工作中基本上无接触运动，既不需 要润滑， 也减少了因磨损而污 染介质的可能性。 二. 含固量对热效率的影响: 以 公认的干燥理论， 提高输入流体的 含固量 可以有效地提高干燥热效率，降低千燥室温度， 这对于一些对热降解比 较敏感的物料非常有用。 以 硫酸钡喷雾干燥为例， 在 5 0 % 至 7 0 % 范围内， 含固量每提高 1 0 % ，既可提高热效率 1 5 % 0青岛 新科工贸有限公司使用低压隔膜泵输送含固量 6 5 % 硫酸钡

3、喷雾干燥， 经两年使用。 取得良 好效果。 低压隔膜泵输送高含固 流体的 机理在于 a : 依靠容积变化达到输送目 的; b :单向阀的 特殊构造，单向阀 采用强 制复位式， 对粒径小于2 m m 的粒子不敏感。 C :尽量提高隔膜的刚 性、 可以 提高输送含固量的能力。 三， 低压隔膜泵输出 脉冲 所有往复泵都 存在输出 脉冲的问 题， 解决问 题的出路在于a 提高 泵速以 降低脉冲量;b 设置缓冲罐以吸收脉冲:如果降低脉冲量可以减小缓冲罐的体积，甚至可以直接利用管路 吸收脉冲。低压隔膜泵由于采用强制复位单向阀 ( 这只能在低压下才能做到) ，可以 极人的 提高泵速以 减少 脉冲量， 如果在

4、出口 处接软管 ( 高压胶管) ， 经测试， 3 m 以上软管即可将 脉冲降到3 %以下 。 ( 计算方 法从略) 四，低压隔膜泵动力特性; 系统采用短传动链， 机械效率可达 9 0 %以 上，由于是 低压使用，设计时按泵动力关系 式 W = Q P n设 定输出 压 力最 大为0 A M p a 。 在 输出流 量Q相同的 条 件下， 输出 压力P 减 小必然减小输入功率 W.因此相比类似其产品能耗明显要低，并避免了 在低压 卜 大马 拉小 车情况的发生。 4 1 6 低压隔膜泵的动力特性如图所示，流量与压力的关系受隔膜材质的影响很大，一般地 说，其动力刚性随隔膜硬度 地增加而增强，图二为邵

5、氏 硬度 “。橡胶隔膜的动力曲 线。 五 耐腐性: 喷雾干燥中流体大多 有腐蚀性，或要求在输送过 程中不能被污染.低压隔膜 泵泵体材料为聚丙稀，隔膜 和单向阀为天然橡胶，腔体 内 其他材料是陶瓷和聚四氟 乙稀，无毒，无挥发，具有 广泛的耐腐性，能耐所有弱 低压隔 膜泵动力曲 线 横坐标为 输出 压 力( M P A )纵坐标为 流量M 3 / H 眨dJ口口门乙1丈户妇 O ti O L中 4 幸 勺 O1 O 酸、碱，甚至于部分强腐蚀性流体。另外，由于流体在完全封闭环境中运行，无泄漏，能 最大效率达到对原材料的使用。 4 一一 3 / / : / 0 夕 护 沙 O c-C夕 I ll, 六

6、低压隔膜泵在高速离心 喷雾中的应用 低压隔膜泵的调速性能 如左图所示，其有效调速区 间 在1 0 0 - 5 0 0 r. p .m间。 调 速范 围为5 0 % e 输出脉冲:如前文所述 其输出脉冲可通过在出口加 装缓冲罐或使用钢丝软管解 决，因其脉冲量相对较小， 缓冲罐体积不必很大，经实 验，缓冲罐体积为额定流量1 / 4 0 或5 米以 上软管即可将脉冲量削减至3 %以 下。 七.低压隔膜泵在有高位罐高 速离 心喷雾及气流喷雾干燥中的应用 这是低压隔膜泵应用最为广泛的一个方面。由于其士要作用前文多有描述，此处不再 过多说明 参考文献 南京林业大学学报第2 1 卷1 9 9 7 年 4 1

7、 7 山东天力干燥事业的发展 山东天力干燥设备有限公司 干燥技术是许多工业生产中的重要的终端工艺过程，它直接影响到产品的性 能、形态、质量以及过程能耗等，干燥技术的覆盖面较广，既涉及复杂的热质传递 机理，又与物料的特性、处理规模等密切相关，最后体现在各种不同的设备结构及 工艺上，从而影响到企业的效益。干燥技术面对着千差万别的物料及不同的性状， 设备容量大小不一。因此，每种干燥工艺都需要反复实验和精心设计。一些特殊的 物料更需要特殊的干燥设备，如:无菌、活性、抗氧化、易燃易爆。随着干燥有关 产品的发展，其品质的提高，能耗的降低，操作的可靠程度，都会对干燥技术及装 置提出更高的要求。如机电一体，加

8、工制造标准化，调控水平等。因此干燥技术已 成为一个高科技的技术门类。 山东天力干燥设备有限公司是国家科委干燥技术依托单位，是中国化上装备 总公司中化机集团干燥设备技术中心。公司始终坚持技术先导、发挥技术开发优势 的方针，注重提高技术开发和产品设计制造的综合能力，建成了技术先导型的干燥 设备产业。在热粘性、 热敏性、 含结品水、 膏糊状物料的干燥方面形成了技术特色。 公司现有技术人员6 0 余人，其中研究员5 人，副研究员和高级工程师 1 8 人。设施 完善的 C A D 设计室和干燥实验室，为科研和生产创建了良好的工作条件。儿年来 先后承担了 7项省级重点攻关项目，承担了国家经贸委 “ 九五”

9、重大装备项目化工 单元中的干燥单元研究，承接了各大类干燥工程数百项。 1 .天力所拥有的干燥技术 1 . 1 流化床干燥技术 1 . 1 . 1 鼓泡型流化床干燥机 鼓泡型流化床干燥机是本公司开发较早的干燥设备， 几年来不断更新换代， 在人 型流化床干燥机，中高温无机盐结品水脱除和大处理量糟渣的干燥方面处于国内领 先水平。对热敏性产品适应性强， 干燥和冷却能在一台组合式流化床中进行， 投资 省.在化工，采矿，医药，食品，饲料，工业及城市污泥等行业得到广泛应用。 1 . 1 . 2 振动流化床千燥机 可用于干燥或冷却工艺，适用于颗粒粗大或颗粒不规则而不易流化的产品，或 因为要使颖粒完整而要求较低

10、流化速度的产品以及易于粘结、对温度敏感的产品。 4 1 8 振动流化床有立式多层和卧式两种。 1 . 1 . 3 粉碎流化床千燥机 干燥粉碎可同时完成， 特别适用于热粘性物料、含结晶水物料、干燥过程中易结 块物料的干燥。干燥强度大，操作弹性强，推向市场后，深受用户好评。 1 . 1 . 4 载体流化床干燥机 在流化床内实现液体和膏糊状物料的干燥。拓宽了流化床的使用范围，可用于 染料、精细化工、农药等行业的滤饼、膏状及液体物料的烘干，能部分地取代喷雾 干燥，投资省，占地面积小。 1 . 2 新型回转圆筒千燥机 1 . 2 . 1 S D系列糟渣类物料干燥机 这是一种内置破碎装置的新型的回转圆筒干

11、燥机，具有处理量大、运行平稳 的优点，能处理团块状、高水分粘性物料、膏糊状物料，甚至能处理液体物料，适 用于化工、酿造、制药、肥料等行业糟渣类物料和城市污泥处理。 1 . 2 . 2 带自 清理结构的新型回转圆筒干燥机 带自清理结构的转筒干燥机，很好地克服了常规转筒干燥机中存在的结疤、粘 壁、产品品质不均匀的缺点，高效节能，物料适应范围广。该产品成功地用于具有 热粘性质的氛化胆碱粉剂、氨基酸、棕搁油渣的干燥及化工、建材、酒精糟等行业 大处理量的粉粒状及粘性产品和工业废渣、污泥等下脚料的烘干。 1 . 3 气流干燥技术 1 . 3 . 1 G Q D M系列单级脉冲基本型 适用于各类含表面水份的

12、粉粒状、松散结晶物料干燥脱水，采用先进的脉冲强 化换热结构，通过改变物料与热介质之间的相对速度，有效地强化热质交换过程。 1 . 3 . 2 G Q X系列循环气流干燥机 适用于各类含表面水份的粉状物料的干燥脱水，回收可利用的尾气余热，比其 它气流干燥节能 1 5 i 5 0 % ，而且系统中设有独特的旋风干燥器，有效地增加了干燥 时间，保证了产品的终水份，适用于某些有特殊脱水过程的产品。 1 . 3 . 3 G Q W 型蜗旋气流干煤机 该系列设备适用于低操作空间的特殊场合，气流干燥通道为特殊设计的蜗壳 型，有效地降低了厂房高度要求和安装难度，气体通道内设有专用结构，防止物料 分层。已成功的

13、应用在医用葡萄糖、淀粉、食糖、树脂、煤粉等产品的干燥上。 1 . 3 . 4 G 9 Q型 强 化 气流 干 燥 机 A型:风机兼做打散器，适合干燥热敏性物料，热效率高，系统构成简单。典 型物料:霜尿睛，间苯二甲睛，农药中间体，粉丝蛋白等密度轻、非磨蚀性的产品。 B型带粉碎机的气流干燥机， 该机型特别适用于膏糊状，滤饼状物料的干燥。 4 1 9 具体物料有:污泥渣、煤泥、粘土、磷酸氢钙，高岭十硅藻土，丙烯酞胺等。 1 . 3 . 5 G Q S系列双级气流干燥机 实用于表面水分较高的粉粒状， 松散结晶物料的干燥脱水， 产品通过两次完整的 气流干燥过程， 可达到较低的水分要求。 1 . 4 喷雾

14、干燥机 1 . 4 . 1 G P L离心式喷雾干燥机 对不同种类的溶液， 悬蚀液， 乳浊液和膏糊状物料可实现一次性连续干燥生产， 同时适合于热敏性和非热敏性物料的干燥， 热风分配合理. 消除了吸顶和粘壁现象， 产品颗粒较压力式喷雾干燥的产品细，操作方便，产品流动性、速溶性好。并可实 现大规模生产，单机喷液量可达 2 0 t / h , 1 . 4 . 2 G P Y压力式喷雾干燥机 雾化功率小，喷嘴结构简单，使用维护方便。可以得到中空的球状物料，产品 粒径大，流动性，溶解性好。适用于化工，医药，食品等行业无粘性和低粘性的液 态物料干燥。对热敏性的无机和有机产品尤为适用。 1 . 4 . 3

15、G P D低压混流式喷雾干燥机 系统风阻小，单机干燥强度高，生产能力大，可实现对高固形物料的干燥， 干 燥产品的流动性好，颖粒直径大。适用于白炭黑、高岭土、陶瓷坯料、铁氧体等无 机类和低热敏性物料的大规模、连续化干燥生产。单机生产能力大，从 2 5 k g H 2 0 / h - - 1 0 0 0 0 k g H Z 0 / h 生产能力的干燥设备均有产品。 1 . 4 . 4 G P Q气流式喷雾干燥机 能够处理溶液，悬浊液，糊状物及腐蚀性，高硬度等多种物性的物料。千燥产 品质量高，料径均匀，流动性好，终水份均匀。操作方便，可靠，可实现自动控制。 1 . 5 G S X旋转闪蒸干燥机 适用

16、于含有不溶于水或溶剂的，非品状或品状细小颗粒的低粘性液体，淤渣， 滤饼和半干燥粉末的干燥生产。投料时，不需对物料进行稀释，降低了干燥能耗。 2 、研究方向和国际交流 2 . 1主要研究方向 1 )大型化工单元设备自清理式转筒干燥机研制: 2 )大型化工单元设备载体流化床干燥设备的研制: 3 )新型喷雾干燥技术及设备的研究与开发 4 )燃煤设备脱硫技术及装置的研究: 5 )埋管流化床传热传质特性的研究。 6 )生物活性制品干燥技术; 4 2 0 7 )旋转闪蒸干燥机干燥机理及物料适应性研究: 8 )喷雾流化床干燥造粒技术 9 )烟气半干法脱硫技术; 1 0 )工业有机污泥的处理技术; 2 . 2 对外交流与合作 在科研工作中，我们注重对外交流和科技合作，从先进国家获取技术支持。 我们与白俄罗斯雷克夫传热传质研究所建立了合作关系，他们的两项技术已经转移 到我所。与波兰罗兹技术大学签订了技术合作协议，进行了较为深入的技术交流。 3 .研究及实验条件 公司拥有占地 1 0 0 0 平方米的干燥实验室，建有流化床干燥，振动流化床干燥， 离心式喷雾干燥，压