常州市盛昱干燥设备有限公司  
 
防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔 详细设计方案
  • 品牌:盛昱干燥
  • 货号:12
  • 价格: ¥300000/台
  • 发布日期: 2026-09-30
  • 更新日期: 2026-09-30
产品详请
外型尺寸 1
货号 12
品牌 盛昱干燥
用途 造粒
型号 YPG
制造商 盛昱干燥
是否进口 否

本公司以市场为导向、科学为依托,并充分发挥各种科技人员的作用,不断更新开发防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔 ,并以严谨的企业管理、科学的检测手段、优良的售后服务取信于各新老客户。

面对竞争愈加激烈、无序的客观市场环境,我公司将上下一心、精诚团结、克难求进,以打破行业中存在已久的“只卖产品”这一不良风气为己任,用实际行动来体现勇于承担责任、 言败、说到做到的优良传统!153干燥8008设备8370烘干机

一、防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔设计依据及基础条件

1.1 设备用途

本设备适用于含有机溶剂、有毒气体及易氧化物料的干燥,如医药中间体、精细化工、农药、染料、电池材料等领域的浆料或溶液。通过闭路循环方式,以氮气作为干燥介质和载湿介质,实现有机溶剂的回收和物料在惰性气氛下的安全干燥。

1.2 设计规模

本方案按小型闭路循环离心喷雾干燥机设计,设计基准如下:料液处理量约 20~30 升每小时,干燥介质为氮气,蒸发有机溶剂能力约 10 公斤每小时,干品产量视固含量而定。若实际处理量更大,可按比例放大。

1.3 典型料液特性

项目 设计条件
料液状态 含有机溶剂溶液、悬浮液、浆料
固含量 10%~30% w/w,取 20% 为基准
有机溶剂种类 乙醇、甲醇、丙酮、乙酸乙酯等,可混合溶剂
料液温度 常温至 40 ℃
料液黏度 ≤ 2000 mPa·s
产品含水率 ≤ 5%
产品粒度 D50 为 30~100 微米,可调
干燥方式 闭路循环,氮气载湿循环

1.4 设计热工参数

项目 设计值
进风温度 120~180 ℃,可设定,常取 150 ℃
排风温度 70~100 ℃,与溶剂沸点和载湿量相关
循环氮气量 约 400~600 标准立方米每小时,变频调节
系统操作压力 微正压,0.5~2 kPa
氧含量控制 ≤ 2%(体积比),超限联锁
冷凝器出口气体温度 ≤ 25 ℃(视溶剂冷凝要求)
氮气补充量 自动补充,维持压力平衡

二、防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔系统组成及工作原理

2.1 系统组成

本系统主要由以下设备组成:离心喷雾干燥机主机、离心雾化器、循环风机、氮气循环气体过滤器、防爆电加热器、一级旋风分离器、二级旋风分离器、布袋除尘器或金属烧结滤芯除尘器、冷凝器、溶剂收集罐、料液输送泵、测氧仪、压力变送器、温度传感器以及连接管路和控制阀组成。

2.2 工作原理

系统启动前,先向整个闭路系统内充入高纯氮气,置换系统内空气,使氧含量降至安全范围以下。被干燥的液态物料经防爆输液泵输送至塔顶高速离心雾化器,料液在离心盘高速旋转作用下雾化成细小液滴。干燥介质氮气经防爆电加热器加热至设定温度后,从塔顶热风分配器进入干燥塔,与雾滴进行并流接触。液滴中的溶剂迅速蒸发,固体物料形成粉粒,大部分从塔底排出。

携带着溶剂蒸气的氮气从干燥塔下部排出,依次经过一级旋风分离器、二级旋风分离器和布袋除尘器,将气体中夹带的粉尘捕集下来。除尘后的氮气进入冷凝器,溶剂蒸气被冷凝为液体排入溶剂收集罐。除去溶剂后的冷氮气经循环风机升压,通过气体过滤器去除可能残留的细微粉尘后,再回到加热器重新加热,作为干燥介质循环使用。整个系统为密闭循环,仅在系统压力降低时自动补充新鲜氮气,维持正压运行。

与普通开式离心喷雾干燥系统不同,闭路循环系统内为正压操作,氮气作为循环载体重复使用,不需要连续排风。普通喷雾干燥通过大量送风和排风实现排湿,塔内控制为负压。闭路循环则特别适合含有机溶剂、有毒气体以及易氧化物料的安全干燥。

三、防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔物料衡算与热量衡算

以溶剂为乙醇、蒸发量 10 公斤每小时为例进行估算。

3.1 物料衡算

进料量按 25 升每小时、密度约 0.9 公斤每升计,约 22.5 公斤每小时。固含量 20%,则干物料量约 4.5 公斤每小时,进料含溶剂量约 18 公斤每小时。若产品含水率或残留溶剂按 5% 计,成品量约 4.74 公斤每小时,蒸发溶剂量约 17.76 公斤每小时。实际闭路循环中,料液可能同时含水,需按混合溶剂蒸发量设计。本方案按有机溶剂蒸发量 10 公斤每小时设计,可满足低处理量或较低溶剂含量工况。

3.2 热量衡算

主要吸热项包括溶剂升温、蒸发潜热、干物料升温以及系统热损失。以乙醇为例,蒸发潜热约 846 千焦每公斤,蒸发 10 公斤每小时需约 8460 千焦每小时,折合约 2.35 千瓦。加上物料升温及热损失,有效热负荷约 8 至 12 千瓦。考虑闭路循环系统管路和塔体散热损失,设计电加热功率取 18 至 25 千瓦,可满足进风温度 150 至 180 摄氏度的要求。

3.3 循环氮气量估算

热氮气在 150 摄氏度进塔,携带溶剂蒸气后降温至 90 摄氏度排塔。以氮气定压比热约 1.04 千焦每公斤开尔文,温降 60 摄氏度,每公斤氮气放热约 62 千焦。若有效热负荷 10 千瓦,所需氮气质量流量约 580 公斤每小时。氮气密度约 1.25 公斤每标准立方米,标准体积流量约 465 标准立方米每小时。考虑温度影响,实际工作体积流量取 500 至 600 立方米每小时。

四、防爆型小型闭路循环离心喷雾干燥机 氮气保护喷雾干燥塔主要设备设计与选型

4.1 离心雾化器

离心雾化器是闭路循环喷雾干燥的核心部件之一,安装于干燥塔顶部中心。

项目 设计参数
型式 小型高速离心雾化器,防爆电机驱动
雾化盘直径 50 至 80 毫米,可更换
转速范围 10000 至 20000 转每分钟,变频无级调节
线速度 100 至 180 米每秒
喷液量 25 升每小时
电机功率 1.5 至 2.2 千瓦
电机防爆等级 Ex d IIB T4 或符合相应气体区域要求
雾化盘材质 SUS316L 或钛合金
密封 耐溶剂密封件,防止溶剂蒸气泄漏
检测保护 转速反馈、超温保护、电机过载保护

4.2 干燥塔主体

干燥塔为立式圆筒加锥底结构,与雾化器、热风分配器配套。

项目 设计值
塔型 立式圆筒并流式
直筒段直径 600 毫米
直筒段高度 1200 至 1500 毫米
锥底角度 60 度
锥体高度 约 500 毫米
内壁材质 SUS316L,内表面抛光 Ra ≤ 0.8 微米
外壁保温 硅酸铝纤维毯 50 至 80 毫米,外护 SUS304 板
出料方式 塔底设旋转卸料阀或蝶阀,连接收料瓶
热风分配器 可调旋流式,材质 SUS316L
附件 观察视镜、照明灯、气锤或振动器、泄爆口

为防止有机溶剂物料粘壁,干燥塔可设置夹套冷却或脉冲氮气吹扫装置,减少半湿粉接触壁面。

4.3 循环风机

循环风机为闭路循环系统的动力源,必须采用防爆型风机。

项目 设计参数
型式 耐高温离心风机,变频驱动
风量 500 至 600 立方米每小时
全压 3000 至 5000 帕
防爆等级 Ex d IIB T4
叶轮材质 SUS304 或 SUS316L
轴封 气密性良好,防止溶剂蒸气泄漏
控制 变频调速,配合系统压力调节

4.4 循环气体过滤器

闭路循环中,氮气在冷凝前和加热前需经过过滤处理,防止粉尘进入冷凝器和循环风机。

位置 过滤器类型
冷凝器前 布袋除尘器或金属烧结滤芯除尘器
加热器前 氮气循环气体过滤器,精度 1 微米
补充氮气入口 氮气精密过滤器,精度 0.3 微米

布袋除尘器滤袋采用防静电材质,壳体设置泄爆口和接地装置。

4.5 防爆电加热器

项目 设计参数
型式 防爆电加热器,SCR 功率调节
总功率 18 至 25 千瓦
出口温度 200 摄氏度
控温精度 ±1 摄氏度
加热管材质 SUS304 或 SUS316L
防爆等级 Ex d IIB T4
安全保护 超温保护、风压联锁、接地保护

4.6 一级及二级旋风分离器

一级旋风分离器用于回收大部分粉体,二级旋风分离器进一步捕集细粉,保证冷凝器和循环气体洁净。

项目 一级旋风 二级旋风
直径 250 毫米 200 毫米
材质 SUS316L SUS316L
出料方式 收料瓶或旋转阀 收料瓶或旋转阀
防静电接地 可靠接地 可靠接地

4.7 冷凝器

冷凝器用于冷凝回收氮气中的有机溶剂蒸气,是闭路循环的关键设备。

项目 设计参数
型式 管式换热器或板式换热器
冷却介质 根据溶剂沸点选择冷冻水、乙二醇溶液或低温冷却液
出口气体温度 保证溶剂冷凝回收效率,通常不高于 25 ℃
换热面积 约 3 至 5 平方米
材质 SUS316L,耐溶剂腐蚀
冷凝液收集 溶剂收集罐,密封,带排液阀和液位计

若溶剂沸点很低,冷凝器可串联两级:一级常温冷却水冷凝,二级低温冷冻液深度冷凝,确保出口氮气中溶剂含量满足循环要求。

4.8 料液输送泵

项目 设计参数
型式 防爆蠕动泵或防爆转子泵
流量范围 0.5 至 30 升每小时,变频无级调节
泵管材质 耐有机溶剂,如 PharMed 管、硅胶管或氟橡胶管
防爆等级 Ex d IIB T4
精度 ±1%

4.9 测氧仪

在线测氧仪用于实时监测系统内氧含量,是防爆安全联锁的核心仪表。

项目 设计参数
检测原理 电化学、氧化锆或顺磁式
量程 0 至 25% 体积比
报警设定 一级报警 1.5%,二级联锁 2.0%
输出 4 至 20 毫安信号,接入 PLC
安装位置 干燥塔出口或循环风机入口

当系统内氧含量超过联锁值时,自动关闭加热器和供料泵,同时打开氮气进气阀充氮置换,直至氧含量恢复安全值。

4.10 压力变送器与氮气补充系统

系统内为正压操作,压力变送器实时检测系统压力。当压力低于设定值下限时,自动打开氮气进气调节阀,补充高纯氮气;当压力恢复至设定范围后自动关闭。氮气进气管道设置安全阀或压力释放装置,防止系统超压。

五、防爆安全设计

防爆型闭路循环离心喷雾干燥机的安全设计贯穿整个系统。

  • 所有电气设备采用防爆型,防爆等级不低于 Ex d IIB T4,并符合使用场所气体区域划分要求。
  • 设备壳体、管路、支架等全部可靠静电接地,接地电阻不大于 4 欧姆。
  • 系统设置氧含量在线监测,并与加热器、循环风机、供料泵联锁,防止形成爆炸性混合气体。
  • 干燥塔、除尘器、冷凝器等设备设置泄爆口或安全阀,超压时自动泄放。
  • 氮气补充系统保证系统在微正压下运行,防止外部空气渗入。
  • 可燃气体管道和排空口设置阻火器,防止回火。
  • 系统内所有密封件选用耐有机溶剂材料,防止溶剂蒸气泄漏。
  • 配置可燃气体报警器和氮气泄漏检测报警,现场设置急停按钮。

六、自动控制系统

采用 PLC 加 HMI 触摸屏控制,具备在线监测、数据记录和自诊断功能。

控制回路 控制方式
进风温度 PID 调节防爆电加热器功率
排风温度 调节供料泵流量或循环风机转速
系统压力 调节氮气进气阀开度,维持微正压
循环风量 变频调节循环风机
雾化器转速 变频调节,速度反馈
供料流量 防爆泵变频调节

主要检测点包括进风温度、排风温度、系统压力、循环氮气流量、氧含量、冷凝器出口温度、雾化器转速、电流等。系统具备报警功能,当氧含量、温度、压力等参数超限时自动联锁停机或充氮保护。历史数据可存储和导出,便于工艺重现和批次管理。

七、公用工程消耗

项目 设计消耗
电力 总装机约 30 千瓦,运行功率约 10 至 20 千瓦
氮气 启动置换及运行补充,约 2 至 5 标准立方米每小时
冷却水/冷冻水 根据冷凝要求,约 1 至 3 立方米每小时
压缩空气 0.6 至 0.8 兆帕,约 0.2 标准立方米每分钟(用于气锤清洗,选配)
设备占地 约 3 米 × 2.5 米 × 2.8 米(不含电控柜)
整机重量 约 800 至 1000 千克

八、主要设备清单

  1. 闭路循环离心喷雾干燥塔主机一套,含热风分配器、观察视镜、气锤。
  2. 防爆离心雾化器一台,含变频器和雾化盘。
  3. 防爆循环风机一台。
  4. 防爆电加热器一套,功率 18 至 25 千瓦。
  5. 一级旋风分离器一套。
  6. 二级旋风分离器一套。
  7. 布袋除尘器或金属烧结滤芯除尘器一套。
  8. 冷凝器一套,含溶剂收集罐。
  9. 循环气体过滤器一套。
  10. 防爆料液输送泵一台。
  11. 在线测氧仪一套。
  12. 压力变送器及氮气进气调节系统一套。
  13. PLC 控制系统一套,含温度、压力、氧含量、流量等传感器。
  14. 连接管路、阀门、阻火器、泄爆装置及接地系统。

九、安装、调试与验收

9.1 安装要求

  • 设备安装在通风良好、防爆区域划分明确的场所。
  • 所有法兰连接处密封可靠,系统泄漏率满足要求。
  • 电气接线符合防爆规范,接地电阻不大于 4 欧姆。
  • 氮气源、冷却水管路连接正确,并经气密性试验。

9.2 调试步骤

  1. 系统气密性试验,充氮保压,检查泄漏率。
  2. 空载试运行,检查风机、雾化器、泵运转方向。
  3. 加热器升温测试,检查温控精度和超温保护。
  4. 通入氮气循环,检测系统氧含量,验证联锁保护。
  5. 清水或溶剂试喷,检查雾化效果和冷凝回收效率。
  6. 物料试车,调整进风温度、供料量、雾化器转速等,确认产品指标。

9.3 验收标准

指标 验收值
系统泄漏率 充氮保压下无明显泄漏,微正压可稳定保持
氧含量控制 运行中不大于 2%
进风温度控制精度 ±1 摄氏度
蒸发溶剂能力 不低于设计值
冷凝回收效率 溶剂回收率不低于 90%
尾气排放 符合环保要求
防爆安全性能 符合国家防爆标准



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