陶瓷喷雾干燥塔出料装置优化设计

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摘要:笔者通过对传统喷雾干燥塔出料设备进行优化，设计了一种粉料降温效率高且冷却效果可控，具有操作简便和节省制备成本的陶瓷喷雾干燥塔出料装置，解决了由于气温变化导致粉料在输送及储存过程中产生回潮结块的问题。

关键词:喷雾干燥塔;出料设备;粉料冷却

陶瓷墙地砖生产是一个较复杂的过程，其主要生产工序包括物料球磨、粉料制备、压制成形、窑炉干燥、施釉印花、烧成抛光等，其中，喷雾干燥制粉过程是陶瓷生产中一个重要环节，而喷雾干燥塔是粉料制备必不可少的生产设备。其工作原理是由热风炉通过热风管向塔体内提供高温热风，把经过球磨工序加工出来的含水率为３３％～４０％的泥浆由泥浆泵送至雾化器，通过雾化器喷嘴自下往上喷射雾化成直径微小的泥浆雾滴，使泥浆雾滴与高温热风充分接触进行脱水干燥，得到适用于后续压制成形的球状粉料颗粒，并在重力作用下聚集于塔底卸出储存备用。但是在生产过程中，经过高温干燥后得到的粉料往往温度较高，随着粉料热气的散发，遇到空气中的水分子就会在粉料输送带上凝结成水雾，当粉料卸落在粉料输送带上时容易沾到水雾，从而导致粉料在输送过程中回潮结块，不利于后续粉料的过筛与储存。为降低喷雾干燥塔的出粉温度，可以采取增加降温设备的方式对粉料进行冷却，但这种方式不仅增加设备投入和生产环节，同时会提高能源消耗，不利于生产成本的控制。目前传统的喷雾干燥塔是在出料器上设置固定大小的配风口，由于塔内气压为负压，出料器圆周排列设置的圆形配风孔及矩形配风孔打开后外部气体从孔内进入塔体内，与沿塔体下部的锥体内壁向下流动，经过出料器汇集到下方的下料斗中的粉料进行热交换，达到降温的效果。但是传统的喷雾干燥塔出料器的配风孔一般是固定大小，当气温较高时，粉料出塔的温度较高。由于粉料温度过高，其经过输送带送到料仓后缓慢降温过程中易产生大量的水蒸气，水蒸气遇仓壁冷凝后倒流，使粉料大量结团，从而导致料仓下料不流畅，堵塞电子称出料通道；同时结团的粉料含水量过高，不利于后续粉料的过筛与储存，造成配料精准度降低，影响粉料压制成形的质量。

１改进方案

为了解决由于气温变化导致粉料在输送及储存过程中产生回潮结块的问题，对传统喷雾干燥塔的出料装置进行了设计优化，设计一种粉料降温效率高且冷却效果可控，具有操作简便和节省制备成本的陶瓷喷雾干燥塔出料装置，其设备结构设计见图１。所设计的陶瓷喷雾干燥塔出料装置包括喷雾干燥塔下锥体的筒体组件（见图２）、配风调节板、出料口配风组件（见图３）和放料器组成，其中筒体组件由衔接圈、与衔接圈连接的筒体、导流板组成，筒体圆周壁设有出料装置配置冷风的配风口，配风口下方设有供螺栓调节及固定的螺栓孔，筒体内壁表面呈４５°焊接覆设防粉料粘壁的导流板；出料口配风组件由喇叭状的夹层锥体、贯通连接在锥体内层壁的分风器组成，分风器由斗笠状锥形外板，套装在斗笠状锥形外板内壁并形成隔腔的斗笠状锥形内板，贯穿连接在斗笠状锥形内板上呈伞状分布的若干根导风管，与导风管端口通过连接圈与吊环螺钉连接的配风盖板组成。通过调节配风盖板的开合角度调整进冷风量，同时外部冷风可顺着导风管穿过斗笠状内板到达斗笠状外板内壁的内侧表面；为延长设备使用寿命，在粉料流经坠落之处的夹层锥体内板壁还铺设耐磨陶瓷砖；放料器由开设有出料装置设于喷雾干燥塔下方，喷雾干燥塔内腔中物化干燥而成的粉料颗粒在重力作用落到塔底出料装置中，经出料装置分风器的斗笠状锥形外板分流，使散落的粉料呈伞型落到导流板上，落到夹层锥体上再落到放料器里放料。通过控制分风器，松开吊环螺钉，调节配风盖板的开合角度，再拧紧吊环螺钉，然后再经筒体组件配风调节口的调节，先松开螺栓，沿着调节槽通孔的连接板、焊接在连接板上的放料斗组成，放料斗上部通过连接板连接出料口配风组件。向上或向下移动配风调节板到适合的位置，再拧紧吊环螺钉，进而控制进风量，冷风进入出料装置内部后不断顺着离心风机风管方向带走热量，快速对粉料进行冷却降温，使粉料冷却效率大幅度提高。图４为传统喷雾干燥塔出料设备，图５为新设计的喷雾干燥塔出料设备。按照喷雾干燥制粉流程进行粉料制备，并利用红外线温度枪对传统出料口和新设计出料口粉料按夏季和冬季两个不同季节、早中晚时间段进行温度检测，对比结果如表１所示。传统出料口冷却器的配风孔大小固定，无法控制冷却效果。从表１可以看出，夏季时由于外部温度较高，粉料出料温度一般在４５～５５℃，冬季时由于外部温度较低，粉料出料温度为２０～３０℃，粉料出料温度可控性较差，对后续粉料入仓储存造成了一定的影响；而新设计的出料口冷却器可根据需要调节配风盖板的开合角度，随意调整进冷风量，无论夏季还是冬季均能保证粉料出料温度控制在２９～３９℃，可控稳定性强，提升了生产效率和连续性。

２结语

（１）通过在出料装置内部设置分风器，使粉料经分风器上的大圆锥型盖板分流呈伞型散落到导流板上，增加粉料与冷风的接触面积；同时根据生产需要调节配风盖板的开合角度进行调整进冷风量，降温效率高、冷却效果可控，提高了粉料的制备效率。（２）新设计的陶瓷喷雾干燥塔出料装置的应用，使粉料出塔温度常年保持在２９～３９℃，改善夏季和冬季粉料出塔温度相差大、粉料粘壁、成团结块等问题，提升生产的连续性。（３）通过在粉料颗粒流经坠落之处的锥型斗内侧铺设一层瓷质耐磨陶瓷砖，延长设备的使用寿命，节约设备维修成本。

参考文献

［１］广东家美陶瓷有限公司，东莞市唯美陶瓷工业园有限公司，重庆唯美陶瓷有限公司．陶瓷喷雾塔出料装置及其控制方法：中国，ＣＮ２０２１１０２４９０５１．８［Ｐ］．２０２１－０７－２３．

［２］蔡飞虎，冯国娟．喷雾干燥技术基本原理与生产控制［Ｊ］．佛山陶瓷，２０１０，１６０（２０）：１８－２７．

［３］刘殿宇．喷雾干燥塔内生产负压引发的问题［Ｊ］．中国乳业，２０１１，１１９（１１）：４８－４９．

［４］郭俊利．陶瓷喷雾干燥塔设计理论基础［Ｊ］．山东陶瓷，２０１０，３３（４）：３５－３９．

作者:谭亮 刘建川 曹诗桂 单位:东莞市唯美陶瓷工业园有限公司 广东家美陶瓷有限公司