專利名稱：噴霧干燥裝置及其使用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種集成了噴霧干燥的流化床裝置并涉及其使用方法。本發(fā)明還涉及一種噴霧干燥粉料的生產(chǎn)方法，可以根據(jù)未來的用途以確定目標的方式來改變其產(chǎn)品性質(zhì)。
工業(yè)使用的顆粒料通常通過把一種或多種成分的溶液或懸浮液噴霧進入裝備熱氣體的噴霧塔中來生產(chǎn)。在熱氣流中，液體成分蒸發(fā)，形成具有一種多少有些隨機形狀的固體。
同樣已知的是在流化床中的造粒，其中，工藝氣流流過特定形狀的供料底部，產(chǎn)生固體原料的流化床。霧化的液體通過噴嘴系統(tǒng)以細分散的形式進入流態(tài)化的空間。流態(tài)化的顆粒被潤濕，表面部分溶解，顆粒粘結(jié)在一起。在流化床末端，連續(xù)排出固體物料。同時，細分散在霧化液體中的較少量固體在進口送入。過濾系統(tǒng)防止粉塵離開流化床，并保證只有具有最小直徑的造粒料顆粒在出口排出。在這種形式的流化床中，同樣形成具有一種多少有些隨機形狀的固體顆粒。
所以，本發(fā)明的目的是提供一種合適的裝置和操作該裝置的方法，目的在于可以在顆粒尺寸、顆粒尺寸分布、水分含量和制片能力方面按照希望改變噴霧干燥或造粒的、粉狀產(chǎn)品的性能。
通過一種噴霧干燥設備達到了該目的，該設備包括a)一個噴霧干燥單元(B)b)一個流化床(A)c)一個或多個用于液體介質(zhì)的附加的噴霧或霧化噴嘴(C)d)一種粉末稱量裝置(D)e)一種帶有風機(E)的粉末返回裝置(9)。
在根據(jù)本發(fā)明的噴霧干燥裝置的噴霧干燥單元(B)中，液體介質(zhì)(5)、霧化空氣(6)、粉末物料(9)和熱空氣(4)組合。
一個特定的實施方案在于噴霧干燥單元(B)垂直位于噴霧塔中的下游流化床之上。
在一個特定的實施方案中，該裝置的噴霧干燥單元(B)可以包括一個霧化系統(tǒng)，它包括一個用熱水加熱的兩組分霧化噴嘴，帶有同軸布置的粉末返回流和熱空氣圍繞氣流。
特別地，該目的通過可以在流化床的各種位置上安裝一個或多個用于液體介質(zhì)(C)的噴霧或霧化噴嘴的裝置來達到。根據(jù)本發(fā)明，流化床后面有一個粉末計量設備(D)，通過球門自動閥(F)隔開，并通過溢流(8)供料。
根據(jù)本發(fā)明，在粉碎后如果需要，部分產(chǎn)物可以通過氣力輸送機(fly conveyor)返回到噴霧干燥單元(B)中，在氣力輸送機中，風機(E)作為輸送組成部分。用作輸送組成部分的風機(E)同時可以用作返回粉末的粉碎單元。
該目的還可以通過一種噴霧干燥粉末物料的生產(chǎn)方法來達到，其中a)在第一個步驟中，液體介質(zhì)、霧化氣體、粉狀物料和熱空氣被混合，b)形成的粉狀產(chǎn)物落到流化床上、被帶走、流態(tài)化并進一步輸送，c)在一個或多個造粒步驟中，用其它液體介質(zhì)霧化、干燥并在流化床中朝著粉末計量裝置輸送，從粉末計量裝置，d)部分粉狀物料返回到該過程中。
液體介質(zhì)是一種溶液、分散體系或懸浮液。
該方法的一種特別的變化是返回的粉狀物料在返回前被粉碎。
所用的霧化氣體、載氣和加熱氣體可以是空氣或惰性氣體，惰性氣體選自由N2和CO2組成的組中。根據(jù)本發(fā)明，氣體可以循環(huán)，在這種情況下，氣體通過過濾或者動態(tài)過濾而不含顆粒，并送回到霧化噴嘴或者加熱并引入到流化床中。
根據(jù)本發(fā)明，在裝置的各個點所用的液體介質(zhì)可以具有不同的組成。
特別地，該目的還通過改變參數(shù)霧化壓力、液體量、返回的粉體量、熱空氣的熱空氣流量和溫度使顆粒尺寸變成50-1000微米來達到。
為了進行該過程，開始時通過裝料口(3)在裝置中裝入粉狀原料。通過室(1)在噴霧干燥空間中產(chǎn)生空氣流。所引入的原料通過該氣流流化并向排料閥(F)移動。粉料流通過合適的Conidur基礎的孔在空氣流產(chǎn)生時獲得該移動方向。在設備的這一點，提供能使產(chǎn)物送入粉料計量裝置或者通過氣力輸送到達噴霧干燥單元的裝置。最終產(chǎn)品的溢流(8)位于粉料計量裝置上方的出口處。噴霧干燥單元的風機(E)既作為產(chǎn)品的傳輸裝置，又作為返回的粉末物料的粉碎裝置。通過噴霧干燥噴嘴的特定設計，來自回料管(9)的返回粉料與相應的介質(zhì)液體(5)、霧化空氣(6)和熱空氣(4)混合。粉料或造粒料被流化床帶走并如上所述向前輸送。在通過造粒噴嘴(C)時，可能與隨粉末返回引入到霧化噴嘴的介質(zhì)組成不同的其它介質(zhì)噴到所形成的顆粒上。發(fā)生進一步的造粒和顆粒尺寸分布的重新確定。通過Conidur基底從室(1)引入的空氣將把產(chǎn)品干燥到要求的最終含水量。集成到裝置上的動態(tài)過濾器將防止粉末顆粒排放到環(huán)境中。
代替三個造粒噴嘴(C)，如

圖1所示，可以在裝置的相應位置安裝一個或多個霧化噴嘴或噴霧干燥噴嘴或者只有一個、兩個或三個以上的造粒噴嘴。這些附加的噴嘴可以直接位于流化床的開始處或者向后移動。一次或多次重新霧化原來形成的粉料的位置的選擇還尤其依賴于希望的產(chǎn)品要求具有的殘留含水量。不用說，特別低殘留含水量的產(chǎn)品最終噴霧后，在流化床中的駐留時間比較高殘留含水量的產(chǎn)品更長。
如果要求，可以通過各種噴嘴對已經(jīng)形成的顆粒表面涂敷不同的組合物，使顆粒獲得層狀結(jié)構(gòu)。然而，它也可以用于獲得更均勻的顆粒尺寸分布。
此外，根據(jù)本發(fā)明的裝置不僅可以用空氣作為載體介質(zhì)來運行，而且也可以用惰性氣體，如氮氣或二氧化碳氣體循環(huán)運行整個裝置。
以這樣一種方式設計該裝置，使得參數(shù)液體量、噴霧壓力返回的粉料量、熱空氣量、熱空氣溫度、溫熱空氣量和溫熱空氣溫度可以單獨調(diào)節(jié)。關(guān)于含水量、顆粒尺寸和顆粒尺寸分布到返回的粉料量、送入的液體量和霧化壓力，可以按要求調(diào)節(jié)。在所述裝置中，可以按要求生產(chǎn)顆粒尺寸為50-1000微米的粉末狀產(chǎn)品。取決于操作模式，顆?？梢杂蓡我坏幕瘜W物質(zhì)組成，或者呈現(xiàn)不同物質(zhì)的層狀結(jié)構(gòu)，或者取決于所選擇的參數(shù)，顆?；蚨嗷蛏偈墙Y(jié)晶態(tài)的或者主要是無定形結(jié)構(gòu)的。在后一種情況下，顆?？梢杂梢环N成分組成，或者是不同成分的混合物。
特別地，通過集成到裝置上的適合于噴霧干燥造粒料生產(chǎn)的霧化噴嘴控制顆粒的形成。這種類型的霧化噴嘴的相應實施方案表示于圖2。
這種霧化噴嘴是一種由兩組分霧化噴嘴[(1)、(2)、(3)]組成的噴霧系統(tǒng)，可以用熱空氣加熱，并且與同軸布置的粉末返回(4)和熱空氣圍繞氣流(5)一起裝配。
這種噴霧系統(tǒng)的優(yōu)點是，粉末在出口處直接與通過霧化空氣產(chǎn)生的液滴接觸，被?；驁F聚。為了使顆粒不粘結(jié)在一起并且可以排出表面水分，噴霧和粉末部分包裹在熱氣流中，蒸發(fā)液體必不可少的熱能直接轉(zhuǎn)換。在流化床中進行后續(xù)的干燥。
尤其是通過這種噴霧干燥系統(tǒng)的引入，還可以獲得特定的顆粒尺寸。
所以，這種噴霧干燥系統(tǒng)的一個特定優(yōu)點是根據(jù)所確定的工藝參數(shù)和要霧化的液體介質(zhì)，可以在一個裝置中生產(chǎn)各種不同的產(chǎn)品。
為了更好地理解和說明，下面給出上述噴霧干燥裝置的一般流程圖(圖1)和在本發(fā)明保護范圍內(nèi)的實施例，但是把本發(fā)明限制于這些實施例是不合適的。
圖1表示這種類型的噴霧干燥裝置可能的實施方案的一般流程圖，其中，所給出的數(shù)字和/或字母具有下列含義1空氣引入室2空氣排出室3填料口4熱空氣供給5液體供給6霧化空氣7加熱介質(zhì)8產(chǎn)品9粉料A流化設備B噴霧干燥單元C造粒噴嘴D粉末計量裝置E粉末返回風機F球門自動閥G動態(tài)過濾器參考描述中提到且在流程圖中給出的部件，熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員通過選擇工業(yè)上可以獲得的各個部件，可以容易地建造相應的裝置。對于在專業(yè)領(lǐng)域中工作的熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員，不用說為了能夠如上所述在操作中調(diào)節(jié)和改變工藝參數(shù)，必須引入附加的電動和機械控制單元。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)噴霧干燥粉料的方法，其特征在于a)在第一個步驟中，混合液體介質(zhì)、霧化氣體、粉末狀物料和熱空氣，b)所形成的粉末狀產(chǎn)物落到流化床上，被帶走、流化并向前輸送，c)在一個或多個造粒步驟中，用其它液體介質(zhì)霧化、干燥并在流化床中向粉料計量裝置輸送，從粉末計量裝置，d)部分粉末狀物料返回到該過程中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所述液體介質(zhì)是一種溶液、分散液或懸浮液。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于所返回的粉末狀物料在返回前粉碎。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于使用空氣或選自由N2、CO2或.....組成的組中的惰性氣體作為霧化氣體并作為載氣和加熱氣體。
5.根據(jù)權(quán)利要求1和4的方法，其特征在于所述氣體是循環(huán)的。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、4和5的方法，其特征在于通過過濾，所述氣體不含顆粒并重新送入霧化噴嘴或者加熱并引入到流化床中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1和4-6的方法，其特征在于所述氣體借助動態(tài)過濾器而不含顆粒。
8.根據(jù)權(quán)利要求1和2的方法，其特征在于在所述裝置的不同位置，所用的液體介質(zhì)具有不同的組成。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8的方法，其特征在于通過改變參數(shù)霧化壓力、液體量、返回的粉末量、熱空氣流和熱空氣溫度，可以特定地獲得50-1000微米的顆粒尺寸。
10.一種噴霧干燥裝置，其特征在于a)一個噴霧干燥單元(B)b)一個流化床(A)c)一個或多個用于液體介質(zhì)的附加的噴霧或霧化噴嘴(C)d)一種粉末稱量裝置(D)e)一種帶有風機(E)的粉末返回裝置(9)。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于液體介質(zhì)(5)、霧化空氣(6)、粉末狀物料(9)和熱空氣(4)在噴霧干燥單元(B)中混合。
12.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于在噴霧塔內(nèi)，噴霧干燥單元(B)垂直位于下游的流化床上方。
13.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于噴霧干燥單元(B)包括一個霧化系統(tǒng)，該霧化系統(tǒng)由熱水加熱的兩組分霧化噴嘴組成，帶有同軸布置的粉末返回物流和熱空氣環(huán)繞流。
14.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于在流化床的不同位置可以安裝用于液體介質(zhì)(C)的一個或多個附加的噴霧或霧化噴嘴。
15.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于流化床后面有一個粉末計量裝置(D)，它通過球門自動閥(F)分開并通過溢流(8)喂料。
16.根據(jù)權(quán)利要求10的噴霧干燥裝置，其特征在于所形成的部分產(chǎn)品通過氣力輸送返回，如果需要則在粉碎后，噴霧干燥單元(B)，其中，風機(E)作為輸送單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16的噴霧干燥裝置，其特征在于所述風機(E)同時作為返回物料的粉碎單元。
18.一種由熱水加熱的兩組分霧化噴嘴組成的噴霧系統(tǒng)，帶有同軸布置的粉末返回物流和熱空氣環(huán)繞流。
全文摘要
本發(fā)明涉及帶有整體化的噴霧干燥裝置的流化床裝置,并涉及其使用方法。本發(fā)明還涉及一種生產(chǎn)噴霧干燥粉末的方法,其產(chǎn)品特性可以根據(jù)所述物料的未來用途特別地調(diào)節(jié)。
文檔編號F26B3/08GK1355723SQ00808987
公開日2002年6月26日 申請日期2000年6月6日 優(yōu)先權(quán)日1999年6月16日
發(fā)明者E·施瓦茨, G·莫斯克爾, H·魯茨勒, J－M·杜特 申請人:默克專利股份有限公司