专利名称：喷雾干燥装置及其使用方法
技术领域：
本发明涉及一种集成了喷雾干燥的流化床装置并涉及其使用方法。本发明还涉及一种喷雾干燥粉料的生产方法，可以根据未来的用途以确定目标的方式来改变其产品性质。
工业使用的颗粒料通常通过把一种或多种成分的溶液或悬浮液喷雾进入装备热气体的喷雾塔中来生产。在热气流中，液体成分蒸发，形成具有一种多少有些随机形状的固体。
同样已知的是在流化床中的造粒，其中，工艺气流流过特定形状的供料底部，产生固体原料的流化床。雾化的液体通过喷嘴系统以细分散的形式进入流态化的空间。流态化的颗粒被润湿，表面部分溶解，颗粒粘结在一起。在流化床末端，连续排出固体物料。同时，细分散在雾化液体中的较少量固体在进口送入。过滤系统防止粉尘离开流化床，并保证只有具有最小直径的造粒料颗粒在出口排出。在这种形式的流化床中，同样形成具有一种多少有些随机形状的固体颗粒。
所以，本发明的目的是提供一种合适的装置和操作该装置的方法，目的在于可以在颗粒尺寸、颗粒尺寸分布、水分含量和制片能力方面按照希望改变喷雾干燥或造粒的、粉状产品的性能。
通过一种喷雾干燥设备达到了该目的，该设备包括a)一个喷雾干燥单元(B)b)一个流化床(A)c)一个或多个用于液体介质的附加的喷雾或雾化喷嘴(C)d)一种粉末称量装置(D)e)一种带有风机(E)的粉末返回装置(9)。
在根据本发明的喷雾干燥装置的喷雾干燥单元(B)中，液体介质(5)、雾化空气(6)、粉末物料(9)和热空气(4)组合。
一个特定的实施方案在于喷雾干燥单元(B)垂直位于喷雾塔中的下游流化床之上。
在一个特定的实施方案中，该装置的喷雾干燥单元(B)可以包括一个雾化系统，它包括一个用热水加热的两组分雾化喷嘴，带有同轴布置的粉末返回流和热空气围绕气流。
特别地，该目的通过可以在流化床的各种位置上安装一个或多个用于液体介质(C)的喷雾或雾化喷嘴的装置来达到。根据本发明，流化床后面有一个粉末计量设备(D)，通过球门自动阀(F)隔开，并通过溢流(8)供料。
根据本发明，在粉碎后如果需要，部分产物可以通过气力输送机(fly conveyor)返回到喷雾干燥单元(B)中，在气力输送机中，风机(E)作为输送组成部分。用作输送组成部分的风机(E)同时可以用作返回粉末的粉碎单元。
该目的还可以通过一种喷雾干燥粉末物料的生产方法来达到，其中a)在第一个步骤中，液体介质、雾化气体、粉状物料和热空气被混合，b)形成的粉状产物落到流化床上、被带走、流态化并进一步输送，c)在一个或多个造粒步骤中，用其它液体介质雾化、干燥并在流化床中朝着粉末计量装置输送，从粉末计量装置，d)部分粉状物料返回到该过程中。
液体介质是一种溶液、分散体系或悬浮液。
该方法的一种特别的变化是返回的粉状物料在返回前被粉碎。
所用的雾化气体、载气和加热气体可以是空气或惰性气体，惰性气体选自由N2和CO2组成的组中。根据本发明，气体可以循环，在这种情况下，气体通过过滤或者动态过滤而不含颗粒，并送回到雾化喷嘴或者加热并引入到流化床中。
根据本发明，在装置的各个点所用的液体介质可以具有不同的组成。
特别地，该目的还通过改变参数雾化压力、液体量、返回的粉体量、热空气的热空气流量和温度使颗粒尺寸变成50-1000微米来达到。
为了进行该过程，开始时通过装料口(3)在装置中装入粉状原料。通过室(1)在喷雾干燥空间中产生空气流。所引入的原料通过该气流流化并向排料阀(F)移动。粉料流通过合适的Conidur基础的孔在空气流产生时获得该移动方向。在设备的这一点，提供能使产物送入粉料计量装置或者通过气力输送到达喷雾干燥单元的装置。最终产品的溢流(8)位于粉料计量装置上方的出口处。喷雾干燥单元的风机(E)既作为产品的传输装置，又作为返回的粉末物料的粉碎装置。通过喷雾干燥喷嘴的特定设计，来自回料管(9)的返回粉料与相应的介质液体(5)、雾化空气(6)和热空气(4)混合。粉料或造粒料被流化床带走并如上所述向前输送。在通过造粒喷嘴(C)时，可能与随粉末返回引入到雾化喷嘴的介质组成不同的其它介质喷到所形成的颗粒上。发生进一步的造粒和颗粒尺寸分布的重新确定。通过Conidur基底从室(1)引入的空气将把产品干燥到要求的最终含水量。集成到装置上的动态过滤器将防止粉末颗粒排放到环境中。
代替三个造粒喷嘴(C)，如
图1所示，可以在装置的相应位置安装一个或多个雾化喷嘴或喷雾干燥喷嘴或者只有一个、两个或三个以上的造粒喷嘴。这些附加的喷嘴可以直接位于流化床的开始处或者向后移动。一次或多次重新雾化原来形成的粉料的位置的选择还尤其依赖于希望的产品要求具有的残留含水量。不用说，特别低残留含水量的产品最终喷雾后，在流化床中的驻留时间比较高残留含水量的产品更长。
如果要求，可以通过各种喷嘴对已经形成的颗粒表面涂敷不同的组合物，使颗粒获得层状结构。然而，它也可以用于获得更均匀的颗粒尺寸分布。
此外，根据本发明的装置不仅可以用空气作为载体介质来运行，而且也可以用惰性气体，如氮气或二氧化碳气体循环运行整个装置。
以这样一种方式设计该装置，使得参数液体量、喷雾压力返回的粉料量、热空气量、热空气温度、温热空气量和温热空气温度可以单独调节。关于含水量、颗粒尺寸和颗粒尺寸分布到返回的粉料量、送入的液体量和雾化压力，可以按要求调节。在所述装置中，可以按要求生产颗粒尺寸为50-1000微米的粉末状产品。取决于操作模式，颗粒可以由单一的化学物质组成，或者呈现不同物质的层状结构，或者取决于所选择的参数，颗粒或多或少是结晶态的或者主要是无定形结构的。在后一种情况下，颗粒可以由一种成分组成，或者是不同成分的混合物。
特别地，通过集成到装置上的适合于喷雾干燥造粒料生产的雾化喷嘴控制颗粒的形成。这种类型的雾化喷嘴的相应实施方案表示于图2。
这种雾化喷嘴是一种由两组分雾化喷嘴[(1)、(2)、(3)]组成的喷雾系统，可以用热空气加热，并且与同轴布置的粉末返回(4)和热空气围绕气流(5)一起装配。
这种喷雾系统的优点是，粉末在出口处直接与通过雾化空气产生的液滴接触，被粒化或团聚。为了使颗粒不粘结在一起并且可以排出表面水分，喷雾和粉末部分包裹在热气流中，蒸发液体必不可少的热能直接转换。在流化床中进行后续的干燥。
尤其是通过这种喷雾干燥系统的引入，还可以获得特定的颗粒尺寸。
所以，这种喷雾干燥系统的一个特定优点是根据所确定的工艺参数和要雾化的液体介质，可以在一个装置中生产各种不同的产品。
为了更好地理解和说明，下面给出上述喷雾干燥装置的一般流程图(图1)和在本发明保护范围内的实施例，但是把本发明限制于这些实施例是不合适的。
图1表示这种类型的喷雾干燥装置可能的实施方案的一般流程图，其中，所给出的数字和/或字母具有下列含义1空气引入室2空气排出室3填料口4热空气供给5液体供给6雾化空气7加热介质8产品9粉料A流化设备B喷雾干燥单元C造粒喷嘴D粉末计量装置E粉末返回风机F球门自动阀G动态过滤器参考描述中提到且在流程图中给出的部件，熟悉该领域的技术人员通过选择工业上可以获得的各个部件，可以容易地建造相应的装置。对于在专业领域中工作的熟悉该领域的技术人员，不用说为了能够如上所述在操作中调节和改变工艺参数，必须引入附加的电动和机械控制单元。
权利要求
1.一种生产喷雾干燥粉料的方法，其特征在于a)在第一个步骤中，混合液体介质、雾化气体、粉末状物料和热空气，b)所形成的粉末状产物落到流化床上，被带走、流化并向前输送，c)在一个或多个造粒步骤中，用其它液体介质雾化、干燥并在流化床中向粉料计量装置输送，从粉末计量装置，d)部分粉末状物料返回到该过程中。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于所述液体介质是一种溶液、分散液或悬浮液。
3.根据权利要求1的方法，其特征在于所返回的粉末状物料在返回前粉碎。
4.根据权利要求1的方法，其特征在于使用空气或选自由N2、CO2或.....组成的组中的惰性气体作为雾化气体并作为载气和加热气体。
5.根据权利要求1和4的方法，其特征在于所述气体是循环的。
6.根据权利要求1、4和5的方法，其特征在于通过过滤，所述气体不含颗粒并重新送入雾化喷嘴或者加热并引入到流化床中。
7.根据权利要求1和4-6的方法，其特征在于所述气体借助动态过滤器而不含颗粒。
8.根据权利要求1和2的方法，其特征在于在所述装置的不同位置，所用的液体介质具有不同的组成。
9.根据权利要求1-8的方法，其特征在于通过改变参数雾化压力、液体量、返回的粉末量、热空气流和热空气温度，可以特定地获得50-1000微米的颗粒尺寸。
10.一种喷雾干燥装置，其特征在于a)一个喷雾干燥单元(B)b)一个流化床(A)c)一个或多个用于液体介质的附加的喷雾或雾化喷嘴(C)d)一种粉末称量装置(D)e)一种带有风机(E)的粉末返回装置(9)。
11.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于液体介质(5)、雾化空气(6)、粉末状物料(9)和热空气(4)在喷雾干燥单元(B)中混合。
12.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于在喷雾塔内，喷雾干燥单元(B)垂直位于下游的流化床上方。
13.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于喷雾干燥单元(B)包括一个雾化系统，该雾化系统由热水加热的两组分雾化喷嘴组成，带有同轴布置的粉末返回物流和热空气环绕流。
14.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于在流化床的不同位置可以安装用于液体介质(C)的一个或多个附加的喷雾或雾化喷嘴。
15.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于流化床后面有一个粉末计量装置(D)，它通过球门自动阀(F)分开并通过溢流(8)喂料。
16.根据权利要求10的喷雾干燥装置，其特征在于所形成的部分产品通过气力输送返回，如果需要则在粉碎后，喷雾干燥单元(B)，其中，风机(E)作为输送单元。
17.根据权利要求16的喷雾干燥装置，其特征在于所述风机(E)同时作为返回物料的粉碎单元。
18.一种由热水加热的两组分雾化喷嘴组成的喷雾系统，带有同轴布置的粉末返回物流和热空气环绕流。
全文摘要
本发明涉及带有整体化的喷雾干燥装置的流化床装置,并涉及其使用方法。本发明还涉及一种生产喷雾干燥粉末的方法,其产品特性可以根据所述物料的未来用途特别地调节。
文档编号F26B3/08GK1355723SQ00808987
公开日2002年6月26日 申请日期2000年6月6日 优先权日1999年6月16日
发明者E·施瓦茨, G·莫斯克尔, H·鲁茨勒, J－M·杜特 申请人:默克专利股份有限公司