鷹牌陶瓷 | 《鷹視界》（原《鷹之聲》第120期）
建筑陶瓷基礎知識講堂之四：噴霧干燥
噴霧干燥是系統化技術應用于物料干燥的一種方法。于干燥室中將稀料經霧化后，在與熱空氣的接觸中，水分迅速汽化，即得到干燥產品。
噴霧干燥原理
噴霧干燥原理是通過機械作用，將需干燥的物料，分散成像霧一樣的微粒，與熱空氣接觸，在瞬間將大部分水分除去，使物料中的固體物質干燥成粉末。
噴霧干燥一般可以分為四個階段：泥漿霧化成霧滴、霧滴與空氣接觸、霧滴干燥、干燥產品與空氣分離，其中最重要的是霧化與干燥。
泥漿霧化即將泥漿分散為微細的霧滴。霧滴大小和均勻度對產品的質量影響很大，其中霧化器是關鍵部件。
霧化器的種類
高壓泵，將物料通過霧化器霧化器是噴霧干燥塔的核心，有3種類型：氣流式霧化器、旋轉式霧化器和壓力式霧化器。陶瓷行業廣泛使壓力式霧化器，利用（噴槍），聚化成霧狀微粒與熱空氣直接接觸，進行熱交換，短時間完成干燥。
霧滴粒徑的影響因素
霧滴料徑的大小直接影響噴霧干燥粉料顆粒的大小和分布。它與霧化器的運行參數密切相關，此外還與泥漿的性能相關。生產中要根據產品種類需要，確定噴霧干燥的各項參數。霧滴粒度與黏度成正相關，當黏度很大時，不能用壓力噴嘴霧化。生產過程中，可以通過適當控制和穩定泥漿的流動性來控制噴霧料的顆粒大小。為了改善坯體成型的排氣效果，需要適當提高噴霧干燥粉料的粒徑，這可以通過適當提高泥漿的黏度實現。在其他參數不變時，霧滴尺寸與噴嘴孔徑的平方成正比。
影響粉料質量和產量的工藝參數
（一） 選擇合適的霧化角和保證充分霧化
霧化角過大或過小都會產生黏壁料。若霧化不均，會有較大液滴存在，在運動過程中會形成許多孿生顆粒。若顆粒較大，來不及干燥而導致黏壁的可能性顯著增大。另外，粉料顆粒粗細不均勻，分布不合理，影響粉料的流動性。在生產實際中，必須考慮霧化角、噴槍角度與噴射高度三者的關系。噴嘴在塔內沿周向分布間隔要合理，噴槍角度保持在110°~120°，以保證料霧與熱風進行充分的熱交換。
（二） 泥漿含水率對顆粒級配和產量的影響
在其他條件不變的情況下，隨含水率增加，粉料中的細粉比例增加，成型困難。含水率越低，大顆粒越多，越利于成型。試驗配方時，要讓坯料泥漿含水率盡量低。
（三） 泥漿黏度對顆粒級配和產量的影響
在生產中，泥漿黏度過大容易造成塞槍，黏度過小容易導致黏塔和塌壁料產生。所以，生產中要按實際適當控制泥漿黏度，如果與泥漿的濃度一起考慮，則黏度偏大好一些，因為為了降低能耗，泥漿水分總是越低越好，對應的泥漿黏度就會偏大。
（四） 泥漿壓力對顆粒級配和產量的影響
泥漿壓力越大，粉料中細顆粒所占比例越大；泥漿壓力越小，粉料中粗顆粒所占比例逐漸增多。但是泥漿壓力過低，會導致噴霧干燥塔制粉能力下降，制粉成本大幅度上升；泥漿壓力過大，則會導致泥漿霧化不好。因此，要根據噴霧干燥塔的大小決定泥漿的壓力，同時考慮壓機所需的粉料顆粒級配。
（五） 噴片孔徑對顆粒級配和產量的影響
噴片孔徑增大顯著改變粉料的粒徑分布。隨孔徑增大，粉料中粗顆粒所占比例明顯增大，適合成型的粉料比例由80%~90%提高到92%以上。對于要增加大顆粒和產量，增大孔徑最有效快捷。
（六） 熱風流量及進塔風溫對粉料質量和產量的影響
提高進塔風溫，則熱風帶進熱量增加，從熱平衡來看，可以相應地加大進料量，從而提高噴霧干燥塔產量，但要適宜。實驗結果表明，進塔風溫控制在450~550℃比較適宜。
（七） 廢氣排出溫度對粉料質量和產量的影響
在其他條件不變的情況下，降低排風溫度可增加粉料產量，但同時粉料含水率也隨之增加。降低廢氣排放溫度可提高噴霧塔工作效率，但排氣溫度過低就會造成粉料太濕，影響壓機成型，同時還會引起塔內積料，嚴重時濕料會堵塞塔體下料口，影響正常生產。
（八） 塔內負壓對粉料質量和產量的影響
在不改變其他工藝參數的前提下，塔內負壓增大，熱風在塔內流速可提高，料漿霧滴和熱風的接觸時間縮短，在非常高的熱風速度下，霧滴會發生變形，或在湍流運動中和其他液滴碰撞而合并，隨著接觸時間的縮短，蒸發時間變短，粉料中細顆粒增加，且易出現不規則形狀的顆粒。
相反，降低塔內負壓，可增大粉料粒徑。但如果塔內負壓過小，熱風爐往外噴火，不好操作，出現供熱風不足，干燥塔內水汽排不走，粉料較濕。一般負壓保持在100~300Pa較合適。
（九） 粉料顆粒級配影響因素比較
比較上面幾種影響因素，噴片孔徑的影響最為直接明顯。
黏壁料產生原因
黏壁是指被干燥的物料黏附在噴霧干燥塔的內壁上。黏壁問題是噴霧干燥塔操作中的一個大問題。
黏壁可分為3種類型：半濕物料黏壁、干粉表面吸附、低熔點物料的熱熔性黏壁。陶瓷廠最常見的半濕物料黏壁。溫度過低、噴槍堵塞和磨損是造成黏壁的主要原因。
噴霧干燥的質量指標
（一） 粉料含水率
粉料的含水率對壓機的成型有很大影響。含水率是制粉的第一重要參數。含水率的調節主要依靠進風溫度和泥漿泵壓力。
（二） 雜質
使用水煤漿、煤粉、重油等作燃料都有可能結焦，在粉料中產生黑點，要定期抽查。
還有一種檢測方法，即分別抽取泥漿池漿料和噴霧干燥后的粉料，檢測其燒失量，如果噴霧干燥后的燒失量增加，則意味著噴霧干燥過程中有可燃性雜質混入，要檢查熱風爐的燃燒情況。
（三） 粉料流動性
粉料流動性好，能使壓制成型布料時顆粒間的內摩擦力減小，粉料能在較短的時間內均勻地填滿模具的各個角落，以保證坯體的致密度和加壓速度，直接影響壓機成型情況，進一步影響拋光磚的表面質量。
（四）粉料顆粒級配
粉料顆粒級配是噴霧塔干燥制粉工藝必須控制的一個參數。
