鹰牌陶瓷 | 《鹰视界》（原《鹰之声》第120期）
建筑陶瓷基础知识讲堂之四：喷雾干燥
喷雾干燥是系统化技术应用于物料干燥的一种方法。于干燥室中将稀料经雾化后，在与热空气的接触中，水分迅速汽化，即得到干燥产品。
喷雾干燥原理
喷雾干燥原理是通过机械作用，将需干燥的物料，分散成像雾一样的微粒，与热空气接触，在瞬间将大部分水分除去，使物料中的固体物质干燥成粉末。
喷雾干燥一般可以分为四个阶段：泥浆雾化成雾滴、雾滴与空气接触、雾滴干燥、干燥产品与空气分离，其中最重要的是雾化与干燥。
泥浆雾化即将泥浆分散为微细的雾滴。雾滴大小和均匀度对产品的质量影响很大，其中雾化器是关键部件。
雾化器的种类
高压泵，将物料通过雾化器雾化器是喷雾干燥塔的核心，有3种类型：气流式雾化器、旋转式雾化器和压力式雾化器。陶瓷行业广泛使压力式雾化器，利用（喷枪），聚化成雾状微粒与热空气直接接触，进行热交换，短时间完成干燥。
雾滴粒径的影响因素
雾滴料径的大小直接影响喷雾干燥粉料颗粒的大小和分布。它与雾化器的运行参数密切相关，此外还与泥浆的性能相关。生产中要根据产品种类需要，确定喷雾干燥的各项参数。雾滴粒度与黏度成正相关，当黏度很大时，不能用压力喷嘴雾化。生产过程中，可以通过适当控制和稳定泥浆的流动性来控制喷雾料的颗粒大小。为了改善坯体成型的排气效果，需要适当提高喷雾干燥粉料的粒径，这可以通过适当提高泥浆的黏度实现。在其他参数不变时，雾滴尺寸与喷嘴孔径的平方成正比。
影响粉料质量和产量的工艺参数
（一） 选择合适的雾化角和保证充分雾化
雾化角过大或过小都会产生黏壁料。若雾化不均，会有较大液滴存在，在运动过程中会形成许多孪生颗粒。若颗粒较大，来不及干燥而导致黏壁的可能性显著增大。另外，粉料颗粒粗细不均匀，分布不合理，影响粉料的流动性。在生产实际中，必须考虑雾化角、喷枪角度与喷射高度三者的关系。喷嘴在塔内沿周向分布间隔要合理，喷枪角度保持在110°~120°，以保证料雾与热风进行充分的热交换。
（二） 泥浆含水率对颗粒级配和产量的影响
在其他条件不变的情况下，随含水率增加，粉料中的细粉比例增加，成型困难。含水率越低，大颗粒越多，越利于成型。试验配方时，要让坯料泥浆含水率尽量低。
（三） 泥浆黏度对颗粒级配和产量的影响
在生产中，泥浆黏度过大容易造成塞枪，黏度过小容易导致黏塔和塌壁料产生。所以，生产中要按实际适当控制泥浆黏度，如果与泥浆的浓度一起考虑，则黏度偏大好一些，因为为了降低能耗，泥浆水分总是越低越好，对应的泥浆黏度就会偏大。
（四） 泥浆压力对颗粒级配和产量的影响
泥浆压力越大，粉料中细颗粒所占比例越大；泥浆压力越小，粉料中粗颗粒所占比例逐渐增多。但是泥浆压力过低，会导致喷雾干燥塔制粉能力下降，制粉成本大幅度上升；泥浆压力过大，则会导致泥浆雾化不好。因此，要根据喷雾干燥塔的大小决定泥浆的压力，同时考虑压机所需的粉料颗粒级配。
（五） 喷片孔径对颗粒级配和产量的影响
喷片孔径增大显著改变粉料的粒径分布。随孔径增大，粉料中粗颗粒所占比例明显增大，适合成型的粉料比例由80%~90%提高到92%以上。对于要增加大颗粒和产量，增大孔径最有效快捷。
（六） 热风流量及进塔风温对粉料质量和产量的影响
提高进塔风温，则热风带进热量增加，从热平衡来看，可以相应地加大进料量，从而提高喷雾干燥塔产量，但要适宜。实验结果表明，进塔风温控制在450~550℃比较适宜。
（七） 废气排出温度对粉料质量和产量的影响
在其他条件不变的情况下，降低排风温度可增加粉料产量，但同时粉料含水率也随之增加。降低废气排放温度可提高喷雾塔工作效率，但排气温度过低就会造成粉料太湿，影响压机成型，同时还会引起塔内积料，严重时湿料会堵塞塔体下料口，影响正常生产。
（八） 塔内负压对粉料质量和产量的影响
在不改变其他工艺参数的前提下，塔内负压增大，热风在塔内流速可提高，料浆雾滴和热风的接触时间缩短，在非常高的热风速度下，雾滴会发生变形，或在湍流运动中和其他液滴碰撞而合并，随着接触时间的缩短，蒸发时间变短，粉料中细颗粒增加，且易出现不规则形状的颗粒。
相反，降低塔内负压，可增大粉料粒径。但如果塔内负压过小，热风炉往外喷火，不好操作，出现供热风不足，干燥塔内水汽排不走，粉料较湿。一般负压保持在100~300Pa较合适。
（九） 粉料颗粒级配影响因素比较
比较上面几种影响因素，喷片孔径的影响最为直接明显。
黏壁料产生原因
黏壁是指被干燥的物料黏附在喷雾干燥塔的内壁上。黏壁问题是喷雾干燥塔操作中的一个大问题。
黏壁可分为3种类型：半湿物料黏壁、干粉表面吸附、低熔点物料的热熔性黏壁。陶瓷厂最常见的半湿物料黏壁。温度过低、喷枪堵塞和磨损是造成黏壁的主要原因。
喷雾干燥的质量指标
（一） 粉料含水率
粉料的含水率对压机的成型有很大影响。含水率是制粉的第一重要参数。含水率的调节主要依靠进风温度和泥浆泵压力。
（二） 杂质
使用水煤浆、煤粉、重油等作燃料都有可能结焦，在粉料中产生黑点，要定期抽查。
还有一种检测方法，即分别抽取泥浆池浆料和喷雾干燥后的粉料，检测其烧失量，如果喷雾干燥后的烧失量增加，则意味着喷雾干燥过程中有可燃性杂质混入，要检查热风炉的燃烧情况。
（三） 粉料流动性
粉料流动性好，能使压制成型布料时颗粒间的内摩擦力减小，粉料能在较短的时间内均匀地填满模具的各个角落，以保证坯体的致密度和加压速度，直接影响压机成型情况，进一步影响抛光砖的表面质量。
（四）粉料颗粒级配
粉料颗粒级配是喷雾塔干燥制粉工艺必须控制的一个参数。
