[发明专利]喷雾干燥器设备和通过调节进气流量来控制喷雾干燥器设备的方法

说明书

技术领域

本发明涉及喷雾干燥器设备的控制方法，该喷雾干燥器设备包括喷雾 干燥室、进气口、包括风机和空气加热器的进气控制系统、进料口和排气 出口。

本发明还涉及喷雾干燥器设备。

背景技术

喷雾干燥器用于通过将形式为小滴的进料喷射进入喷雾干燥室对进料 进行干燥，所述进料包括固体和溶媒、例如水。在喷雾干燥室中，所述喷 雾与通常为热的进气流相遇，使得溶媒蒸发。从而能从设备中收集到带有 残余水分的粉末状的干燥产品。

喷雾干燥过程的质量和效率取决于多个参数，例如：喷雾模式，包括 例如较小和较大的小滴的分布；气流在喷雾干燥室中的模式；进气温度； 进料流量/流率和进气流量等。

除了干燥的产品外，包含被蒸发的溶媒的排气也是干燥过程的产物， 通常使用例如排气的排气温度和排气的相对湿度等参数来设计干燥过程。 在干燥过程中测量排气温度，众所周知，该排气温度与干燥产品的状况密 切相关。

因此，通常基于排气温度的测量来控制喷雾干燥器设备的操作。

本领域中，使用两种不同的控制方法，即：

通过调节干燥器的进料流量来维持设定的排气温度；或者

通过调节进气温度来维持设定的排气温度。

所述设定的排气温度可以依照针对特定的喷雾干燥器设备和特定的过 程所预先确定的数值保持为常量，或者，可以在操作过程中基于干燥产品 中水分含量的测量进行调节(参考Masters，K.，Spray Drying Handbook， 5^th ed.，Chapter 10，London，Longman Scientific&Technical(1991)))。 从该参考文献中，还可以知晓，高的环境空气的相对湿度必然使进气温度 降低，由此降低了喷雾干燥器设备的处理能力(第120-121页)。

上述已知的控制方法具有一些缺点。

调节进料流量导致无法最优化地使用喷雾干燥器设备的处理能力，并 且当喷雾干燥是更大的过程的一部分时，调节/降低进料的流量会导致整个 过程的延迟。另外，调节进料的流量会影响喷雾模式，并由此会不希望地 影响粉末的特征。

例如当需要的对进气温度的调节是升高温度、而进气温度已经接近于 为了避免产品受热损害而不能超越的极限时，调节进气的温度是不可行的。

如果环境空气中的水分含量增加——该环境空气在常规的喷雾干燥过 程中被加热并用作进气——则如上所述，干燥处理能力下降。在这种情况 下，通常会降低进料流量以补偿降低的处理能力。

解决环境空气中水分含量波动的方法是对进气使用除湿设备，但这是 昂贵的并且通常仅适用于小处理能力的设备。

发明内容

本发明的目的是提出一种控制方法，该方法至少在某种程度上可以避 免现有技术的缺点。本发明的另一个目的是提出一种适于使用该控制方法 的设备。本发明的再一个目的是提出一种使得排气温度、排气的相对湿度 和干燥产品中残余水分的含量保持在常量附近的控制方法和设备。

根据本发明，一方面，这些目的由一种控制喷雾干燥器设备的方法实 现，所述喷雾干燥器设备具有喷雾干燥室、进气口、包括风机和空气加热 器的进气控制系统、进料口和排气出口，所述方法包括：确定进气中水分 的含量，根据进气中水分的含量确定进气温度的设定值，确定空气加热器 和喷雾干燥室之间的进气的温度测得值，根据进气温度设定值和进气温度 的测得值调节进气温度，确定排气的排气温度和根据排气温度调节进气的 流量/流率。根据进气中水分含量的变化调节进气的温度可以使排气的温度 和相对湿度保持在常量，调节进气的流量可以使进料流量保持在常量，由 此可以使喷雾干燥器设备在基本上恒定的状况下运行，从而得到属性和数 量基本恒定的产品。可以例如连续地、间隔地(优选规律间隔地)或者在 预定时间测量进气的水分含量。

所确定的进气的水分含量可以是环境空气的水分含量。在这种情况 下——通常为这种情况——在确定进气温度的设定值时，考虑在环境空气 到达进气口之前任何被加进环境空气中的水分。

优选地，根据进气或者环境空气的水分含量确定进气温度的设定值包 括预先针对特定的喷雾干燥器设备和针对要被该喷雾干燥器设备处理的特 定的产品提供与进气或者环境空气的水分含量的变化有关的进气温度设定 值的表达式。这种表达式可以表示为表格、曲线和算法等。