说说常见的喷雾干燥器的种类及应用领域
常见的喷雾干燥机:
用喷雾干燥器将稀料液(如含水量在75%-85%以上的溶液)喷成雾滴分散于热气流中,使水分迅速蒸发而得到固体产品,干燥时间一般仅需数秒到数十秒。喷雾器是喷雾干燥的关键部分,主要离心式,压力式及气流式喷雾器。
一、压力喷雾干燥机
通过2-20MPa的高压将液料(经过过滤的液料)送入压力式雾化器雾化成小液滴,经过雾化后的液滴(表面积大大增加)与热空气充分接触,在10-30秒内迅速完成干燥过程,经分离得到粉体或细小颗粒的成品。
二、离心喷雾干燥机
空气通过过滤器和加热器,进入离心喷雾干燥器顶部的空气分配器,热空气呈螺旋状均匀进入干燥器。料液由料液槽经过滤器由泵送至干燥器顶部的离心雾化器,使料液喷成极小的雾状液滴,料液和热空气并流接触,水分迅速蒸发,在极短时间内干燥成成品,成品由干燥塔底部和旋风分离器排出,废气由风机排出。
三、气流喷雾干燥机
主要是将空气或水蒸气通过高速从喷嘴喷出,靠摩擦力使料液分离成细小雾滴,使其与热空气完全接触来形成热交换,整个过程不到半分钟。对粘性较大的物料效果很好,是其他喷雾干燥机无法比拟的,而且操作方便。
喷雾干燥应用领域:
1、喷雾干燥用于特种陶瓷造粒
在陶瓷材料成型烧结之前素坯的成型对制品的性能有着直接影响,粉料的特性对素坯的均匀性及干压成型后的密度影响很大。喷雾造粒技术被广泛用于制备特种陶瓷粉料。通常采用压力喷雾对特陶粉体进行喷雾造粒处理,在合适的工艺条件下,制备出来的粉体化学均匀性好、细度高、流动性好,压实密度高,可适用于特陶粉体的干压成型或等静压成型等成型工艺。
2、喷雾干燥在锂电正极材料磷酸铁锂的应用
锂电池主要由正极材料、负极材料、电解质、隔膜组成。正极材料在成本及性能上都制约锂离子电池的发展,因而正极材料的研究与开发是推动锂离子电池技术更新的关键。目前国内正极材料主要有钴酸锂、镍酸锂、磷酸铁锂及三元材料。其中磷酸铁锂具有安全性好,循环寿命长,热稳定性好,原材料来源广泛,价格便宜的优点,但振实密度低和低温导电性差。
磷酸铁锂/C正极材料的简单制备过程:取LiOH和FePO4加入球磨罐加入纯净水,球磨之后加入一定量的碳源,球墨3h后取出浆料打入喷雾干燥机中进行喷雾干燥。在一定的进出口温度下(进200-250℃,出口温度<100℃)进行喷雾干燥。物料干燥后放在气氛炉先进行低温煅烧2h,在高温煅烧6h后得到LiFePO4/C正极材料。
实验表明,喷雾干燥步骤,赋予了烧结前的前驱体材料很好的球形度,粒径在20-20微米。在喷雾干燥条件下,材料的化学组分比较均匀。在煅烧时球形颗粒之间并没有发生固相变化,LiFePO4/C的晶粒生产被限制在一个球形颗粒之间,因此可以得到小的LiFePO4/C晶粒,而细小的晶粒对LiFePO4/C的电性能有利。
3、喷雾干燥用于白炭黑的干燥
沉淀二氧化硅又叫白炭黑,表达式多写为mSiO2·nH2O,是橡胶工业重要的补强原料,因其微观结构和聚集形态和炭黑相似,并在橡胶中有相近的补强性能,故称为白炭黑。白炭黑的生产方法有气相法及沉淀法,气相法产品纯度高,性能好,但生产过程能源消耗大,技术难度大,成本高。
相比之下沉淀法制备白炭黑,技术成熟,操作简单,成本优势大。但在干燥脱水过程中,超细颗粒易发生团聚,影响性能。研究表明,喷雾干燥能够得到颗粒分散均匀、比表面积和吸油值都很高的白炭黑,符合推荐的吸油值和比表面积的配合曲线
,适用高性能轮胎的补强剂及彩色轮胎的补强剂。