離心式噴霧干燥烘干機在工業運用已多年，對有著特殊要求的制藥行業運用也很成熟。但近幾年國內離心式噴霧干燥技術與設備的研發在催化劑干燥中仍無較大的突破，2010年底，營口向陽化工總廠采用了常州一步干燥設備有限公司的（簡稱為一步公司）閉式循環離心噴霧干燥烘干機，發現該設備在多年同類設備制造經驗和閉式循環理論的基礎上，針對催化劑產品的特點，把防爆、安全、環保與節能等新技術進行整合，創新了傳統離心噴霧干燥烘干機，并擴大了其應用范圍。
1、結構組成及工作原理
1.1結構組成
閉式循環離心噴霧干燥烘干機（附圖）由離心噴霧干燥烘干機主機、空氣過濾器、加熱器、鼓風機、冷凝器、汽水分離器、排風機、旋風分離器、脈沖布袋除塵器、料液計量泵、測氧儀以及管路與控制閥等組成。
1.2工作原理
首先在干燥塔體內充人被加熱的氮氣，被干燥的液態物料經計量泵輸送至離心噴頭處，液態物料被高速旋轉的離心霧化器霧化成細小液滴；然后，液滴在干燥塔內與熱氮氣進行充分的熱交換，物料中的液態部分被瞬間蒸發，固態部分形成的粉狀物料沉于塔底；最后，干燥的粉狀物料從塔底排出。其中，被蒸發的有機溶劑氣體在風機的作用下．通過旋風分離器、噴淋塔等裝置把附著在氣體中的粉塵進行除塵處理，再經冷凝器把除塵后飽和有機溶劑氣體冷凝成液體排出冷凝器。其間，作為干燥介質的惰性氣體被連續加熱后作為干燥載體在系統內重新循環使用，富通新能源生產銷售木屑顆粒機、木屑鋸末烘干機等生物質燃料成型、木屑烘干等機械設備。
2、在催化劑應用中所形成的新技術
2.1 國內首次將閉式循環系統運用于催化劑的干燥
由于催化劑中含有有機溶劑，而現有開式離心噴霧干燥烘干機傳熱和換熱介質為熱空氣，無法對含有有機溶劑等物料的干燥；國內雖有閉式循環噴霧干燥的研究，并采用惰性氣體環境取代通常的空氣環境來進行噴霧干燥、回收溶劑，但均為非離心式結構。而閉式循環離心噴霧干燥烘干機系統的液體霧化形式為離心式，其利用加熱濾凈的氮氣在正壓閉路干燥系統中循環，與液體物料起著傳熱與傳質作用，完成物料的干燥與溶媒的脫除，并采用冷凝分離技術進行有機溶媒的回收，采用氣液分離技術對溶劑回收后的氣體中微量溶劑進行2次回收，使氮氣進入新一輪循環。因此，該設備物料回收率很高，產品殘余溶劑含量極低，非常適宜在催化劑生產中應用。
閉式循環離心噴霧干燥烘干機首次成功地在催化劑的生產中使用，擴寬了閉式循環離心噴霧干燥系統應用的范圍，且霧化采用了既經典又創新的變頻離心噴霧技術，在國內處于領先地位。
2.1.1 離心噴霧與變頻技術的應用
把離心噴霧與變頻技術應用在閉式循環噴霧干燥系統中，達到了節能、保質和實用的目的。
在噴霧干燥中，物料霧化形式有壓力式噴霧、氣流式噴霧和離心式噴霧3類。對壓力式或氣流式噴霧而言，其物料霧化器為噴槍或噴嘴（配置1～4個）。其中，壓力式霧化所需的壓力為10~12 MPa，由高壓泵來提供，動力消耗較大；氣流式噴霧霧化由壓縮空氣而產生，壓縮空氣耗量為4~8 m3/min，要消耗大量的壓縮空氣而產生能耗。由此可見，這2種霧化形式能耗大；由于催化劑產品中的有機溶劑，為有毒的揮發性溶劑，易燃易爆，故以上2種霧化方式都不能完全適應催化劑生產的需要。
離心式噴霧的物料霧化是利用高速轉盤中受離心力作用從盤邊緣甩出而致，當液體注入盤面時，液體受到2種力作用，一是離心力和重力作用下得到加速而分裂霧化；二是液體和周圍空氣同時接觸面處，存在摩擦力促使形成霧滴，前者為離心霧化，后者為速度霧化，實際上這二者是同時存在的，正是離心式霧化器上述的特點，才能有效確保液滴的均勻而達到噴霧的均勻性，這一特點能使產品有良好的均勻度、流動性和溶解性等。同時，霧化轉盤僅靠電力為動力，與上述2種霧化形式相比動力消耗相對低。但是，傳統離心式霧化器在啟動與停止運轉時，會產生壓力的波動現象（即啟動時壓力由小增大，停機時壓力由大變小），壓力的不穩定性會影響物料霧化效果，壓力不足會造成霧化后的液料呈水柱狀，由此造成物料浪費或產品不合格。而閉式循環離心噴霧干燥烘干機采用變頻調速的離心轉盤，有效地克服上述壓力波動所產生的不足，確保了產品的質量，其離心旋轉速度在104~2.5×104r/min之間變頻可調，也可根據物料所需的顆粒度對霧化器轉速進行調節。由于催化劑產品對顆粒分布要求較高，因此霧化器轉速的調節在生產實踐中尤為重要，事實上為了得到合適的顆粒度，進行長時間的摸索，對轉速進行多次調節，最終才能得到滿意的產品。用馬爾文激光粒度分布儀測得催化劑產品的粒度見附表。
2.1.2 采用脈沖布袋除塵器與三級冷凝的溶劑回收技術
閉式循環離心噴霧干燥系統在應用閉式循環技術的同時，又將脈沖布袋除塵器與溶劑回收技術有機地應用在其中，提高了催化劑產品的收率，同時節能、環保。
脈沖布袋除塵器對經過旋風分離器初步固氣分離后的氣體進一步處理，收集附著在濕熱載體中的細微物料，提高了物料收率。同時細微粉料在冷凝器管路中的沉積清理很困難，長期使用會影響冷凝器的效率，并且也會影響冷凝回收后的溶劑純度。經過該裝置的應用，回收后的溶劑純度大大提高（溶劑有效成分達99.9%），回收溶劑不需處理就可以重新利用，達到節約能源的目的。此外，該技術對易揮發溶劑進行回收利用，達到了環保的目的。
2.2應用
壓差自動變送與在線氧氣檢測技術的應用，保證了產品質量，保證了生產安全。
2.2.1壓差自動變送技術及泄爆裝置
閉式循環離心噴霧干燥烘干機設計為正壓惰性氣體循環，并運用了壓差自動變送技術，國內很少將該技術應用在此設備中。閉式循環離心噴霧干燥烘干機T作壓力≤0.1 MPa，有著常壓操作的特點，一則容器和管路本身具有較高安全系數；二則正壓能更好控制系統的氮氣之類惰性氣體的運行。壓差自動變送技術能保證：當系統干燥所耗氮氣壓力低于設定的T作壓力時，氮氣充氣閥即會自動打開并充氣；當壓力達到T作壓力時，氮氣充氣閥會自動閉合，生產更安全。同時，干燥塔本身就有防爆膜等泄爆裝置，當系統壓力升至設計安全壓力的上限時，防爆膜即會白動打開泄壓，確保設備安全。干燥生產中有粉體摩擦積累或氣體氣化膨脹而產生靜電而導致系統內壓力升高時，這2種技術能有效消除超壓或爆炸的隱患，進一步確保設備和生產安全。
2.2.2在線氧氣檢測技術
閉路循環離心噴霧干燥烘干機在催化劑生產中采用了在線氧氣檢測技術，這是國內其它噴霧干燥系統所沒有的。其目的有二：一是防止噴霧干燥系統發生機體故障而產生泄漏點，能進一步確保安全生產；二是防止漏點滲氧而影響氮氣的純度，以確保產品不被氧化，從而保證產品的質量。在線氧氣檢測裝置可把設備中氧氣殘留量設定在某個范圍內，當氧氣量超過設定值時會發出聲光報警，并自動切斷電源，以示設備內存在泄漏，即可采取有效措施來解決。
3、結論
閉式循環離心噴霧干燥烘干機對催化劑等含有機溶劑物料的制粒干燥，以及對物料中有機溶劑的回收等生產過程有著積極意義，其集防爆、安全、節能、環保于一體，給催化劑產品的生產開辟了一條新路徑。
