干燥技术第二节雾化器.ppt

雾化器
前已指出，雾化器是喷雾干燥装置的关键部件，常用的雾化器有气流式、压力式和旋转式。

气流式雾化器的操作原理
气流式雾化器通常称气流式喷嘴，是实验室和中间工厂常用的一种形式。
气流式喷嘴主要用于雾化高黏度料液。流化床喷雾造粒干燥中，主要用气流喷嘴雾化料液，如尿素、药品等。
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(1) 操作原理
现以二流式喷嘴为例说明其操作原理。如图所示：
料液 走中心管，液体流出的速度不大(一般不超过2m/s)；
压缩空气 经气体分布器后从环隙喷出，速度很高，一般为200～340m/s，也可以达到超声速；
当气-液 二流体在喷嘴出口端面接触时，之间存在着很大的相对速度，从而产生相当大的摩擦力，使料液雾化。
喷雾用 ～。
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(2) 雾化机理
气流式喷嘴的雾化机理有三种类型：滴状、丝状和膜状分裂。
在一般情况下，气流式喷嘴属膜状雾化，这种膜的形成方式如图5-11所示。
当雾滴群离开喷嘴时，其形状是一个被空气心充满的锥形薄膜，因而也称空心锥喷雾。
空心锥的锥角θ，一般称为喷雾角或雾化角（20-30°）。此锥形薄膜雾滴群称为雾炬或喷雾锥。
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雾化机理和喷雾角有关。一般来说，膜状分裂时的喷雾角要比单纯丝状分裂大一些。喷雾角取决于气液间的相对速度、喷嘴结构及物料性质。
当液体流量很小时，喷雾角与气流速度无关。当气流速度超过300m/s时，喷雾角则与液体流量无关。一般而言，气流式喷嘴的喷雾角通常为20～30°。
液体喷嘴与气体喷嘴的环形通道必须是同心的。若喷嘴结构设计正确时，雾滴应均匀地分布在喷雾锥中，喷雾锥是对称的。
如二者不同心时，雾化角就偏离中心线而不对称，有时出现液线，这时喷雾锥包含部分大雾滴，这是由于雾化空气分配不均匀的缘故。
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当气-液两相的相对速度足够大时，一个正常的雾化状态应是一个充满空气的锥形薄膜，薄膜不断地膨胀扩大，然后分裂成极细雾滴。如下表所示。
薄膜的残余周边则分裂为较大的雾滴。
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(3)气流式喷嘴的优点
①喷嘴结构简单，磨损小；
②对低黏度或高黏度料液(包括膏状物、糊状物及滤饼等)均 可雾化，因此，适用范围很广；
③操作压力低，不需要高压泵；
④此种喷嘴所得雾滴较细，可以获得滴径约为5～ 30μm；
⑤气流式喷嘴操作弹性大，即处理量有一定的伸缩性，调节气液比也可控制雾滴大小，因而也就控制了产品粒度。
(4)气流式喷嘴的主要缺点
用于雾化的压缩空气的动力消耗较大，约为压力式及旋转式雾化器的5～8倍。
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气流式喷嘴的结构

(1) 二流体内混合喷嘴
指气一液两相在喷嘴内部的混合室接触、混合(即雾化)，如图5-12所示。空气经旋转叶片5变成旋转运动进入混合室，雾化后的雾滴群从喷出口3高速喷出。实践证明，旋转的气体与液体接触有利于雾化。
(2) 二流体外混合喷嘴
指气一液两相在喷嘴出口外部接触、混合，液体被雾化为小雾滴。其结构如图5-10所示，此种结构是气体和液体喷嘴出口在同一水平面上。图5-13所示为液体喷嘴高出气体喷嘴1～2mm，此处接近气体流的缩径，气体速度最大，静压最小(一般情况，此处为负压，其值大小决定于气体喷射速度)，使液体获得较大的吸力。
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内混合与外混合的雾化原理是相同的。它们的主要区别有两点：
①内混合喷嘴要求在气一液接触的平面处，气体必须保持足够大的速度，以形成负压，将液体吸人，否则液体要加压输入；
②和外混合比，内混合能较好地利用气体能量来雾化液体。
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下面介绍一些实际使用的二流体喷嘴结构类型，供设计、研究及实验者参考。
图5-14所示为用螺纹直接连接而固定的用于干燥活性黄K-6G的喷嘴，这种喷嘴，因经常拆卸，螺纹变松而偏心。
图5-15所示为螺帽压紧式的用于干燥士林蓝的气流式喷嘴，可以克服图5-14所示结构上的缺点。
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