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干燥設備內(nèi)容
離心冷卻造粒塔
作者：干燥機 | 原創(chuàng) 來源：干燥設備 | 時間2012年12月15日
ZLZ系列離心冷卻造粒機
一、目前國內(nèi)噴霧造粒的情況
1、噴霧造粒（我公司發(fā)明專利）的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
其一：當前國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)各類裝置要達到經(jīng)濟規(guī)模運行，以增強產(chǎn)品參與國內(nèi)、國際市場的競爭能力，進一步擴大生產(chǎn)裝置規(guī)模已是必然，而原來的生產(chǎn)方式很難滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。
其二：粉狀，不規(guī)則片狀物料很難與國外同類產(chǎn)品競爭，而規(guī)則的顆粒狀物料在使用過程中由于粉塵極低，流動性，計量性能好，便于分散與溶解，性能穩(wěn)定等特點，因此具有較強的競爭力。
其三：采用離心式噴霧冷卻造粒技術，有利于改善物料生產(chǎn)現(xiàn)場的操作條件和環(huán)境，使造粒、輸送、包裝的過程中粉塵含量能得到有效控制；
其四：噴霧造粒技術相比傳統(tǒng)的回轉帶式冷凝造粒具有生產(chǎn)能力大，造粒大小均勻，成粒率高，操作方便等優(yōu)點。
2、不足之處：設備投資相對較高。
1、噴霧造粒（我公司發(fā)明專利）的必要性主要體現(xiàn)在以下幾個方面：
其一：當前國內(nèi)外生產(chǎn)企業(yè)各類裝置要達到經(jīng)濟規(guī)模運行，以增強產(chǎn)品參與國內(nèi)、國際市場的競爭能力，進一步擴大生產(chǎn)裝置規(guī)模已是必然，而原來的生產(chǎn)方式很難滿足大規(guī)模生產(chǎn)的需要。
其二：粉狀，不規(guī)則片狀物料很難與國外同類產(chǎn)品競爭，而規(guī)則的顆粒狀物料在使用過程中由于粉塵極低，流動性，計量性能好，便于分散與溶解，性能穩(wěn)定等特點，因此具有較強的競爭力。
其三：采用離心式噴霧冷卻造粒技術，有利于改善物料生產(chǎn)現(xiàn)場的操作條件和環(huán)境，使造粒、輸送、包裝的過程中粉塵含量能得到有效控制；
其四：噴霧造粒技術相比傳統(tǒng)的回轉帶式冷凝造粒具有生產(chǎn)能力大，造粒大小均勻，成粒率高，操作方便等優(yōu)點。
2、不足之處：設備投資相對較高。
二、設計方案
熔融物料的冷卻造粒過程一般分為三個階段：第一階段為預冷過程，此時隨冷卻時間的延長，物料由造粒溫度逐漸被冷卻至固化點溫度；第二階段為固化過程，物料由液態(tài)開始凝固到完全固化，此過程對一般物料而言其溫度基本維持不變；第三階段為固體物料的冷卻、硬化過程，此過程隨著冷卻進行，固體物料得到進一步的冷卻，降溫和硬化。
熔融物料的冷卻造粒過程一般分為三個階段：第一階段為預冷過程，此時隨冷卻時間的延長，物料由造粒溫度逐漸被冷卻至固化點溫度；第二階段為固化過程，物料由液態(tài)開始凝固到完全固化，此過程對一般物料而言其溫度基本維持不變；第三階段為固體物料的冷卻、硬化過程，此過程隨著冷卻進行，固體物料得到進一步的冷卻，降溫和硬化。
針對具體物料的特性，這三個階段的時間各不相同，根據(jù)物料在噴霧塔內(nèi)由液態(tài)到固態(tài)的變化過程我們建了一個數(shù)據(jù)模型，這可指導我們確定塔體的直徑，這樣就基本選定設備的型號，為計算簡化，我們對這模型作一點假設：一滴物料是與無數(shù)大的冷空氣進行熱交換，通過簡化，我們得到如下關系：熔融液預冷時間：θd(s):(tl-tk)/(tc-tk)=exρ(hdθd/dcdρd)
恒溫固化時間：θc(s):θc=dρcLf/hc(tc-tk)
冷卻硬化時間：θs(s):(tc-tk)/(ts-tk)=exρ(hsθs/dCsρs)
上式中td、tc、ts、tk分別為熔融液的造粒溫度、固化點溫度、顆粒產(chǎn)品卸料溫度中冷風溫度 （℃）；hd、hc、hs分別為物料在熔融液期間、固化期間、固體冷卻期間冷風與顆粒之間的傳熱系數(shù)（kcal/m3?s?℃），cd、cs分別為物料熔融液、固體時的定壓加熱（kcal/kg?℃）；Lf為物料的固化潛熱（kcal/kg），ρd、ρc、ρs分別為物料熔融液時，固化過程中固體時的定壓密度（kg/m3），d為顆粒的直徑（mm）。從上述公式中即可得出：冷凝造粒全過程的時間θ(s)：θ＝θd+θc+θs；以物料顆粒質量，由自由落體理論計算出下落速度vt，由此推算出塔體高度H＝θ×vt-L；由離心力原理推算出物料被拋出后的運行距離L，來確定塔體的直徑D≥2×L
恒溫固化時間：θc(s):θc=dρcLf/hc(tc-tk)
冷卻硬化時間：θs(s):(tc-tk)/(ts-tk)=exρ(hsθs/dCsρs)
上式中td、tc、ts、tk分別為熔融液的造粒溫度、固化點溫度、顆粒產(chǎn)品卸料溫度中冷風溫度 （℃）；hd、hc、hs分別為物料在熔融液期間、固化期間、固體冷卻期間冷風與顆粒之間的傳熱系數(shù)（kcal/m3?s?℃），cd、cs分別為物料熔融液、固體時的定壓加熱（kcal/kg?℃）；Lf為物料的固化潛熱（kcal/kg），ρd、ρc、ρs分別為物料熔融液時，固化過程中固體時的定壓密度（kg/m3），d為顆粒的直徑（mm）。從上述公式中即可得出：冷凝造粒全過程的時間θ(s)：θ＝θd+θc+θs；以物料顆粒質量，由自由落體理論計算出下落速度vt，由此推算出塔體高度H＝θ×vt-L；由離心力原理推算出物料被拋出后的運行距離L，來確定塔體的直徑D≥2×L
三、影響造粒成型質量的幾個主要因素
1、物料溫度的影響：物料溫度的高低直接影響設備的生產(chǎn)能力，這里說的高低，是指造粒前的料溫距離自身的熔點或轉化點溫度的大小。一般而言，溫度越高，產(chǎn)量越小，因此對于料溫太高的物料（一般指大于熔點或軟化點50℃以上），建議在造粒前對物料進行熱交換處理，以利于充分發(fā)揮造粒設備的生產(chǎn)能力。
2、物料性質影響：不同性質的物料其造粒性能差異較大。影響造粒過程及質量的物性參數(shù)，主要有熔點（或軟化點）、比重、傳熱系數(shù)、結晶特性、粘度及液態(tài)表面張力等。粘度和表面張力，主要影響造粒產(chǎn)品的成型質量，而其它參數(shù)則主要影響物料的冷卻、固化速度，從而影響其產(chǎn)量，一般來講，物料的熔點、比重、傳熱系數(shù)越大，比熱越小，其產(chǎn)量越大，反之亦然。
3、粘度（或表面張力）、溫度對顆粒成型質量有一定的影響。
綜上所述，通過對制作多套冷卻造粒的經(jīng)驗，對貴公司的冷凝造粒設備作出如下設計技術解決方案：
特別說明：我們此套設備成料率極高，幾乎不排放什么粉塵，很多客戶做了幾百噸料，旋風只能收到不足1㎏的細粉，根本不需要一級旋風＋布袋除塵器，最多能用其中的一個除塵就可以。