噴霧干燥機(jī)及其在白炭黑上的應(yīng)用
噴霧干燥設(shè)備是使液態(tài)物料經(jīng)過(guò)噴嘴霧化成微細(xì)的霧狀液滴，在干燥塔內(nèi)與熱介質(zhì)接觸，被干燥成為粉料的熱力過(guò)程。
分類
噴霧干燥機(jī)的分類方法很多，按照氣液流向可分為并流式、逆流式和混流式三種；按照霧化器的安裝方式可分為上噴下式、下噴上式兩種；按照霧化器的結(jié)構(gòu)可分為離心式、壓力式和氣流式三種；按照加熱氣體是否循環(huán)，又可分為開(kāi)放式、部分循環(huán)式和密閉式三種。
原理
噴霧干燥機(jī)的原理動(dòng)圖
空氣經(jīng)過(guò)過(guò)濾及加熱，進(jìn)入干燥機(jī)頂部空氣分配器，熱空氣就會(huì)呈螺旋狀均勻的進(jìn)入干燥室。而料液會(huì)經(jīng)過(guò)塔體頂部的高速離心霧化器，將干燥無(wú)噴霧成細(xì)微的霧狀液珠，再與熱空氣并流接觸在極短的時(shí)間就可干燥為成品。
常見(jiàn)的噴霧干燥機(jī)流程
氣流噴霧流程圖
壓力噴霧干燥流程圖
離心式噴霧干燥機(jī)流程圖
噴霧干燥機(jī)及其在白炭黑上的應(yīng)用
白炭黑是白色粉末狀X—射線無(wú)定形硅酸和硅酸鹽產(chǎn)品的總稱，主要是指沉淀二氧化碳、氣相二氧化碳和超細(xì)二氧化硅凝膠，也包括粉末狀合成硅酸鋁和硅酸鈣等。白炭黑是橡膠工業(yè)的補(bǔ)強(qiáng)原料，因其微觀結(jié)構(gòu)和聚集形態(tài)和炭黑相似，并在橡膠中有相近的補(bǔ)強(qiáng)性能，故稱為白炭黑。
生產(chǎn)白炭黑的方法有氣相法及沉淀法，氣相法產(chǎn)品純度高，性能好，但生產(chǎn)過(guò)程能源消耗大，技術(shù)難度大，成本高。
相比之下沉淀法制備白炭黑，技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，成本優(yōu)勢(shì)大，但在干燥脫水過(guò)程中，超細(xì)顆粒易發(fā)生團(tuán)聚，影響性能。
在生產(chǎn)白炭黑的過(guò)程中，多采用噴霧干燥法對(duì)其進(jìn)行干燥。噴霧干燥是用泵將打漿好的白炭黑料液輸送到干燥塔上部的霧化器里，料液在霧化器的作用下，分散成均勻而細(xì)小的霧滴群。冷空氣經(jīng)燃煤爐換熱并調(diào)節(jié)為500~550℃的高溫潔凈空氣，經(jīng)熱風(fēng)分布器進(jìn)入干燥塔的上部，空氣與霧滴群接觸后迅速進(jìn)行熱質(zhì)交換，在很短時(shí)間內(nèi)便形成固態(tài)粉體。迅速降溫至90~140℃，干燥后的粉體用布袋過(guò)濾器回收并送入料倉(cāng)，尾氣用引風(fēng)機(jī)排到室外。白炭黑溶液呈酸性，成品為白色粉末，則生產(chǎn)設(shè)備中凡與物料接觸的部分必須采用不銹質(zhì)，只有這樣才能確保產(chǎn)品的顏色和低含碳量。
研究表明：噴霧干燥能夠得到顆粒分散均勻、比表面積和吸油值都很高的白炭黑，符合推薦的吸油值和比表面積的配合曲線，適用于作為高性能輪胎的補(bǔ)強(qiáng)劑。
