重力法連續造粒設備及造粒方法
2023-06-01 13:57:31 1
專利名稱：重力法連續造粒設備及造粒方法
技術領域：
本發明涉及一種造粒設備及利用它的造粒方法，特別是一種利用重力法進行團聚球狀顆粒物質連續生產的造粒設備及造粒方法，屬噴霧制粒設備領域。
背景技術：
顆粒狀物料具有流動性、透氣性好，無粉塵汙染，易保存，易溶解，不易變質等優點，因此顆粒產品的應用領域非常廣泛，如食品類的麥乳精、咖啡、奶粉、豆奶和各種衝劑飲料等，化工類的各種催化劑、添加劑、染料、顏料的顆粒化，醫藥類的各種衝劑藥、壓片前的制粒，建材類各種陶瓷製品成形前的制粒等，尤其是目前瓷磚生產的新方法都是採用造粒後壓制再進行成型的工藝。由此可見，粉料制粒是食品、化工、醫藥、建材、冶金、農業、軍工、耐火材料等行業眾多產品不可缺少的生產工藝。
目前國內生產疏鬆顆粒的設備主要有以下幾種(1).溼法造粒設備(三步造粒)，即生產過程分為混料、造粒、乾燥、整形等多套設備多道工序完成，屬於比較原始的生產工藝。這種工藝雖然單套設備比較簡單，但存在佔地面積大、操作過程繁雜、作業條件差、粉塵汙染嚴重、物料損耗大、生產效率低等問題，目前主要在醫藥、食品、化工等行業使用；(2).沸騰造粒設備(一步造粒)，它的生產方法是將一批原料(粉料)裝入一密閉容器內，在容器下方通過通風板向上輸入熱空氣，使粉料沸騰(流態化)這時在容器內部上方用一噴嘴向下噴射霧狀粘結劑，沸騰中的受液物料表面張力增大，相互粘結，團聚變大，這一過程直到所有物料都達到粒度要求時停止噴液，繼續輸入熱空氣對物料進行乾燥，當達到含水要求後停止供風，將物料從容器內取出進行整形。這種設備造粒和乾燥過程用一套設備就可完成，簡化了生產工藝，減小了生產場地，改善了作業條件。一步造粒機單批造粒周期很長，需2～4小時或更長，能耗很大，實際有70％～80％的能耗是在做無用功；其產量大小受到體積的約束，目前國內投入生產的最大機型為300型(即單批投料為300立升)，其小時產量不到100公斤。另外每批產品的顆粒合格率約在70％左右，所以合格產品的產量就更少。由於其生產能力不大，生產成本又較高，所以在食品、化工等行業基本沒有使用，僅醫藥行業應用較多；
(3).噴霧造粒塔，這種設備的造粒方法是將制粒原料稀釋為漿液(約含70％～80％的水)用高壓噴嘴將漿液噴成霧珠，用高熱、高速氣流將霧珠帶走，霧珠在隨氣流行走過程中水份迅速揮發，變成所需的顆粒，然後用回收設備將顆粒回收。這種設備產量較大，一般可達1噸/小時以上，所以比較適合大產量產品的生產，如奶粉、洗衣粉、瓷磚等。但由於這種設備生產顆粒90％以上的能耗是用來使物料脫水，能耗極大，所以造粒成本很高，這也是導致瓷磚等產品價格居高不下的原因之一。
以上介紹的幾種造粒設備是目前的主流產品，便它們都存在汙染大、能耗大，與當前社會要求降低汙染、降低能耗的宗旨是格格不入的。
發明內容
發明目的本發明提供一種重力法連續造粒設備及造粒方法，其目的是提供一種無汙染，低能耗的顆粒生產設備及造粒方法，解決現有設備能耗大、成本高等方面存在的缺點。
技術方案本發明是通過以下技術方案來實現的一種重力法連續造粒設備，該造粒設備包括粉塵撲集裝置、造粒室、噴液系統、乾燥室、熱風系統、連續加料裝置、排料器和通風板；其特徵在於它還包括喉管、區分合格與不合格顆粒的分級裝置和返回不合格顆粒的返料裝置；造粒室與乾燥室之間設有喉管和通風板，喉管、通風板分別與熱風系統連接；乾燥室下部設有分級裝置；分級裝置的出口分別與排料器和返料裝置連接。
所述的分級裝置是設在乾燥室下部的兩層篩網；分級裝置出口分為合格顆粒出口和不合格顆粒出口，其中合格顆粒出口與排料器連接；不合格顆粒出口與返料裝置連接。
返料裝置為兩個，分為帶有破碎功能的粗返料器和細返料器，兩個返料器的輸入口均通過管路與分級裝置的不合格顆粒出口連通；粗、細返料器的輸出口分別通過返料管與造粒室連通。
喉管均勻分布在通風板相應位置，喉管下部與熱風系統的熱風管路單獨連接，熱風管路上設有調節風量的調節閥。
排料器通過管路與分級裝置的合格顆粒出口連通。
粉塵撲集裝置設置在造粒室的上方，粉塵撲集裝置上設有靠壓縮空氣脈衝清灰的脈衝閥。
一種重力法連續的造粒方法，其特徵在於該方法按如下進行採用上述的設備作為造粒設備；在造粒設備的造粒室內加入一定量的粉料，粉料在風機和換熱器組成的熱風系統的作用下呈流態化，通過噴嘴、蠕動泵和粘結劑液罐組成的噴液系統向造粒室內噴入粘結劑，受液後的流態化的粉料相互粘結聚團長大，形成顆粒，根據所造顆粒粒度的大小調節喉管內風量的大小，使長大達到粒度要求的顆粒重力克服通過喉管的風力進入乾燥室內進行乾燥，乾燥後的顆粒經過分級裝置分級後排出，合格顆粒作為成品排入排料器，不合格顆粒經返料裝置返回到造粒室繼續造粒，造粒室內經連續加料裝置不斷補充粉料，使造粒、乾燥、排出顆粒過程連續進行。
粉料通過連續加料裝置由壓縮空氣向造粒室內連續定量供料。
上部造粒與下部乾燥同步進行。
顆粒乾燥達到含水要求後進行分級，分級後過粗或過細顆粒經粗、細返料器返回到造粒室的繼續造粒。
優點及效果通過本發明技術方案的實施，能夠很好地解決現有設備能耗大、成本高等方面存在的缺點及無法直接區分形成的粗、細與合格顆粒的問題。本發明的造粒設備及造粒方法從根本上突破了現行幹法造粒工藝流程，使幹法造粒連續化得以實現。這一突破帶來一系列明顯效果，主要如下①節能效果明顯由於造粒工藝上的突破，有用功明顯提高，使能耗大大降低；②粉倉飛揚明顯減小，由於設備全封閉連續作業基本沒有粉塵外揚；③生產效率明顯提高，由於粗、細返料器的設置，可以將形成的各種顆粒直接區分開來，使成品的合格率大大提高，相應提高了生產效率；④生產場地明顯減小，由於造粒、乾燥同步進行，使設備體積大大減小，作業面積同時明顯減小。
圖1是本發明設備的結構示意圖；圖2是本發明連接造粒室和乾燥室的通風板和喉管的結構示意圖；圖3是本發明通風板的俯視圖；圖4是本發明通風板與喉管連接的側視圖；圖5是本發明造粒方法的工藝流程圖。
具體實施例方式
下面結果附圖對本發明造粒設備及造粒方法詳細說明如下，但不因具體的實施例限制本發明。
圖中1、脈衝閥；2、風閥一；3、風機；4、粉塵撲集裝置；5、噴嘴；6、蠕動泵；7、粘結劑液罐；8、造粒室；9、乾燥室；10、調節閥；11、風閥三；12、熱風機；13、粗返料器；14、排料器；15、細返料器；16、振動電機；17、連續加料裝置；31、喉管；32、通風板；33、大顆粒；34、小顆粒；35、顆粒；36、熱風入口；41、通風孔；42、喉管孔。
實施例1如附圖1、2所示，本發明是一種重力法連續造粒設備，該造粒設備包括粉塵撲集裝置4、造粒室8、由噴嘴5、蠕動泵6、粘結劑液罐7組成的噴液系統、由振動電機16、乾燥室9、分級裝置組成的乾燥分級系統，由風機3和換熱器12組成的熱風系統、和連續加料裝置17、排料器14、返料裝置等，連續加料裝置17通過管路與造粒室8連接；造粒室8與乾燥室9之間通過通風板32和喉管31連接，熱風系統的熱風管路分別與通風板32和喉管31連接；乾燥室9下部設有兩層篩網的分級裝置；分級裝置的出口分為合格顆粒出口和不合格顆粒出口，其中合格顆粒出口與排料器14連接；不合格顆粒出口與返料裝置連通，返料裝置通過返料管與造粒室8連接。
如圖3、4所示，通風板32上均勻分布有通風孔41，其上還均勻設有若干個與喉管31大小相適應的喉管孔42，喉管31的入口與通風板32上的喉管孔42對應設置或將喉管31直接設置在喉管孔42內，喉管31和通風板32分別與風機和換熱器12組成的熱風系統通過各自獨立的管道連接，其中喉管31的熱風管路上設有調節風量的調節閥10。
返料裝置為兩個，分為帶有破碎功能的粗返料器13和細返料器15，兩個返料器13、15的輸入口均通過管路與分級裝置的出口連通；粗、細返料器13、15的輸出口分別通過返料管與造粒室8連通。
排料器14通過管路與分級裝置的合格顆粒輸出口連接，排料器14的輸出管口可以與遠處的儲料倉通過管路連接，這樣可以保證使成品顆粒輸送到指定的地點。
粉塵撲集裝置4設置在造粒室8的上方，粉塵撲集裝置4上設有靠壓縮空氣脈衝清灰的脈衝閥1。
圖3中所示的喉管是本發明的要點，是在造粒室8與乾燥室9之間設有若干個喉管31，有專門的熱風從熱風入口36通入喉管，熱風的風量大小可以控制。風量大小的控制取決於要求合格顆粒的大小。當造粒室8內的團聚顆粒35經過喉管31上方時，顆粒的重力大於向上的風力，這樣就克服了風力下沉進入乾燥室9，達到了使造粒室內合格顆粒及時進入乾燥室的目的。
本發明造粒的工藝方法如圖5所示，圖中實線表示物料及液流的走向，虛線表示熱風走向，概括如下採用上述的設備作為造粒設備；在造粒設備的造粒室內先加入一定量的原粉料，原粉料在熱風機和換熱器組成的熱風系統的作用下呈流態化，通過噴嘴、蠕動泵和粘結劑液罐組成的噴液系統向造粒室內噴入粘結劑，受液的流態化原粉料相互粘結聚團長大，形成顆粒，根據所造顆粒粒度的大小調節喉管內輸出風量的大小，使長大達到要求粒度的顆粒通過造粒設備的喉管進入乾燥室內進行乾燥，乾燥後的顆粒在分級裝置上經振動電機的振動處理下分級排出合格顆粒作為成品排入排料器，不合格顆粒經返料裝置返回到造粒室繼續造粒，造粒室內經連續加料裝置不斷補充原粉料，使造粒、乾燥、排出顆粒過程連續進行。
上述的原粉料通過連續加料裝置由壓縮空氣向造粒室連續供料。
上述的方法中上部造粒與下部乾燥是同步進行的。
上述的顆粒乾燥後達到含水要求後進行分級，分級後過粗或過細顆粒經粗、細返料器返回到造粒室內的繼續造粒。
下面結合本發明圖1所示的造粒設備對本發明造粒的工藝方法詳述如下作為原料的粉料通過一個可控制的連續加料裝置17向造粒室8內隨時加料，加入造粒室8內的粉料被透氣的通風板由下而上的由熱風系統提供的熱風帶動呈流態化，當加入到造粒室8內的粉料達到一定量時，造粒室8上方的噴嘴5開始噴出霧化的粘結劑，使造粒室8內流態化的粉料均勻受液，受液後的粉料表面張力增加相互粘結聚團形成微粒，物料不斷接受噴射來的液體粘結劑，微小的顆粒不斷長大，長到要求粒度的顆粒達到一定重量，當其到達本發明關鍵結構，即喉管的上方時由於其重力大於熱風對其向上的作用力，下沉進入乾燥室9，進入乾燥室9的顆粒在振動電機形成振動力的作用下勻速向下移動，在熱風作用下脫水乾燥，乾燥室9的下部設有二級分級裝置，顆粒在這裡分級，過粗顆粒進入粗返料器13經破碎返回造粒室8，合格顆粒進入排料器14定時排到指定地點，過細顆粒進入細返料器15返回造粒室8；連續加料裝置17不斷向造粒室8內補充粉料原料，使造粒、乾燥、合格顆粒排出連續不斷的進行，實現了造粒工藝的連續。本發明設備中的熱風由換熱器12和風機3組成的熱風系統提供，其中風閥一2可隨時控制總風量，調節閥10控制成品顆粒粒度大小，風閥三11用於快速降溫。熱風在排出前經淨化裝置處理排出無塵廢氣，截留的細粉經脈衝閥1作用進入造粒室繼續造粒。本裝置由液罐7、蠕動泵6、噴嘴5組成噴液系統，通過調整蠕動泵的轉速可控制噴液量的大小，通過調整噴嘴進氣壓力可以控制噴液霧珠的大小。
本發明造粒設備及造粒方法從根本上突破了現行幹法造粒工藝流程，使幹法造粒連續化得以實現。這一突破帶來一系列明顯效果，主要如下(1)節能效果明顯由於造粒工藝上的突破，使能耗大大降低。表1列出了幾種造粒設備能耗的有關數據表1
由上表可以看出，本發明設備的節能效果特別明顯，這一點從理論上也可以解釋清楚。以一步造粒機為例，其生產工藝迫使造粒室內含料濃度特別高，在造粒過程中，噴液量受到限制，受液物料只是極少部分，它們團聚後可能很長時間才有機會再次受液，在下次受液之前它們在流化狀態下經相互碰撞有的破碎，待下次受液後才會在次增長，這樣反覆成粒，反覆破碎，所以需要很長時間才能使所有的物料都達到粒度要求。在乾燥過程中又有大量的顆粒相互碰撞破碎變小，由此可見一步造粒機在造粒過程中大部分能量在做無用功。而本發明設備造粒室內含料濃度很低，只要霧液不會穿透物料到達通風板就可，所以流化風景很小，物料的受液機會也大的多，成粒的速率要快的多，而且達到粒度要求的顆粒很快進入乾燥室進行乾燥，乾燥氣流不僅乾燥顆粒，而且到達造粒室繼續作功。另外，本發明設備中的振動促進物料流態化，也起到節省能耗的作用。而噴霧造粒的耗能之大是因為其90％的能量都是用來脫水，乾燥物料。
(2)生產效率明顯提高由於無為的能耗大大減小，所以生產效率大大提高，而且本發明設備有一套分級裝置使排出的顆粒完全合格，無需再次作整形處理。
(3)體積明顯減小由於生產效率大大提高，所以設備體積大大減小，與一步造粒機比較，其PGL-20型號的設備體積為φ1200×3150，而本發明設備LZL-30型號的設備體積為φ580×2750。因此，本發明設備可以提供大產量的幹法造粒設備，象瓷磚這樣產量大，耗能大的產品如果用本發明設備提供的設備去生產，將帶來極大的經濟效益。
(4)顆粒品質明顯提高由(1)中分析可知，一步造粒機在造粒過程中物料反覆成粒，反覆破碎，有的顆粒需經過無數次這樣的過程，而有的顆粒只經過數次這樣的過程，因而前者含有漿液中的成分多，後者則少；前者較硬，後者較松。由此可以得出，一步造粒機造出的顆粒成分、硬度差別很大。而本發明設備在造粒過程中物料成粒過程基本一致，因而顆粒成分也基本一致，通過實驗也得到了證實。
(5)環境汙染明顯減小本發明設備在造粒過程中全封閉作業，沒有粉塵飛揚。進料、排料過程也不用操作人員接觸，所以大大減小了環境汙染和對物料的汙染。
(6)可為用戶帶來明顯經濟效益①由於設備體積小，汙染小，所以基建投資可大大減少；②由於能耗低，所以設備運行費用可以大大降低，產品成本也可以大大減少。
綜上所述，採用本發明的造粒設備和造粒方法，可以連續進行造粒並直接區分好合格的顆粒進行輸出，不合格的過粗、過細顆粒通過返料器回到設備的造粒室內再進入造粒的循環，它效率高，節能效果好。尤其是連接造粒室和乾燥室的多個喉管的設置，可以更好的控制要造的顆粒的大小。
權利要求
1.一種重力法連續造粒設備，該造粒設備包括粉塵撲集裝置(4)、造粒室(8)、噴液系統、乾燥室(9)、熱風系統、連續加料裝置(17)、排料器(14)和通風板(32)；其特徵在於它還包括喉管(31)、區分合格與不合格顆粒的分級裝置和返回不合格顆粒的返料裝置；造粒室(8)與乾燥室(9)之間設有喉管(31)和通風板(32)，喉管(31)、通風板(32)分別與熱風系統連接；乾燥室(9)下部設有分級裝置；分級裝置的出口分別與排料器(14)和返料裝置連接。
2.根據權利要求1所述的重力法連續造粒設備，其特徵在於所述的分級裝置是設在乾燥室(9)下部的兩層篩網；分級裝置出口分為合格顆粒出口和不合格顆粒出口，其中合格顆粒出口與排料器(14)連接；不合格顆粒出口與返料裝置連接。
3.根據權利要求2所述的重力法連續造粒設備，其特徵在於返料裝置為兩個，分為帶有破碎功能的粗返料器(13)和細返料器(15)，兩個返料器(13、15)的輸入口均通過管路與分級裝置的不合格顆粒出口連通；粗、細返料器(13、15)的輸出口分別通過返料管與造粒室(8)連通。
4.根據權利要求1所述的重力法連續造粒設備，其特徵在於喉管(31)均勻分布在通風板(32)相應位置，喉管(31)下部與熱風系統的熱風管路單獨連接，熱風管路上設有調節風量的調節閥(10)。
5.根據權利要求1所述的重力法連續造粒設備，其特徵在於排料器(14)通過管路與分級裝置的合格顆粒出口連通。
6.根據權利要求1所述的重力法連續造粒設備，其特徵在於粉塵撲集裝置(4)設置在造粒室(8)的上方，粉塵撲集裝置(4)上設有靠壓縮空氣脈衝清灰的脈衝閥(1)。
7.一種重力法連續的造粒方法，其特徵在於該方法按如下進行採用權利要求1中所述的設備作為造粒設備；在造粒設備的造粒室內加入一定量的粉料，粉料在風機和換熱器組成的熱風系統的作用下呈流態化，通過噴嘴、蠕動泵和粘結劑液罐組成的噴液系統向造粒室內噴入粘結劑，受液後的流態化的粉料相互粘結聚團長大，形成顆粒，根據所造顆粒粒度的大小調節喉管內風量的大小，使長大達到粒度要求的顆粒重力克服通過喉管的風力進入乾燥室內進行乾燥，乾燥後的顆粒經過分級裝置分級後排出，合格顆粒作為成品排入排料器，不合格顆粒經返料裝置返回到造粒室繼續造粒，造粒室內經連續加料裝置不斷補充粉料，使造粒、乾燥、排出顆粒過程連續進行。
8.根據權利要求7所述的重力法連續的造粒方法，其特徵在於粉料通過連續加料裝置由壓縮空氣向造粒室內連續定量供料。
9.根據權利要求7所述的重力法連續的造粒方法，其特徵在於上部造粒與下部乾燥同步進行。
10.根據權利要求7所述的重力法連續的造粒方法，其特徵在於顆粒乾燥達到含水要求後進行分級，分級後過粗或過細顆粒經粗、細返料器返回到造粒室的繼續造粒。
全文摘要
本發明涉及一種重力法連續造粒設備及造粒方法，該造粒設備包括粉塵撲集裝置、造粒室、噴液系統、乾燥室、熱風系統、連續加料裝置、排料器和通風板；其特徵在於它還包括喉管、區分合格與不合格顆粒的分級裝置和返回不合格顆粒的返料裝置；造粒室與乾燥室之間設有喉管和通風板，喉管、通風板分別與熱風系統連接；乾燥室下部設有分級裝置；分級裝置的出口分別與排料器和返料裝置連接。在該設備將粉狀物料直接連續完成造粒、乾燥、分級、排出合格顆粒的生產。它可生產各種顆粒、效率高、節能、顆粒大小可調節。
文檔編號B01J2/16GK101028582SQ20071001009
公開日2007年9月5日 申請日期2007年1月18日 優先權日2007年1月18日
發明者謝麟, 趙長珠 申請人:謝麟, 趙長珠