專案描述：
染料的乾燥，是染料生產過程中最後一道工序，也是染料後處理加工方面很重要的環節I1l。將染料的濾餅或染液乾燥的方法有很多種，不同種類的染料，甚至同一類染料中不同的品種常常會採用不同的乾燥方法。普遍採用的有直接乾燥法、帶式乾燥法、耙式乾燥法、旋轉閃蒸乾燥法、噴霧乾燥法以及氣流乾燥法、微波乾燥法等等。而對那些高含固量、熱敏性、觸變性的物料，濾餅等粘性物料則多采用旋轉式閃蒸乾燥裝置［2］。壓力式噴霧乾燥法是將物料稀釋，用壓力送至乾燥塔塔頂，由噴嘴霧化後均勻噴入塔內，同時將熱空氣送入塔內與物料並流，進行質、熱交流，使物料在瞬間完成乾燥。噴霧乾燥技術，在工業上的應用已有近百年的歷史，在國外早就用於染料工業上。但在我國的應用比較晚，而且僅限於分散、還原等染料。瀋陽
化工
研究院從l966年開發成功染料噴霧造粒的乾燥技術，到1973年才正式推向工業化生產。直到l5年前瀋陽化工研究院和浙江溫州瞬達噴幹裝置廠聯營後，噴霧乾燥技術從此迅速推向染料生產廠。近年來隨著染料工業的發展，生產重心逐漸轉向浙江，新廠的不斷建設，噴幹技術才被普遍採用。不僅在分散、還原染料方面得到應用，而且由於發現瞬間高溫不會破環染料本身，使得活性、酸性染料等染料也採用了噴霧乾燥技術。當然，對這些活性、酸性等水溶性染料的應用還剛剛起步，它們的品種繁多、要求各異，如何將噴霧造粒乾燥技術合理地、充分地用上去、用好它，還是需要不斷地探索、總結的。
擁有多年
染料壓力式噴霧造粒乾燥機
生產經驗，定製
染料烘乾機
染料烘乾機
，經久耐用
染料乾燥機
染料乾燥機
染料乾燥機
由於粉狀染料在生產和使用時會產生粉塵 影響環境，所以目前大多數染料廠逐步改為噴霧造粒乾燥，生產顆粒狀染料。其機理如下
當染料液用高壓泵從切線方向不斷進入噴嘴的旋轉室，產生旋轉運動。越靠近中心，旋速越大。在噴嘴中央形成了一股等大氣壓的空氣旋流“空氣芯”（直徑約1。5毫米）。當染料液從噴嘴噴出時，立即會圍繞“空氣芯”旋轉並形成環形液膜（厚度約為0。5～4。0微米）。染料液的靜壓能在噴嘴處轉變為向前運動的液膜功能。由於旋轉的速度差，液膜變薄進而被拉成細絲流。在氣流的作用下，細絲流不斷從較細處被拉斷。由於表面張力的作用，這些小短絲不斷變成球狀的小液滴（直徑約為6O～lOO微米）。而當這些球狀的小液滴與噴塔內熱載體（一般為熱空氣）進行接觸時，便開始熱量和質量的交換，球狀液滴的表面水份不斷的蒸發。而當水份向外遷移受阻時，在液滴外部形成一層硬殼。隨著溫度的上升，液滴硬殼內部開始汽化膨脹。當達到一定壓力時，內部水份會沿著毛細孔散出，從而形成了中空球狀顆粒染料。
2
工藝流程（見流程圖
）［5］
漿料透過漿料過濾器（3），由隔膜泵（4），提升經穩壓後送至乾燥塔頂由噴嘴（7）霧化後噴入乾燥塔（8）中進行乾燥，同時冷空氣經蒸汽加熱器（2），電加熱器（5），加熱後進入塔內與物料並流由上向下進行質、熱交換，其溫度接近於純粹的
絕對
溫度，而其物料在高溫區具有很大的表面。即物料在瞬時完成乾燥，從而得到空心球狀的粒狀產品。尾氣經旋風分離器由引風機（12）導向溼式捕集器。尾氣中夾帶的細粉由旋風分離器（10）捕集回收。剩餘的微少細粉由溼式除塵器（14）捕集回收。整個系統是在負壓、密閉狀態下執行。
3
噴霧造粒乾燥技術在染料生產中的應用經驗
如前所述，噴霧造粒乾燥技術，不僅在分散、還原染料的乾燥工藝上得到了廣泛的廊用，而且在活性、酸性等水溶性染料的乾燥工藝上取得了可喜的突破，取得了很好的效果。幾類染料噴霧造粒乾燥工藝的實際操作需要注意的事項如下：
3。1
活性染料
活性染料不同於一般染料，它是能與纖維起化學反應形成共價鍵的一類染料。它的特點是具有很好的水溶性，分子結構中都有活性基團，在溫度和溼度較高情況下會使活性基團加速水解；對金屬離子有敏感性。所以在噴霧乾燥時應注意以下幾點。
2
KN
型活性染料屬於乙烯礬型。如活性黑KN—B在噴干時，溫度可高些，在220～230℃，風速在
0。48
～0。5米／秒之間，停留時間為50～70秒。
2
X
型類染料如活性黃x—R等，乾燥溫度不能像KN型那麼高，一般混合區的溫度在160～180℃為宜，風速在0。45～0。48米／秒之問即可。
2
雙活性基活性染料，如活性黃l45、活性紅195等，因含固量較低一般在20％左右。乾燥溫度宜在190～200℃之間，風速在0。44～0。48米／秒之間、停留時間在55～65秒。由於遷移較難，故塔高可高些，徑長比l：6～7。
3。2
酸性染料
這類染料分子量低，結構簡單，磺酸基較多，所以水溶性好。但這類染料遇鈣、鎂等金屬離子會產生沉澱，乾燥時會出現粘度大、流動性差、泵抽有困難。所以噴霧造粒乾燥時，泵和管道上應加外管加熱，則可保證物料有良好的流動性。由於該類染料含固量也較低（一般在20％左右），故溫度宜控制在160～190℃之間。
3。3
分散染料
這類染料具有較小的分子結構，基本上不溶於水。它對溫度很敏感，有時5℃之差即會產生凝聚。因此噴幹溫度可控制在130—150℃之間。由於它的含固率較高（30％～40％），平均水分5％。因此，風速宜控制在0．38～0．42米／秒之間，停留時間 25～35秒。如分散藍2BLN、分散紅3B、分散黃RGFL等。由於乾燥溫度較低，為保證生產能力不下降，故噴塔可適當高些，徑長比1：5—6。
3。4
還原染料
該類染料也屬於不溶於水的染料。由於它的分散體的水溶液會產生聚染體，故溫度升高，不但會影響分散體的不穩定，還會發生疑聚。故乾燥溫度（即混合區溫度）可取160～180℃，風速可控制在0。38～0。42米／秒，時間35～40秒。如還原黃G，大紅R、紅F3B等。但靛藍染料除外，它的含固量較高， 一般在34％～36％，耐熱性好，所以噴幹溫度可在220～23O℃。
4
選用和使用噴霧造粒乾燥裝置時應注意的事項
［7］
4。1 節約能源提高熱效率
噴霧乾燥的過程是一個高能耗的執行過程。人們已知道，在噴霧造粒乾燥技術中，熱效率是
個突出的問題。一般來講，因為進入乾燥器（噴塔）內部的空氣溫度為180℃，排出的尾氣溫度為90℃，而它們用於蒸發水分的熱量為總熱量的39％，尾氣損失為34％，噴塔壁損失的熱量為7．5％，加熱器的熱損失為18％，可見大部分熱能損失掉了。如何節能瀋陽化工研究院和浙江溫州瞬達乾燥裝置有限公司過幾十年的研究、開發、生產實踐過程中取得了豐富的經驗。對噴塔和其相關裝置的合理設計和選用介紹如下。
4。1。1
合理的塔形設計
噴塔的形狀會直接影響到塔1人J風速的分佈和其均勻性。經多年比較，並根據國內大量實際試用結果，將噴塔設計為直筒形，這樣能保證風速的均勻分佈和平穩，避免在塔內產生旋轉運動，也就保證了熱量分佈均勻，使質、熱交換充分，有效地利用了熱能。同時，直筒形的噴塔，不會造成物料的粘壁。
4。1。2
熱風分佈器的效用
熱風分佈器對進入塔內的熱風的風向、風速、熱能的利用起到重要的作用。所以，要將熱風分佈器上的錐角設計成可變的。當直管進風時，上錐角為70。，當切向進風時，其上錐角為60。，其目的是將熱風都轉變為直流風，以保證噴嗒內的風速均勻、平穩，使質、熱交換充分，從而使熱能得到充分利用。
4。1。3
特殊的整流板
將整流板設計成折流柵板型的。其幹孔率可以從先前三角排列園孔板的25％ 提高到60％～70％，這樣熱流的阻力小，導流效果好，不會產生亂流、錯流及旋流，使熱風經整流板後能均勻垂直向下進入塔內，改善了質熱交換條件，減少了熱量損失。
4。1。4
噴嘴及其防漏裝置
目前設計並採用的是旋轉式壓力噴嘴，它是由噴嘴體、噴嘴體密封墊、噴霧盤、旋轉室、端片、螺旋插頭、表面密封墊、陽性匹配器等組成，改變了先前旋轉體和霧化體連在一起、切向流量難、霧化角小、噴嘴壽命短、開車、停車頻繁、浪費能源，影響正常生產等弊端。
4。1。5
節能型塔底結構
合理的塔底設計是節約能源的重要措施。選擇噴塔時，必須考慮塔底的結構，空氣必須經過整個乾燥室，乾燥室的容積應充分滿足水分的蒸發，應保證熱空氣流直到塔底部和氣流流型的穩定。帶有擴大段的塔底結構，可使塔底的出料量從50％～60％提高到80％～85％，而旋風結構的塔底，塔底的出料率可達95％左右，成粒率也高，從而可節約能源。
4。1。6
細粉回收技術裝置
染料液經噴霧造粒乾燥後， 由於裝置工藝、助劑、操作上等因素的影響，不可能得到
百分之百
的粒子，一定會有些細粉或微粒的存在，微粒的平均料徑為20微米，粒度分佈範圍為5～60微米之間，比重小於0．7克／釐米3。未成粒的細粉的產生，會使生產、包裝及使用時產生染料粉塵飛揚。浙江溫州瞬達乾燥裝置廠採用了瀋陽化工研究院開發成功的細粉回收技術，可使成粒率達到99％ 以上。該廠同時推出了一套國內首創的防塵裝置，操作簡便，減少了防塵劑的用量，改善了操作環境，更重要的是減少了染料的損耗，對企業來說是一筆可觀的財富。
4。2
提高噴嗒的進出口溫差
根據熱效率計算公式可知，提高進出口溫差，對於氣液兩相由上而下質、熱交換的乾燥方式是節約能源的
最佳
選擇。實踐證明，在高溫區，含有水分的染料液，其瞬間表面溫度通常在40～60℃之間，所以適當地提高熱風的進口溫度是允許的。進口溫度的提高有利於熱效率的提高，但並非越高越好，需透過試驗來確定。不同種類的染料，甚至同種類不同品種的染料，例如3．1所述，雖同是活性染料，在噴幹黑KN-B時的進口溫度為220 230℃之問；而在噴幹黃X-R時的進口溫度則為l 60～180℃；而噴幹雙活性黃的黃145、紅195時，進口溫度在l90～200℃之間。而尾氣帶走的熱量，要佔整個能耗中較大的比例，故要儘量降低尾氣的溫度，以減少尾氣的熱量損失。但只能在保證產品最終含水量的前提下，而且要控制在露點溫度以上20～ 30℃ 。
4。3
降低乾燥塔的蒸發負荷
染料液在進入乾燥塔之前，必須先用過濾、蒸發等方法進行預脫水，提高染料液的含固率。這可以降低乾燥塔的蒸發負荷，提高裝置的生產能力，節約能源。根據新的設計，蒸發可以利用裝置本身的迴圈廢熱，使熱量得到了充分利用。染料液在進入噴塔之前應進行預熱，這既可減少乾燥塔的負荷，也使料液的粘度有所降低，有利用料液的霧化。
5
噴霧造粒乾燥實際中的注意事項
為了保證染料產品的產量和質量（顆粒大小、含水量等），實際操作時應注意下列事項。
5。1
噴嘴的孔徑
當壓力一定時，噴嘴孔徑增大，霧化角也變大，噴霧量也增大，但產品的含水量也隨之增加。所以，選擇噴孔徑大小時，既要考濾到產量，也要考濾到產品的質量、含水量的影響。
5。2
噴嘴的壓力
壓力對染液的霧化會有較大的影響。當噴嘴的孔徑一定時，壓力增加、霧化角增大，噴霧量也隨之增大，而粒徑變小，小顆粒的比例增加，塔底的出料量降低。而含水量下降，假比重增加。
5。3
染料液的濃度（含固量
）
當染料液的濃度（含固量）增大時，顆粒的硬殼會變厚，產品的假比重也隨之增大。
5。4
相關裝置和助劑的應用
當噴霧造粒乾燥裝置用於分散染料、還原染料時，有條件的生產』 一應將染料液和有無助劑充分攪拌至均勻後，先經過濾，濾去雜質和機械物再透過高速膠體磨，使染料的粒徑達到3O微米以下，然後用高壓均質機進行超細粉碎。使染料的粒徑達到1微米以下。再用壓力泵打入噴霧乾燥塔進行噴霧造粒乾燥。經過高速膠體磨和高壓均質機處理的最終染料產品，其效能和質量將會有極大的提高。這方面的實踐，上海染料化工廠和江蘇金壇染化廠以及浙江上虞和蕭山等幾家大廠已有相當的經驗，並已投入了正常生產。對活性、酸性等水溶性染料，各廠正在試用中，浙江杭州下沙恆升已投入了生產。助劑對染料產品的質量有很大的影響，不同的染料會有不同的選擇。目前各廠正在試用的品種有美國Westraco的Reax 85A，挪威鮑利葛公司的Lignosol SD一60，Diwatex XP-9，Lignsol SFX一65以及國產的擴散劑MF都不失為好助劑。而對生產還原染料的廠家而言，作者推薦氧化木質素（oxy Lignins1，它耐熱穩定性好，擴散效能佳，是一個
不可多得
的品種。而對活性、酸性等染料，一定要摒弁沿用多年的元明粉，而改用木質素硫酸錢 如Lignisol SFX一65是最理想的。當然，不同種類的染料，甚至同一種類型不同品種的染料，在使用木質素硫酸鹽時需經過試驗，以達到最理想的效果
