Secador de lecho fluidizado de granulación por aspersión

El secador de lecho fluidizado por pulverización es un equipo fijo, soportado por patas. Consta principalmente de las siguientes piezas:

1. Patas de soporte: Las patas de soporte inferiores están hechas de acero de canal soldado y sostienen la cámara de aire, la sección de fluidización y la sección de separación del secador de lecho fluidizado.

2. Cámara de entrada de aire: Es una estructura soldada compuesta por placas y nervaduras de refuerzo, dividida en múltiples cámaras de entrada de aire. Su función principal es la entrada y la ecualización del aire para garantizar la fluidización normal del secador de lecho fluidizado y que el agua de limpieza se descargue a tiempo durante el mantenimiento.

La cámara de aire se encuentra en la parte inferior del secador de lecho fluidizado. Cada cámara está separada independientemente. La entrada de aire de la cámara y las tuberías de suministro están conectadas mediante tubos cortos. Una válvula reguladora de aire distribuye el volumen de aire en su interior. Durante el proceso de trabajo, el aire de secado es transportado a cada cámara por el soplador a través de las tuberías. Al mismo tiempo, el volumen de aire que entra en cada cámara se puede ajustar mediante la válvula de aire en cada tubería, de modo que el secador de lecho fluidizado alcance las mejores condiciones de funcionamiento con diferentes capacidades. 

3. Placa de distribución de aire: Adopta una estructura de distribución de aire avanzada, que no solo puede garantizar una fluidización normal, sino que también previene eficazmente las fugas y es más propicia para la descarga de partículas grandes.

La placa de distribución de aire es un componente importante para garantizar un estado fluidizado óptimo y estable del secador de lecho fluidizado. En un secador de lecho fluidizado, el rendimiento de la placa de distribución de aire debe cumplir con los siguientes puntos:

• Tiene el efecto de distribuir uniformemente el flujo de aire con una caída de presión mínima.

• Asegúrese de que el secador de lecho fluidizado tenga un buen estado fluidizado y cree un buen estado de contacto gas-sólido cerca de la placa de distribución de aire.

• Durante el funcionamiento a largo plazo del secador de lecho fluidizado, la placa de distribución de aire no se bloqueará ni se desgastará y tiene la función de descargar material de partículas grandes.

• Durante el funcionamiento del secador de lecho fluidizado, la placa de distribución de aire debe ser capaz de soportar la tensión causada por la expansión térmica sin deformación a alta temperatura.

  
  

  
  

  
  

4. Sección de Fluidización: Consta de una caja de fluidización y un atomizador. Esta estructura se encarga principalmente de las funciones de intercambio de calor y secado. El material intercambia calor con aire caliente, el vapor generado durante el secado es absorbido por el aire de fluidización y el producto terminado se descarga del secador. Este equipo cuenta con una mirilla que permite observar fácilmente el estado de fluidización del material en el secador de lecho fluidizado y facilitar el ajuste externo. Además, cuenta con un puerto de descarga rápida que facilita la descarga rápida del material en caso de condiciones anormales. El atomizador y la pistola pulverizadora son de fácil desmontaje y permiten una inspección rápida y sencilla. La estructura científica y práctica de toda la sección de fluidización garantiza el funcionamiento normal del equipo bajo carga. Además, cuenta con varios puntos de medición de temperatura que facilitan la medición y evalúan el estado de funcionamiento del equipo.

5. Sección de Separación: Es una estructura soldada compuesta por placas y nervaduras de refuerzo. Esta estructura se encarga principalmente de la separación y descarga del aire húmedo tras el secado del material. Al mismo tiempo, la mayor parte del polvo cae automáticamente por gravedad, reduciendo así el contenido de polvo en el aire de salida. Este equipo cuenta con una boca de acceso para facilitar el mantenimiento interno del secador de lecho fluidizado.

La granulación en lecho fluidizado funciona sobre la base teórica del proceso sintético de hidrodinámica bifásica gas-sólido, pulverización de líquido, evaporación de gotas, cristalización o cinética de reacción química. Durante la granulación del secador de lecho fluidizado, las partículas tienen dos formas de crecimiento: una es el crecimiento del recubrimiento; la otra es el crecimiento de aglomeración. El método de crecimiento del recubrimiento consiste en recubrir repetidamente alrededor del lote maestro mediante pulverización de líquido, con el núcleo cristalino como centro, y las partículas creciendo después del secado. Las partículas finales utilizan las partículas originales como partícula elemental, similar a las partículas originales en forma, esférica sólida, con alta densidad de partículas y resistencia mecánica. El crecimiento de aglomeración ocurre porque las gotas se pulverizan sobre la superficie de las partículas, y el calor sensible del aire caliente y las propias partículas es insuficiente para permitir una rápida evaporación y secado de la humedad en el material de recubrimiento. En este punto, múltiples partículas se unen debido a la mezcla de partículas del lecho y se aglomeran en partículas de mayor tamaño. Según el mecanismo de granulación por aglomeración, el número de partículas del lecho se reducirá significativamente, y estas partículas a menudo se presentan amorfas, presentando una menor densidad de partículas y resistencia mecánica.

El crecimiento de partículas en el secador de lecho fluidizado pasa principalmente por los siguientes procesos:

• Gotas adheridas a la superficie de partículas más grandes (recubrimiento)

• Gotas envueltas en la superficie de partículas más pequeñas (recubrimiento)

• Gota adherida con polvo fino de aglutinación (aglutinación)

• Secado instantáneo de gotitas en cristales semilla.

1. Transferencia de masa y calor de alta eficiencia: Las fases gas-sólido en el secador de lecho fluidizado se mezclan intensamente para formar un campo de temperatura y concentración uniformes. Existe una amplia área de contacto entre las gotas de pulverización y el flujo de gas caliente o las partículas sólidas, y la eficiencia de transferencia de calor y masa es entre un 30 % y un 50 % superior a la de los equipos de secado tradicionales (como el secado en caja).

2. Integración multifuncional: todos los procesos como pulverización, secado, granulación y recubrimiento se pueden realizar dentro del mismo dispositivo;

3. Distribución uniforme de la temperatura: especialmente adecuado para el secado de materiales sensibles al calor.

4. Funcionamiento flexible: Puede funcionar de forma continua o intermitente. Al mismo tiempo, la presión/caudal de pulverización, la velocidad del aire de fluidización, la temperatura de entrada y otros parámetros de funcionamiento pueden ajustarse según las propiedades de los diferentes materiales.

5. Alta controlabilidad de la calidad del producto: el tamaño y la forma de las partículas son uniformes y la densidad estructural se puede ajustar;

6. Tiempo de retención ajustable: el contenido de humedad del producto permanece estable;

7.Equipo sencillo: bajo coste de inversión y pequeña carga de trabajo de mantenimiento.

Material aplicable

1. Materiales sensibles al calor. El secador de lecho fluidizado por aspersión permite secar o tratar a baja temperatura controlando la temperatura del aire de entrada y el caudal de la capa de material, reduciendo así la degradación térmica de los materiales. Por ejemplo: productos biológicos, extractos naturales (como microcápsulas de aceites esenciales de plantas) y ciertos aditivos alimentarios.

2. Materiales propensos a la adhesión o aglomeración. El movimiento de fluidización en el secador puede evitar la agregación del material. Durante el proceso de pulverización, al controlar el volumen de las gotas y la velocidad de secado, se puede evitar la adhesión a las paredes. Por ejemplo: soluciones con alta concentración de azúcar (en forma de suspensión), ciertas soluciones de polímeros.

3. Materiales que requieren un control preciso del tamaño de partícula. El secador de lecho fluidizado por pulverización puede regular parámetros como la presión de pulverización y la velocidad del aire para controlar la velocidad de crecimiento y la distribución del tamaño de partícula. Por ejemplo: gránulos farmacéuticos, microesferas para materiales electrónicos (como partículas de electrodos positivos de baterías de litio).

Material no aplicable

1. Los materiales no fluidos de alta viscosidad se refieren a pastas con una viscosidad mayor a 1000 cP, que son difíciles de atomizar y son propensas a obstruir las boquillas;

2. Los materiales con alta higroscopicidad o propensos a la deliquescencia, como el nitrato de amonio, deben sellarse inmediatamente después de la granulación; de lo contrario, es probable que absorban humedad y formen grumos en el secador de lecho fluidizado.

3. Los materiales con un tamaño de partícula excesivo se refieren a cuando el tamaño de partícula de polvo inicial es mayor a 1 mm, el líquido en aerosol es difícil de cubrir uniformemente las partículas, lo que da como resultado un efecto de granulación deficiente;

4. Los materiales propensos a la descomposición térmica o al cambio de fase, como ciertos compuestos metálicos orgánicos, requieren un control estricto del rango de temperatura; de lo contrario, pueden sufrir descomposición o cristalización.