CN203291819U - 一种连续造粒装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种连续造粒装置。其特征在于：在落料器内设置一个落料控制装置，该装置上部与造粒室连接，下部与干燥室连接；该装置的上部设有分布孔板，分布孔板的中央设有落料喉管，落料喉管上设有控风阀，落料喉管的下部周壁均匀布有孔眼，孔眼与进风管连接。本实用新型的目的就是提供一种无污染、提高生产效率和低能耗的颗粒生产设备。

Description

一种连续造粒装置

技术领域

 本实用新型涉及一种团聚球状颗粒的连续造粒装置，属B01J 2/16类。

背景技术

颗粒状物料具有流动性、透气性好,无粉尘污染,易保存,易溶解,不易变质等优点，因此颗粒产品的应用领域非常广泛, 如食品类的麦乳精、咖啡、奶粉、豆奶和各种冲剂饮料等,化工类的各种催化剂、添加剂、染料、颜料的颗粒化, 医药类的各种冲剂药、压片前的制粒,建材类各种陶瓷制品成形前的制粒，尤其是目前瓷砖生产的新方法都是采用造粒后压制成型工艺。由此可见，粉料制粒是食品、化工、医药、建材、冶金、农业、军工、耐火材料等行业众多产品不可缺少的生产工艺。

目前国内生产疏松颗粒的设备主要有以下几种：

1、湿法造粒设备（三步造粒），即生产过程分为混料、造粒、干燥、整形等多套设备多道工序完成，属于比较原始的生产工艺。这种工艺虽然单套设备比较简单，但存在占地面积大、操作过程繁杂、作业条件差、粉尘污染严重、物料损耗大、生产效率低等问题（主要在医药、食品、化工等行业使用）。

2、沸腾造粒设备（一步造粒），它的生产方法是将一批原料（粉料）装入一密闭容器内，在容器下方向上输入热空气，使粉料沸腾（流态化）这时在容器内部上方用一喷嘴向下喷射雾状粘结剂，沸腾中的受液物料表面张力增大，相互粘结，团聚变大，这一过程直到所有物料都达到粒度要求时停止喷液，继续输入热空气对物料进行干燥，当达到含水要求后停止供风，将物料从容器内取出进行整形。这种设备造粒和干燥过程用一套设备就可完成，简化了生产工艺，减小了生产场地，改善了作业条件。一步造粒机单批造粒周期很长（需3小时以上），能耗很大（实际有70%～80%的能耗是在做无用功），其产量大小受到体积的约束。目前国内投入生产的最大机型为300型（既单批投料为300立升），其小时产量不到100公斤。另外每批产品的颗粒合格率约在70%左右，所以合格产品的产量就更少。由于其生产能力不大，生产成本又较高，所以在食品、化工等行业基本没有使用（仅医药行业应用较多）。

3、喷雾造粒塔，这种设备的造粒方法是将制粒原料稀释为浆液（约含70%～80%的水）用高压喷嘴将浆液喷成雾珠，用高热、高速气流将雾珠带走，雾珠在随气流行走过程中水份迅速挥发，变成所需的颗粒，然后用回收设备将颗粒回收。这种设备产量较大（一般可达一吨/小时以上），所以比较适合大产量产品的生产，如奶粉、洗衣粉、瓷砖等。但由于这种设备生产颗粒90%以上的能耗是用来使物料脱水，能耗极大，所以造粒成本很高，这也是象瓷砖等产品价格居高不下的原因之一。

发明内容

以上介绍的是几种造粒设备的主流产品，与当前社会要求降低污染、降低能耗的宗旨是格格不入的。本实用新型提供一种连续造粒装置，其目的就是要在造粒生产的过程中适应当前社会的要求，提供一种无污染，低能耗的颗粒生产方法及设备。

为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种连续造粒装置，其主要包括有进料器，与进料器连接的是造粒室，在造粒室的上端设有扑集室，与造粒室下端连接的是落料器，与落料器连接有干燥分级器，与干燥分级器连接有返料装置和排料器，在造粒室内的上方有喷嘴，其特征在于：在造粒室与干燥室之间设有一个落料控制装置，该装置上部与造粒室连接，下部与干燥室连接；造粒室的下部设有分布孔板，分布孔板的中央与一个落料喉管连接，在落料喉管的上部设有挡风阀，落料喉管的下部周壁均匀布有孔眼，孔眼与进风管相通，进风管的前端设有控风阀。

落料喉管下部的管壁与进风管之间设有集风室，集风室的下方设有储料室，集风室和储料室之间设有隔板。

储料室的下部设有排料阀，排料阀与一个气缸连接，排料阀与挡风阀联动。

所述的分布孔板中央设有圆孔，分布孔板为锥形，呈四周高、中间低。

本实用新型的要点是对本专利权人之前获批的ZL.2007 10010095.5专利“重力法连续造粒设备及造粒方法”的关键环节进行的创新改进。主要有：

1、对落料喉管的创新改进。造粒室达到粒度要求的颗粒能否顺利进入干燥室，而达不到粒度要求的粉粒仍继续在造粒室继续成粒是本申请与之前所有设备相区别的关键。在原专利中，这一环节是采用在造粒室底部分布孔板，周边设置若干个落料喉口，通过控制喉口的风力达到控制下落颗粒的大小。这种结构可以起到均匀控制颗粒粒度的效果，但稳定性较差。原因是多个喉口要想使各个喉口风力一致本身就很难，而且一旦某个（或多个）喉口堵塞，其它喉口的风力就会增大（总风力不变情况下），因而使造粒很难实现。在实际应用时经常出现这种问题，使用户不能接受。为了改变这种状态，我们通过大量实践，终于形成一种简单、可靠、可行的结构。其原理见图（3），后面详述。

2、将原来立式干燥分级装置改进为现在的卧式干燥分级装置，好处在于1）使结构简化；2）使干扰减少；3）筛分效果明显好转。

3、将原来一个换热器，单路进风口改为两个换热器双路进风口，这样不仅使各路风道的风量、温度控制自如，而且提高了换热效率。

附图说明：

图1是本实用新型的工艺流程简图；

图2是本实用新型装置的整体结构示意图；

图3是本实用新型要点结构示意图。

附图中的标记为：1、脉冲阀；2、引风管；3、引风机；4、扑集室；5、喷嘴；6、蠕动泵；7、液罐；8、造粒室；9、落料器；10、干燥分级器；11、振动电机；12、主换热器；13、粗返料管；14、细返料管；15、细返料器；16、粗返料器；17、排料器；18、辅换热器；19、控风阀；20、进料器；21、分布孔板；22、落料喉管；23、挡风阀；24、集风室；25、进风管； 27、隔板；28、储料室；29、气缸；30、排料阀；31、干燥室。

具体实施方式：

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。

本实用新型工艺方法（图1）概括为：在风机作用下，系统内呈负压状态，当向造粒室内加入原粉料时，粉料在自下而上的热风作用下呈流态化，当造粒室温度达到一定值时，开始向造粒室内粉料喷粘结剂，受液粉料相互粘结聚团长大，形成颗粒，长大到一定粒度的颗粒下沉通过本实用新型的关键结构进入干燥室，颗粒在干燥室内边干燥，边分级，上层过大颗粒排入破碎返料装置破碎后经返料管返回造粒室，下层过细颗粒排入细料返料器经返料管返回造粒室，中层合格颗粒排入合格料罐。造粒室内不断补充原粉料，保证造粒、干燥、排出颗粒过程连续进行。空气经造粒室上部净化装置处理后由风机排出。

下面结合图2对本实用新型工艺方法详述如下：                     

原粉料通过一个可定量、定时控制的连续加料的进料器20向造粒室8内随时加料，加入造粒室8内的粉料被透过分布孔板由下而上的热风（由热风系统提供）带动呈流态化，当加入造粒室8内的粉料达到一定量时，造粒室8上方的喷嘴5开始喷入雾化的粘结剂，使造粒室8内流态化的物料均匀受液，受液后的粉料表面张力增加相互粘结聚团成粒，物料不断受液，粒度不断长大，长到要求粒度的颗粒重量达到一定重量。在本实用新型关键结构落料器9落料喉管22上方的物料，由于重力作用，将沿喉管下落，这部分物料同时受到沿喉管上升的热风作用，达到粒度（或更大）的颗粒克服风力落入干燥室31，过细的颗粒在风力作用下返回造粒室8。进入干燥室31的颗粒在振动电机11的作用下沿干燥分级器10向排料口移动，在热风作用下脱水干燥。干燥分级器10设有二级分级，上层的过粗颗粒进入粗返料器16被破碎后经粗返料管13返回造粒室8。中层的合格颗粒进入排料器17定时排到指定地点。下层过细颗粒进入细返料器15经细返料管14返回造粒室8。进料器20不断向造粒室8内补充原粉料，使造粒、干燥、合格颗粒排出连续不断的进行，实现了连续造粒的工艺。本装置的热风由主换热器12、辅换热器18和引风机3组成的热风系统提供，系统中的总风量由变频调速器控制，粒度大小的控制由控风阀19控制。热风最后经扑集室2的滤袋过滤后进入引风机3排出，截留的细粉经脉冲阀1定时作用返回造粒室8继续造粒。本装置由液罐7、蠕动泵6、喷嘴5组成喷液系统，通过调整蠕动泵6的转速可控制喷液量的大小，通过调整喷嘴5进气压力可以控制喷液雾珠的大小。

本实用新型的要点是在造粒室8与干燥室31之间有一个落料控制装置（见图3）。该装置包括落料喉管22、挡风阀23、集风室24、进风管25、控风阀26、储料室28、排料阀30及气缸29。原专利中落料喉管是分布在孔板的外延四周，由若干个喉管构成。在实际应用中，物料粒度控制总是不稳定，因而造成整个系统不稳定。究其原因，是气流控制比较复杂，多个喉管想达到风力均布本身就比较难，系统在运行过程中，一旦某个（或多个）落料喉管因风量过小被堵塞，就会使通过其它落料喉管的风速加大，该下的颗粒下不来。一边堵，一边下不来，连续造粒就无法进行。而本申请的落料喉管为设置在分布孔板21中央的一个通孔与落料喉管22连接，落料喉管22与集风室24结合部分的周壁均布孔眼，进风管25中的热风通过集风室24均匀进入孔眼，通过落料喉管22向上进入造粒室8，热风的风量大小可以由控风阀19自如控制，根据颗粒粒度要求来控制风量的大小。这样的结构气流控制均匀、稳定，因而使造颗的粒度控制非常有效，使连续造粒的不稳定因素得到根本解决。

本申请在落料喉管22下部的管壁与进风管25之间设有集风室24，集风室24的下方设有储料室28，集风室24和储料室28之间设有隔板27。集风室24与储料室28之间由隔板27隔离，储料室28的下部有排料阀30,排料阀30由气缸29控制开关，气缸29还同步控制挡风阀23开关。其控粒原理是当造粒室8内大小不均的颗粒在重力作用下进入落料喉管22时，下落的小颗粒受热风向上的作用力由下降、静止到上升，最后返回造粒室8，较大颗粒重力大，克服热风向上的作用力下沉进入储料室28，这样，通过控制风力的大小就可控制不同大小的颗粒进入储料室28，使得连续造粒更稳定、更可靠。当储料室9的颗粒达到一定量时，气缸29动作，打开排料阀30，颗粒排入干燥室31。排料阀30开启同时控风阀23关闭，以防止干燥风进入落料喉管22影响排料。

本实用新型的连续造粒工艺方法及连续造粒装置从根本上突破了现行干法造粒工艺流程，使干法造粒连续化得以实现。这一突破带来一系列明显效果，主要如下：

1、有突出的节能效果：由于造粒工艺上的突破，使能耗大大降低。表1列出了几种同产量造粒设备能耗的有关数据比较：

表1  

设备类型	一步造粒机	喷雾造粒	本实用新型装置
				型号	PGL-20	ZLG-80	LZL-20
生产能力kg/h	15～25	18.5～28	15～25
				总功率kw	48	83	8
单位耗能kw/kg	2.4	3.6	0.4
				能耗比	6	9	1

由上表可以看出，本实用新型装置的节能效果特别明显，这一点从理论上也可以解释清楚。以一步造粒机为例，其生产工艺是一次向造粒室投入60立升原料粉，要使这60立升原料粉流态化需要11kw的风机带动。在造粒过程中，喷液量是有限的，因而容器内粉料的受液率是及其有限的（一般不到2%），所以成粒速度很慢，时间很长。而且在成粒过程中先成粒的颗粒在流化状态下经相互碰撞有的破碎，待下次受液后才会再次增长，这样反复成粒，反复破碎，又消耗很多能耗。经过很长时间待所有的物料都达到粒度要求停止喷液后，还需要一段时间干燥，在干燥过程中又有大量的颗粒被撞碎变小，最后完成颗粒的粒度中还有很多不合格的颗粒。由此看来，一步造粒机的大部分能耗在做无用功。而本实用新型装置在生产过程中造粒室内只投入很少物料（只要雾液不会穿透物料到达孔板就可），仅用1.1kw的风机就可带动物料流态化。造粒室内较少的物料使喷液时物料的受液率大大提高（可达15%以上），成粒的速率要快的多，而且达到粒度要求的颗粒很快进入干燥室进行干燥，干燥气流不仅干燥颗粒，而且到达造粒室继续作功。另外，本实用新型装置中的振动电机不仅起到带动颗粒移动作用，还起到促进物料流态化作用，也起到节省能耗的作用。特别是造粒、干燥所需的热风一般需要加热到150℃以上，1.1kw风机风量的加热能耗与11kw风机风量的加热能耗相比，又节省了多少能耗。

喷雾造粒机的耗能之所以更大，是因为其90%的能量都是用来脱水，干燥物料。

2、生产效率明显提高：由于无为的能耗大大减小，所以生产效率大大提高，而且本实用新型装置有一套分级装置使排出的颗粒完全合格，无需再次作整形处理。

3、体积明显减小：由于生产效率大大提高，所以设备体积大大减小，与一步造粒机比较，其PGL-20型号的设备体积为φ1200X3150，而本实用新型装置LZL-30型号的设备体积为φ580X2450X2100。产量越大，直径比就越大，因此，一步造粒机目前最大产量的设备产量不到200kg/小时,而本实用新型装置产量达到1000kg/小时时，直径也比一步造粒机小得多。因而，本实用新型装置可以为大产量颗粒生产企业提供大产量的干法造粒设备，诸如豆奶、瓷砖等产品。像瓷砖这样产量大，耗能大的产品如果用本实用新型装置提供的设备去生产，将带来极大的经济效益。

4、颗粒品质明显提高：由1、中分析可知，一步造粒机在造粒过程中物料反复成粒，反复破碎，有的颗粒需经过无数次这样的过程，而有的颗粒只经过数次这样的过程，因而前者含有浆液中的成分多，后者则少；前者较硬，后者较松。由此可以得出，一步造粒机造出的颗粒成分、硬度差别很大。而本实用新型装置在造粒过程中物料成粒过程基本一致，因而颗粒成分也基本一致（通过实验也得到了证实）。

5、环境污染明显减小：本实用新型装置在造粒过程中全封闭作业，没有粉尘飞扬。进料、排料过程也不用操作人员接触，所以大大减小了环境污染和对物料的污染。

6、可为用户带来明显经济效益：

1）由于设备体积小，污染小，所以基建投资可大大减少。例如，本装置的主换热器体积很小，放在干燥分级器下方就可，而一步造粒机的换热系统需要一间辅机房。

2）由于能耗低，所以设备运行费用可以大大降低，产品成本也可以大大减少。

3）本设备采用全自动化控制，使操作人员的数量大大减少，操作人员的体力大大减小。

Claims (4)

1.一种连续造粒装置，其主要包括有进料器（20），与进料器（20）连接的是造粒室（8），在造粒室（8）的上端设有扑集室（4），与造粒室（8）下端连接的是落料器（9），与落料器（9）连接有干燥分级器（10），与干燥分级器（10）连接有返料装置和排料器（17），在造粒室（8）内的上方有喷嘴（5），其特征在于：在造粒室（8）与干燥室（31）之间设有一个落料控制装置，该装置上部与造粒室（8）连接，下部与干燥室（31）连接；造粒室（8）的下部设有分布孔板（21），分布孔板（21）的中央与一个落料喉管（22）连接，在落料喉管（22）的上部设有挡风阀（23），落料喉管（22）的下部周壁均匀布有孔眼，孔眼与进风管（25）相通，进风管（25）的前端设有控风阀（19）。

2. 根据权利要求1所述一种连续造粒装置，其特征在于：落料喉管（22）下部的管壁与进风管（25）之间设有集风室（24），集风室（24）的下方设有储料室（28），集风室（24）和储料室（28）之间设有隔板（27）。

3. 根据权利要求1所述一种连续造粒装置，其特征在于：储料室（28）的下部设有排料阀（30），排料阀（30）与一个气缸（29）连接，排料阀（30）与挡风阀（23）联动。

4. 根据权利要求1所述一种连续造粒装置，其特征在于：所述的分布孔板（21）中央设有圆孔，分布孔板（21）为锥形，呈四周高、中间低。

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