闭式循环喷雾干燥机运用于硬质合金生产的工艺设计
发布时间：
2020-07-13
高性能硬质合金由于组元的粒度细、密度差异大、分散性差。长期以来，采用湿式研磨或混合经干燥后制取，其湿磨介质通常为乙醇、丙酮、己烷、庚烷、汽油等有机溶剂。这些物质在使用过程中存在易燃、易爆等安全隐患，它们极易挥发，污染环境，生产成本高。
采用有机溶剂作为高性能硬质合金研磨的液体介质，因氧含量过高存在安全风险、混合料成形性能差，这两大难题一时难以解决，致使溶剂研磨-喷雾工艺未能取得突破。新型闭式循环喷雾干燥机制造硬质合金混合料，与传统的湿磨介质相比，具有混合料品质好、安全性好、环境友好、运行成本低等明显突出的优点。
闭式循环喷雾干燥机 工艺流程
在硬质合金混合料制备的生产过程中，需先将搅拌球磨后的料浆装入带搅拌器的便携式料桶内搅拌15min，使料浆通过料桶底部的阀门流入给料槽，然后加入液态石蜡充分搅拌，并用丙酮调整料浆的浓度。在雾化开始前，将给料槽适当加热。当石蜡呈熔化状态并均匀分布于料浆之中后，利用螺杆泵将料浆便从喷雾塔内的喷嘴中喷出。由于丙酮的表面张力作用，喷出的料浆成球状液滴，与塔顶不断送入的热氮气相遇而干燥，形成的颗粒落入喷雾塔的锥形底部，通过自动锁紧漏斗排到一个冷却网格上，然后通过振动输送机和垂直输送机转入过筛机。过筛后的颗粒料贮存在料桶内，将夹带在干燥气体里的颗粒在旋风收尘器内与气体分离后返送前一工序。氮气、丙酮蒸气经过净化冷凝器冷凝回收，冷氮气由风机送入热交换经加热后再循环使用，而冷凝的丙酮则返回丙酮回收装置。
在硬质合金混合料制备过程中，由于对混合料的氧含量有一定要求，故大多数厂家采用氮气作加热气体，酒精或丙酮作湿磨介质。为了回收氮气、酒精或丙酮及改善操作条件，将整个喷雾干燥器设计为一密闭循环系统。
硬质合金闭式循环喷雾干燥机 设备组成
(1) 进料部分
进料部分有一带搅拌装置的给料槽，混合料浆进入给料槽后，在外加压力的作用下，通过管路、喷嘴进入干燥室。当湿磨介质为丙酮时，给料槽和输送管道必须采用热夹套，使石蜡呈熔化状态并均匀分布。
(2) 加热系统
加热系统由油加热器、热交换器、油循环泵、油贮槽等组成。当油通过电加热至一定温度后，由循环泵输送到热交换器，间接地将气体加热。
(3) 干燥室
干燥室主要由塔体、气体扩散装置、喷嘴、进出管路、出料装置组成。塔体上配置有观察孔(便于观察室内工作情况)、防爆灯和振打器。塔体的顶部还有一通风管，检查或更换喷嘴时，塔内的气体从这里排出。
(4) 气体循环系统
气体循环系统由热交换器、空气扩散装置、干燥室、旋风收尘器、排气风机、洗涤冷凝器压力风机等组成。加热气体经气体扩散装置进入干燥室，然后再由 出口管进入旋风收尘器，并经吸风机进人净化冷凝器中，再由压力风机送入热交换器，即形成一个密闭的气体循环系统。
(5) 冷却系统
冷却系统由净化冷凝器、冷凝泵、过滤器、板式冷却器及连接管路组成。从分离室排出的气体与蒸发的研磨介质进入净化冷凝器后，气体经净化进入气体循环系统，研磨介质经冷凝后由净化冷凝器底部液位控制器自动排入溶液槽。
(6) 控制系统
控制系统分为中心控制和设备操作监视两部分。中心控制室主要显示和控制干燥室加热气体的压力和温度、净化冷凝器排出气体的温度及整个操作系统的运行情况。当油加热器出现故障，马达超负荷运转，氧含量偏高，净化冷凝器出口温度过高，干燥室压力偏高，氧分析仪流量偏低时，中心控制室的报警系统将自动报警，以利及时排除故障。
设备操作监视，主要监视喷雾压力、温度；湿磨介质的流量，进入净化冷凝器 的压力、净化冷凝器中的液位控制及排出的恒温监控；并负责设备产生真空时的氮气补给，超压时排气的恒温控制，加热气体的氧含量分析。
溶剂湿磨一闭式循环喷雾干燥制粒工艺生产硬质合金混合料流程短，自动化程度高．操作环境好，工人劳动强度低；生产的混合料料粒呈圆形、空心，其均匀、流动性好、压制性能好，压坯不易分层、密度均匀、表面光滑、边角整齐、单重稳定，完全满足生产高性能硬质合金的要求。由于喷雾干燥塔的投资大，故湿磨一喷雾干燥制粒工艺虽不适于小批量生产，但却非常适合于大规模高质量硬质合金混合料的生产。
采用有机溶剂作为高性能硬质合金研磨的液体介质，因氧含量过高存在安全风险、混合料成形性能差，这两大难题一时难以解决，致使溶剂研磨-喷雾工艺未能取得突破。新型闭式循环喷雾干燥机制造硬质合金混合料，与传统的湿磨介质相比，具有混合料品质好、安全性好、环境友好、运行成本低等明显突出的优点。
闭式循环喷雾干燥机 工艺流程
在硬质合金混合料制备的生产过程中，需先将搅拌球磨后的料浆装入带搅拌器的便携式料桶内搅拌15min，使料浆通过料桶底部的阀门流入给料槽，然后加入液态石蜡充分搅拌，并用丙酮调整料浆的浓度。在雾化开始前，将给料槽适当加热。当石蜡呈熔化状态并均匀分布于料浆之中后，利用螺杆泵将料浆便从喷雾塔内的喷嘴中喷出。由于丙酮的表面张力作用，喷出的料浆成球状液滴，与塔顶不断送入的热氮气相遇而干燥，形成的颗粒落入喷雾塔的锥形底部，通过自动锁紧漏斗排到一个冷却网格上，然后通过振动输送机和垂直输送机转入过筛机。过筛后的颗粒料贮存在料桶内，将夹带在干燥气体里的颗粒在旋风收尘器内与气体分离后返送前一工序。氮气、丙酮蒸气经过净化冷凝器冷凝回收，冷氮气由风机送入热交换经加热后再循环使用，而冷凝的丙酮则返回丙酮回收装置。
在硬质合金混合料制备过程中，由于对混合料的氧含量有一定要求，故大多数厂家采用氮气作加热气体，酒精或丙酮作湿磨介质。为了回收氮气、酒精或丙酮及改善操作条件，将整个喷雾干燥器设计为一密闭循环系统。
硬质合金闭式循环喷雾干燥机 设备组成
(1) 进料部分
进料部分有一带搅拌装置的给料槽，混合料浆进入给料槽后，在外加压力的作用下，通过管路、喷嘴进入干燥室。当湿磨介质为丙酮时，给料槽和输送管道必须采用热夹套，使石蜡呈熔化状态并均匀分布。
(2) 加热系统
加热系统由油加热器、热交换器、油循环泵、油贮槽等组成。当油通过电加热至一定温度后，由循环泵输送到热交换器，间接地将气体加热。
(3) 干燥室
干燥室主要由塔体、气体扩散装置、喷嘴、进出管路、出料装置组成。塔体上配置有观察孔(便于观察室内工作情况)、防爆灯和振打器。塔体的顶部还有一通风管，检查或更换喷嘴时，塔内的气体从这里排出。
(4) 气体循环系统
气体循环系统由热交换器、空气扩散装置、干燥室、旋风收尘器、排气风机、洗涤冷凝器压力风机等组成。加热气体经气体扩散装置进入干燥室，然后再由 出口管进入旋风收尘器，并经吸风机进人净化冷凝器中，再由压力风机送入热交换器，即形成一个密闭的气体循环系统。
(5) 冷却系统
冷却系统由净化冷凝器、冷凝泵、过滤器、板式冷却器及连接管路组成。从分离室排出的气体与蒸发的研磨介质进入净化冷凝器后，气体经净化进入气体循环系统，研磨介质经冷凝后由净化冷凝器底部液位控制器自动排入溶液槽。
(6) 控制系统
控制系统分为中心控制和设备操作监视两部分。中心控制室主要显示和控制干燥室加热气体的压力和温度、净化冷凝器排出气体的温度及整个操作系统的运行情况。当油加热器出现故障，马达超负荷运转，氧含量偏高，净化冷凝器出口温度过高，干燥室压力偏高，氧分析仪流量偏低时，中心控制室的报警系统将自动报警，以利及时排除故障。
设备操作监视，主要监视喷雾压力、温度；湿磨介质的流量，进入净化冷凝器 的压力、净化冷凝器中的液位控制及排出的恒温监控；并负责设备产生真空时的氮气补给，超压时排气的恒温控制，加热气体的氧含量分析。
溶剂湿磨一闭式循环喷雾干燥制粒工艺生产硬质合金混合料流程短，自动化程度高．操作环境好，工人劳动强度低；生产的混合料料粒呈圆形、空心，其均匀、流动性好、压制性能好，压坯不易分层、密度均匀、表面光滑、边角整齐、单重稳定，完全满足生产高性能硬质合金的要求。由于喷雾干燥塔的投资大，故湿磨一喷雾干燥制粒工艺虽不适于小批量生产，但却非常适合于大规模高质量硬质合金混合料的生产。
