同其它干燥設(shè)備相比，噴霧干燥裝置存在著干燥容積強(qiáng)度較低（相對能耗較大；體積較大）操作要求較高等缺點(diǎn)。但它的優(yōu)點(diǎn)有：
①單臺(tái)處理量大（每小時(shí)可處理90m3左右的液體）；
②物料受高溫時(shí)間短，故可處理熱敏性物料；
③產(chǎn)品的球形度好，且粒度可在一定范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；
④過程簡單，不需要在干燥后粉碎、篩選。
噴霧干燥在溶液、懸浮液類物料的干燥時(shí)，往往處于位置，而且該技術(shù)發(fā)展很快。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，近20年來我國已有20余家能制造噴霧干燥裝置的企業(yè)。但是，大多數(shù)規(guī)模不大，生產(chǎn)手段、檢測能力不足，企業(yè)本身的科研開發(fā)能力較弱。略具規(guī)模的僅3~4家工廠，估計(jì)年產(chǎn)值約2億~4億元。目前已從根本上扭轉(zhuǎn)單純依靠進(jìn)口的局面，而且已有少量出口，方向主要是東南亞各國及韓國。
我國生產(chǎn)的噴霧干燥成套裝置的規(guī)格和能力（按噴霧液量計(jì)），從5㎏/h到26000kg/h。近已開發(fā)成功45~90t/h能力的大型離心式噴霧干燥機(jī)（該裝置是電力總公司為配套125MW發(fā)電機(jī)組煙氣脫硫所用）。已經(jīng)可以滿足國內(nèi)各行業(yè)，多品種干燥產(chǎn)品的需要，大約可以覆蓋400多種物料。中國噴霧干燥機(jī)的質(zhì)量和綜合性能，已接近丹麥NIRO公司水平。
20世紀(jì)90年代晚期的水平主要差距表現(xiàn)在外觀和配套（如風(fēng)機(jī)等）的耐用性方面，由于價(jià)格差距較大，故具有明顯的競爭力。
一、噴霧干燥機(jī)在我國的發(fā)展概況
⑴離心式霧化器
用電機(jī)驅(qū)動(dòng)增速機(jī)帶動(dòng)調(diào)整旋轉(zhuǎn)葉輪，借助于離心力將液體霧化至幾十微米的液滴群。這就是旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機(jī)的工作原理。這種機(jī)型的特點(diǎn)是：流通量大、不易堵塞、操作性能穩(wěn)定、能耗較少、單臺(tái)生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品粒度均勻。因此，已成為噴霧干燥機(jī)中的主流機(jī)型。
我國生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機(jī)，其轉(zhuǎn)速從10000r/min至32000r/min，噴液量可達(dá)90m3/h。經(jīng)過20年來的探索，目前已完全成熟。我國生產(chǎn)的旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機(jī)組從設(shè)計(jì)階段就考慮了中國的材料等特點(diǎn)，比NIRO公司生產(chǎn)同規(guī)格產(chǎn)品的外型略大，但運(yùn)行更平穩(wěn)、壽命更長。如國外某公司的F160機(jī)組，由于采用傳統(tǒng)的行星齒輪傳動(dòng)，不可避免地要有一副快速轉(zhuǎn)動(dòng)的行星架，常常由于行星架上的行星輪安裝精度不夠而發(fā)生事故。中國產(chǎn)的RW10TE及RW45T型機(jī)組采用準(zhǔn)行星齒輪傳動(dòng)，用無公轉(zhuǎn)的行星輪傳動(dòng)，取消了行星架，從而使機(jī)構(gòu)的可靠性大為增加。
大型旋轉(zhuǎn)式噴霧干燥機(jī)主要應(yīng)用于火電廠煙氣脫硫、造紙廠廢液處理、垃圾焚燒及大型化工產(chǎn)品的干燥，如偏硅酸鈉、白炭黑生產(chǎn)等。
⑵氣流式霧化器
借助于高速氣流分散液滴的裝置為氣流霧化器，通常采用的氣體的壓縮空氣。由于其加工較簡單、處理量較大而不易堵塞，曾經(jīng)在我國大量采用，但其能耗為旋轉(zhuǎn)式霧化器呈平方關(guān)系增長，故一般不宜用在大型干燥機(jī)上。
我國在20世紀(jì)80~90年代研究較深入，氣流霧化器與國外產(chǎn)品相比在相同氣流比下的可霧化粘度，已經(jīng)達(dá)到國際先進(jìn)水平。據(jù)報(bào)導(dǎo)，美國為100000MPa?s,日本為60000MPa?s，而我國也已超過100000MPa?s。
氣流式霧化器雖然其霧化能耗較大，而往往高含固物料的粘度較高。由于它能霧化高粘度物料，所以當(dāng)含固率高，料液在噴霧干燥時(shí)的綜合能耗還是合理的（較低的）。而選用旋轉(zhuǎn)式霧化時(shí)，在高粘度時(shí)不能良好霧化而被迫添加水分，從而使熱能和動(dòng)力能耗均相應(yīng)提高。
我國制造的氣流霧化器有二流體和三流體兩種，規(guī)格有5kg/h到1500kg/h（處理量約10余種），氣液比均可在0.5以下。
應(yīng)用的典型物料有銨基類乳化、岐化松香皂、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和微晶纖維等。
⑶壓力霧化器
使液體產(chǎn)生靜壓在通過小孔時(shí)產(chǎn)生高速射流，將液體霧化成液滴的裝置為壓力式霧化器。它的霧化能耗僅為旋轉(zhuǎn)霧化器的一半，是的一種。但是，由于它必須經(jīng)過小孔而對料液的含質(zhì)過濾要求較高，以免在生產(chǎn)過程中經(jīng)常堵塞孔眼。同時(shí)，與之配套的壓力泵在大規(guī)格時(shí)也不多（一般在5m3/h以下），因此限制了它的使用。
壓力式霧化器在5MPa以上為高壓式，可得到很細(xì)的霧群。一般用于食品工業(yè)，如牛乳、豆乳、大豆分離蛋白等生產(chǎn)。在5MPa以下為低壓式可得到粒子較粗的霧群。為充分干燥節(jié)省干燥塔高度，通常采用噴泉式，即自下向上噴霧，典型的物料是氧化鋁、鐵氧體等特種陶瓷的干燥和造粒用。這些噴霧干燥機(jī)的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)完全可以同國外產(chǎn)品競爭。
二、近年來噴霧干燥裝置的進(jìn)展
隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，人們對物質(zhì)生活質(zhì)量要求的提高，對許多產(chǎn)品不僅要求其干燥，而且對終產(chǎn)品的色、香、味、復(fù)溶性能（冷溶或速溶），維生素活性保留率等提出更高的要求，對于有些貴重藥品的總得率也十分苛刻。這些要求正是我國面對進(jìn)入WTO以后，國際市場對我們的要求。以下概括我國在噴霧干燥領(lǐng)域，面對客觀市場的要求所開發(fā)的新型裝置。這些裝置的共同特點(diǎn)是，不用單一的噴霧干燥機(jī)作為商品出售，而是以噴霧干燥機(jī)為核心，針對物料的特點(diǎn)，采用其它干燥裝置或輔助設(shè)備組合式的干燥設(shè)備系統(tǒng)，使其終產(chǎn)品滿足用戶的需求。
⑴組合式三級干燥裝置
噴霧干燥+內(nèi)置式固定流化床+振動(dòng)流化床的三級聯(lián)合干燥裝置。在噴霧干燥階段用較高的進(jìn)氣溫度，在形成顆料的同時(shí)，迅速脫去大部分表面水。在第二階段用較低的溫度、較長的時(shí)間脫去粉料內(nèi)部的水分。既節(jié)約了噴霧段的容積，又可節(jié)省約20%能源。在第三階段的振動(dòng)流化床中可以噴入卵磷脂漿液使產(chǎn)品團(tuán)聚后達(dá)到冷溶和速溶性。還導(dǎo)入除濕后的干冷空氣使產(chǎn)品冷卻包裝。
這種三級干燥聯(lián)合裝置在中國已用于牛乳、椰奶、香蕉粉、粉末油脂（棕櫚油原料）、香茄汁等產(chǎn)品，并取得成功。規(guī)模在5000kg/h至1000kg/h不等。
⑵高含糖類物料的噴霧干燥裝置
在許多食品和中藥類物料中含有豐富的糖分。如乳糖、麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等。如當(dāng)歸中含大量蔗糖，其“玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度”僅61℃，當(dāng)吸水時(shí)其值還要低，而常規(guī)的噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度控制在70～100℃，使已經(jīng)干燥的干粉粘結(jié)在干燥塔內(nèi)，導(dǎo)致生產(chǎn)的困難。
除了糖以外的低“玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度”物料，還有許多物料可以用同樣的方法解決。如山梨醇、VBt、脲醛膠、聚醛酸乙烯膠等。我國已有幾家企業(yè)生產(chǎn)出來夾套冷卻、中間空氣清掃，塔底用除濕空氣冷卻等專用設(shè)備。
⑶生物化學(xué)類噴霧干燥裝置
這類物料大多數(shù)為藥品，對裝置的清潔要求高，在生產(chǎn)過程中要防止外界雜菌的侵入，產(chǎn)品較貴而對回收率要求十分苛刻。這類裝置的共同點(diǎn)是熱空氣在加熱前后，均需經(jīng)過濾。產(chǎn)品的包裝間要求隔離，干燥過程在正壓下運(yùn)行，終達(dá)到規(guī)定的GMP（藥品級）標(biāo)準(zhǔn)。
目前我國已能提供生產(chǎn)的裝置已用于肝素鈉、青鏈霉素、蚓激酶、VB2及泛酸鈣等。其排放尾氣含塵量可低于20㎎/?，總收率可超過99.98%。
⑷環(huán)保類噴霧干燥裝置
中國在“七五”期間曾投入巨大人力、物力進(jìn)行火力發(fā)電廠的煙氣脫硫工程的研究開發(fā)工作。一直延伸至“十五”期間，經(jīng)過不懈的努力，試探了多種方法，迄今較為成熟的技術(shù)有兩項(xiàng)。一項(xiàng)是石灰漿中和SO2的半干法；另一項(xiàng)是用氨水中和得到硫銨和硝銨的電子束法。
這兩項(xiàng)技術(shù)都要求將液體分散成霧滴，與氣相中的Sox或NOx相接觸而發(fā)生相關(guān)的反應(yīng)。因此實(shí)際上都離不開噴霧干燥工程或裝置。
這類裝置的特點(diǎn)是處理量大，如一臺(tái)RW10T型高速離心式噴霧干燥機(jī)的能力為10～20?/h，只能配25MW小型發(fā)電機(jī)組。若以我國主力發(fā)電機(jī)組都在125MW以上計(jì)，則單臺(tái)噴霧干燥機(jī)的能力要超過45?/h。這種越大型高速噴霧干燥機(jī)的研制，正由電力總公司組織進(jìn)行，并由江蘇林洲干燥機(jī)廠實(shí)施，設(shè)計(jì)單位是中國林科院林產(chǎn)化工研究所，目前已投入工業(yè)化應(yīng)用。這種裝置的規(guī)模全世界僅有丹麥NIRO公司生產(chǎn)，其次就是中國。
與之相類似的裝置是垃圾焚燒中的氣體凈化。針對氣體中不同有害成分，噴灑相應(yīng)的藥液。我國處于起步階段，在日本、美國，近停用了數(shù)以千計(jì)的焚燒爐。其原因是塑料焚燒后產(chǎn)生二惡英、氰化物等毒物，用活性炭吸附后再埋入土中，會(huì)重新污染土壤，故我國在垃圾焚燒氣體凈化方法宜持慎重態(tài)度。
造紙廠排放的黑液中COD、BOD值均很高，不能用一般的污水處理法解決，排放約占我國排放總量的30%，為主要污染源。而黑液中的木質(zhì)素等組分經(jīng)過加工卻可以轉(zhuǎn)化為益。將黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后成濃黑液，用噴霧干燥噴成干粉的裝置已有近20家造紙廠使用。廣州造紙廠其產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鈣為電、暢銷產(chǎn)品，連續(xù)多年利潤占全廠30%/以上。
值得注意的是發(fā)達(dá)造紙?jiān)隙酁槟静?，而我國大量使用草類原料（麥、蘆葦、蔗渣等），后者的黑液成分比前者復(fù)雜得多。草漿比木漿灰分和糖分高。從而帶來許多技術(shù)難題。（如糖分的低玻璃態(tài)溫度帶來的粘結(jié)問題），但我國目前均已逐個(gè)克服。從這個(gè)意義上看，我國在此領(lǐng)域中已超過國際水平。
⑸氧敏性物料的噴霧干燥裝置
有一些物質(zhì)對氧極其敏感而發(fā)生變性，如β-胡蘿卜素在有氧氣下干燥時(shí)，會(huì)損失48%，有些物料用有機(jī)溶劑制備，在干燥時(shí)蒸發(fā)的濕分是溶劑，在干燥前后必須與氧隔離。有以下三種流程可供不同氧敏程度的要求選擇。
系統(tǒng)中充氮或CO2惰性氣體，氣體經(jīng)干燥后被深冷，有機(jī)溶劑可以回收重復(fù)加熱循環(huán)使用。這類裝置要求風(fēng)機(jī)和干燥設(shè)備制造嚴(yán)密，不能漏氣方可正常運(yùn)行。典型適用物料有納米材料、Vc鹽及部分特種陶瓷（超硬物質(zhì)）。這類裝置的中、小規(guī)模系統(tǒng)在我國已經(jīng)成熟，并有部分出口。
以燃燒潔凈燃料（如天然氣、丙烷等）為熱源，在燃燒后自然消除了氧氣。再用部分干燥后含濕的低溫氣體以及用少新鮮空氣同時(shí)摻入干燥熱氣流以調(diào)節(jié)和控制干燥的進(jìn)風(fēng)溫度，進(jìn)行干燥。這種方法的熱氣流中含氧量約8%，對于某些氧敏物質(zhì)是適宜的。其優(yōu)點(diǎn)是運(yùn)行成本低，節(jié)能約30%，設(shè)備制造及操作相對簡單，典型物料是染料中間體H酸的噴霧干燥。
用上述方法，將干燥后的尾氣冷卻、除濕，返回到高溫氣流中，即不添加鷴空氣而使系統(tǒng)中的氣體含氧量控制在2%以下，不需要補(bǔ)充惰性氣體，同時(shí)可以回收溶劑。此法已成功地用于生產(chǎn)螺旋藻，以保證其中的β-胡蘿卜素不被氧化。其它的氧敏物質(zhì)如原花青素及其甙類衍生物也可以用此法生產(chǎn)。但我國處于起步階段。
三、噴霧干燥附屬設(shè)備的進(jìn)展
⑴回收系統(tǒng)
噴霧干燥的終目的是回收合格的產(chǎn)品。若主體設(shè)備再好，而出現(xiàn)低回收率、高耗能的回收系統(tǒng)，則用戶是不能滿意的。我國噴霧干燥系統(tǒng)中常規(guī)采用的三種方法回收細(xì)粉：
①旋風(fēng)分離器——當(dāng)平均粒徑大于2μm時(shí)，回收率大于98%，而阻力可低于1500Pa的旋風(fēng)分離器，在我國已有定型的系列產(chǎn)品，直徑可達(dá)2.3m。上述指標(biāo)已達(dá)到20世紀(jì)90年代末水平。
②袋濾器——由于冶金、化工、水泥等行業(yè)的需要，我國有一批正規(guī)的開發(fā)袋濾器隊(duì)伍。近年來在布袋材質(zhì)、脈沖方式等方面均取得了可喜成果，并已投入了大規(guī)模生產(chǎn)應(yīng)用。有的企業(yè)產(chǎn)品，可以在1.5～2m/s風(fēng)速下，保證效率達(dá)99.9%以上，排放深度大于5mg/?。可以認(rèn)為我國的袋濾器水平已趕上國際水平。
③尾氣洗滌器——用水清洗從旋風(fēng)分離器出來含有少量粉塵的裝置。循環(huán)用的洗滌水洗下粉塵后會(huì)逐步被濃縮，在造紙廠用稀黑液代替水，還可以充分利用熱能。我國效率可達(dá)99.98%，排放氣體含塵量低于20mg/?，阻力低于1000Pa。
⑵加熱系統(tǒng)
①蒸汽加熱器——大多數(shù)國產(chǎn)的蒸汽加熱器的元件均已用鋁翅鋼管，并已經(jīng)只可以在一臺(tái)加熱器充分利用蒸汽的過熱段，高壓飽和和段和高壓水泄壓閃蒸后的低壓飽和段，得到的被加熱空氣溫度與飽和氣溫差不大于10℃，顯示了相當(dāng)高的傳熱效率，稱為三級蒸汽加熱器，已經(jīng)在大規(guī)模生產(chǎn)中應(yīng)用。
②燃油熱風(fēng)爐——這種用燃燒輕柴油去間接加熱空氣的爐型，其總傳熱系數(shù)可達(dá)40kcal/h?㎡?℃,廣泛用在各種噴霧干燥機(jī)上。因國內(nèi)燃燒器性能不夠完善，目前大多采用意大利的利雅牌，德國產(chǎn)的歐科或美國的MAXON，以提高整套噴霧干燥機(jī)的水平。
③燃油熱風(fēng)爐的另一種型號是用燒燒后煙氣直接進(jìn)入干燥系統(tǒng)。這兩種爐型的共同點(diǎn)是用室溫空氣形成夾套，既可預(yù)熱空氣又防止了散熱，充分利用熱量。我國燃油熱風(fēng)爐已具備各種規(guī)格型號，完全可以配備各種規(guī)模的噴霧干燥機(jī)，技術(shù)已經(jīng)成熟而進(jìn)入商品化階段。
④燃煤熱風(fēng)爐——由于我國是產(chǎn)煤大國，故在許多場合的用戶愿意用煤作熱源以降低生產(chǎn)成本。上海有兩家專業(yè)化生產(chǎn)廠，可以在間接加熱情況下得到600℃以上的高溫?zé)峥諝?，這種產(chǎn)品亦已成熟。
⑶細(xì)粉回收系統(tǒng)
一些干粉的粒徑過細(xì)，在復(fù)溶時(shí)產(chǎn)生困難，會(huì)發(fā)生抱團(tuán)而中干。在噴霧干燥塔尾氣中分離出細(xì)粉用噴射泵重新打回干燥塔，使之與即將干燥的液滴團(tuán)聚。這種流程所得到的產(chǎn)品粒徑均勻并全是較粗的粒子，在食品工業(yè)中用得較多。
在機(jī)電獎(jiǎng)品中往往控制系統(tǒng)很大程度上影響到該產(chǎn)品的性能和檔次，在噴霧干燥機(jī)中同樣如此。目前在大型噴霧干燥的系統(tǒng)裝置中，我國已能做到PLC控制，CRT及DCS控制。使整個(gè)系統(tǒng)控制做到集中、自動(dòng)和智能化，尤其在出口設(shè)備的配套上更為如此。
四、我國噴霧干燥機(jī)的行業(yè)管理及科技開發(fā)系統(tǒng)
由于干燥行業(yè)為各行業(yè)所需。所以它的發(fā)展實(shí)際上是由許多行業(yè)所參與共同努力的結(jié)果。在制造質(zhì)量、檢驗(yàn)、管理等歸口到能用機(jī)械行業(yè)，有專設(shè)的行業(yè)協(xié)會(huì)負(fù)責(zé)。在該行業(yè)協(xié)會(huì)的協(xié)調(diào)下，已制定有一系列的干燥設(shè)備行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。如于1998年7月公布實(shí)施的“離心式噴霧干燥機(jī)”行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，編號為/T8714-1998，收到了很好的規(guī)范產(chǎn)品質(zhì)量的效果。
我國有不少大專院校、科研單位長期與生產(chǎn)企業(yè)掛鉤合作，理論與實(shí)踐緊密結(jié)合，既推動(dòng)了干燥事業(yè)的發(fā)展，又豐富了理論知識的。已有一批專門從事噴霧干燥的碩士生、博士生、專業(yè)開展噴霧干燥基礎(chǔ)理論研究和新產(chǎn)品、新流程的開發(fā)工作，有力地支持和指導(dǎo)了各企業(yè)的發(fā)展。
噴霧干燥的科研系統(tǒng)歸口在中國化工學(xué)會(huì)，每兩年有一次全國性學(xué)術(shù)交流會(huì)，并已與國際干燥學(xué)會(huì)掛鉤，已于2002年9月下旬在北京召開世界第13屆國際干燥技術(shù)研討會(huì)。
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