阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置的制作方法

1.本实用新型涉及超细金属粉体制备领域，具体涉及一种阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置。


背景技术：

2.离心喷雾干燥是采用高速离心作用，利用雾化器将溶液、乳液、悬浮液和糊状液体等液体原料生成粉状、颗粒状等固体产品物料，并进行干燥，是目前工业生产中使用最广泛的粉体干燥技术之一。
3.其主要的工作原理是将雾化的液体通过干燥处理，使得溶剂迅速蒸发，生成细小的粉末，这种技术可生产成符合标准的颗粒粒径大小、分布均匀性、含水率、堆积密度和颗粒形貌的产品，有效提高自动化生产效率，减少产品干燥时有效成分的破坏，特别是在贵重金属等超细粉体的生产上可达到大批量、可持续制备，能够极大提升产品的附加价值，减少生产成本；
4.但是现有的离心喷雾干燥装置在生产中，经常出现喷雾时雾滴粘附在腔体内壁汇聚成流的现象，由于粘壁物料附着，难以被及时带出干燥塔体，造成粘附物在腔体内壁多层粘壁，增加了产品生产成本，对下一批次多次生产和连续生产产品的规格产生较大影响。


技术实现要素：

5.本实用新型提供一种阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置，结构与工艺简单，不仅有效控制雾化后的液滴扩散而发生的粘壁现象，而且防止粉体颗粒与雾滴接触而发生团聚现象，保障干燥塔体内生产的正常进行，更加高效。
6.为实现上述目的，本阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置，包括干燥塔体和加热控温区；
7.所述干燥塔体上端设有与其内部连通的进料口、中部设有微波馈口和可开闭的示窗口、下端设有载气出口；
8.微波由外界微波磁控管发出并经过微波馈口均匀分布在干燥塔体内；
9.进料口连接热空气载气管和雾化喷头；雾化喷头位于干燥塔体内部上端；
10.所述加热控温区包括第一加热区和第二加热区，第一加热区圆周布置在干燥塔体的内部上壁，第二加热区圆周布置在干燥塔体的内部下壁。
11.进一步的，所述第一加热区和第二加热区均由形成均匀加热的多组加热片、伴热带或者加热管组成。
12.进一步的，所述示窗口上设有与第一加热区加热温度一致的窗口加热管，并与干燥塔体之间设有密封组件。
13.进一步的，所述密封组件包括第一密封条和第二密封条；
14.所述第一密封条设置在示窗口与干燥塔体的内侧，并采用热塑性三元乙丙橡胶密封条；
15.第二密封条设置在示窗口与干燥塔体的外侧。
16.进一步的，所述干燥塔体包括腔体外壳和腔体内壁，腔体外壳与腔体内壁之间填充有保温层。
17.优选的，所述保温层采用陶瓷纤维毯、硅酸铝毡、氧化铝、碳化硅纤维、气凝胶毡、玻璃棉、岩棉中一种或者多种混合组成。
18.进一步的，还包括示温示压组件，所述示温示压组件安装在干燥塔体上，包括用于监测内部压力的压力感应器监测内部温度的温度感应器；
19.压力感应器和温度感应器分别与控制器连接，控制器控制报警组件动作。
20.进一步的，所述微波馈口至少为两个并均匀设置，每个微波馈口上设有水冷循环装置。
21.与现有技术相比，本一种阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置由于加热控温区，第一加热区布置在干燥塔体内部上壁，提供高温将粘附在内壁上的雾滴瞬间蒸发，有效防止雾化后的雾滴扩散而发生的粘壁现象；第二加热区布置在干燥塔体内部下壁，高温对原料雾滴进一步蒸发，防止从上壁滑落的粉体颗粒与热风中的雾滴相互接触而发生团聚的现象，因此采用阶段加热的方式有效控制粘壁现象和团聚现象，保障干燥塔体内生产的正常进行，另外由于微波由外界微波磁控管发出并经过微波馈口均匀分布在干燥塔体内，因此通过微波辅助能够在破碎化液滴的同时提供热量使腔体内达到相应温度，用以加热、干燥超细粉体，因此加热使整体效率更高；
22.由于在干燥塔体上设有可开闭的示窗口，人员可通过示窗口定期查看干燥塔体的内部情况，方便维修，并且示窗口上设有窗口加热管，实现对原料雾滴的均匀加热，示窗口与干燥塔体之间设有密封组件，有效防止雾化液滴和微波的外泄；
23.由于设置示温示压组件，通过压力感应器和温度感应器相应实时监测干燥塔体内部的压力和温度，并且利用控制器控制报警组件动作，因此使得整体更加安全可靠。
附图说明
24.图1是本实用新型的整体主视图；
25.图2是本实用新型的整体外侧示意图(带有示窗口)；
26.图中：1、进料口，2、热空气载气管，3、腔体外壳，4、雾化喷头，5、腔体内壁，6、微波馈口，7、第一加热区，8、第二加热区，9、示温示压组件，10.保温层，11、载气出口，12、窗口加热管，13、示窗口，14、水冷循环装置。
具体实施方式
27.下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
28.如图1、图2所示，本阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置，包括干燥塔体和加热控温区；
29.所述干燥塔体上端设有与其内部连通的进料口1、中部设有用于微波波导的微波馈口6和开闭的示窗口13、下端设有载气出口11；
30.微波由外界微波磁控管发出并经过微波馈口6均匀分布在干燥塔体内；
31.进料口1连接热空气载气管2和雾化喷头4；雾化喷头4位于干燥塔体内部上端；
32.所述加热控温区包括第一加热区7和第二加热区8，多个第一加热区7圆周布置在干燥塔体内部上壁，第二加热区8圆周布置在干燥塔体内部下壁；
33.优选的，所述第一加热区7和第二加热区8均由形成均匀加热的多组加热片、伴热带或者加热管组成；
34.由于第一加热区7和第二加热区8之间加热的温度存在差异，将第一加热区7与第二加热区8之间留有5-50cm的间距，防止温度不同产生的热传导效应而导致低温加热区域温度超过预设温度，起到良好的保护作用。
35.进一步的，所述示窗口13上设有与第一加热区7加热温度一致的窗口加热管12，并与干燥塔体之间设有密封组件。
36.进一步的，所述密封组件包括第一密封条和第二密封条；
37.所述第一密封条设置在示窗口13与干燥塔体的内侧，并优选的使用耐高温、弹性好、不易变形的热塑性三元乙丙橡胶密封条；第一密封条有效防止雾化液滴外泄；
38.第二密封条设置在示窗口13与干燥塔体的外侧，并优选的使用厚实微孔的不锈钢纱网密封条，第二密封条有效防止微波外泄。
39.进一步的，所述干燥塔体包括腔体外壳3和腔体内壁5，腔体外壳3与腔体内壁5之间填充有保温层10；
40.保温层10采用的是可拆卸的方式，使得整体更加方便改造和维护，在后续的多套生产设备的建造上提供了模块化、可装卸的可能。
41.进一步的，所述保温层10采用陶瓷纤维毯、硅酸铝毡、氧化铝、碳化硅纤维、气凝胶毡、玻璃棉、岩棉中的一种或者多种混合组成。
42.进一步的，所述微波馈口6上至少为两个并均匀设置，每个微波馈口6上设有水冷循环装置14，通过水冷循环装置14实现对微波馈口6的散热，防止因加热传导导致微波馈口6的温度上升而发生形变，保证微波的正常和可靠运行。
43.进一步的，本装置还包括示温示压组件9，所述示温示压组件9安装在干燥塔体上，包括用于监测内部压力的压力感应器监测内部温度的温度感应器；
44.压力感应器和温度感应器分别与控制器连接，控制器控制报警组件动作。
45.本一种阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置使用时，按照生产标准将设定好的一定浓度的原料液均匀、连续输送至进料口1，由于进料口1下端连接热空气载气管2和雾化喷头4，因此经进料口1导入后，输送的原料经雾化喷头4甩出，优选的，雾化喷头4采用高速离心式雾化喷头4，此时原料液滴被离心成微米级别的细化雾滴，并且细化雾滴在热空气载气管2中输送的热风带动下，经由干燥塔体的内部、下端的载气出口11输送到下一设备阶段。
46.具体的为：当雾滴进入干燥塔体内部时，可调节热空气载气管2中进入热气风速，比如热气风速控制在0.1-20m/s，在干燥塔体上设有微波馈口6，微波由微波磁控管发出，微波磁控管的总功率为20w-600kw，正常工况下能保证微波在腔体内空间的均匀分布，微波在正常工况下能够在破碎化液滴的同时提供热量使腔体内达到100-300℃，用以加热同时干燥超细粉体，因此通过微波辅助加热使整体效率更高；因此热风携带雾滴在微波的加持下，经过膨化和破碎等反应细化成粒径更小的雾滴，并在腔体内部停留0.01-20min，此过程中原料雾滴会有少量接触到腔体上内壁；
47.由于在干燥塔体的内部设置加热控温区，加热控温区包括第一加热区7和第二加热区8，即当原料雾滴恰好接触干燥塔体内部上壁时，第一加热区7和第二加热区8均由形成均匀加热的多组加热片、伴热带或者加热管组成；第一加热区7提供100-400℃的高温将粘附在内壁上的雾滴瞬间蒸发，留下小粒径的粉体颗粒，因此干燥塔体内部上壁的第一加热区7有效防止雾化后的雾滴扩散而发生的粘壁现象；同时微波由外界微波磁控管发出并经过微波馈口6均匀分布在干燥塔体内，微波在破碎化液滴的同时提供热量用以辅助加热、干燥粉体颗粒；
48.而在继续生产过程中，粉体颗粒一部分会被热风所携带，通过载气出口11输送至下一设备阶段，另一部分会因重力作用沿着内壁由上壁下滑到干燥塔体内部下壁，此时多个第二加热区8提供100-300℃的均匀加热，避免上壁下滑到下壁的粉体颗粒与热风中的雾滴接触而发生团聚现象；干燥塔体上的压力感应器和温度感应器分别对内压和温度进行监测，避免内压和温度过大或过低；
49.更进一步的，加热控温区不仅仅包括第一加热区7和第二加热区8，也可以包括多个第三加热区、第四加热区等，即第一加热区7、第二加热区8、第三加热区等上下间隔布置在干燥塔体内后再圆周均匀布置，通过提供不同温度实现对雾化后的原料液滴阶段性加热，有效避免雾化液滴扩散而发生的粘壁现象；
50.另外在干燥塔体上设有可开闭的示窗口13，人员可通过示窗口13定期查看干燥塔体的内部情况，方便维修，并且在示窗口13上设有与第一加热区7加热温度一致的窗口加热管12，实现对原料雾滴的均匀加热。
51.本阶段加热的微波辅助离心喷雾干燥装置，通过加热控温区对干燥塔体内部进行加热，即采用阶段加热的方式不仅提供足够的热量瞬间蒸发溶剂，有效控制雾化后的液滴扩散而发生的粘壁现象，而且防止滑落的粉体颗粒与热风中的雾滴接触而发生团聚现象，保障干燥塔体内生产的正常进行，并且阶段加热在微波干燥粉体的前提下又提供额外的热源，这对微波辅助的离心雾化干燥器中干燥作用产生了正反馈的作用，更加高效。