中國(guó)粉體網(wǎng)訊 噴霧干燥技術(shù)是一種常用的造粒方法，它具有可將液態(tài)物料直接干燥得到粉粒狀產(chǎn)品的特性，并且干燥過程迅速，生產(chǎn)能力大，所以噴霧干燥技術(shù)在制藥、食品、陶瓷、水泥等多個(gè)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。
1、噴霧干燥工藝流程
噴霧干燥工藝流程圖（圖1）
噴霧干燥裝置由空氣過濾器、鼓風(fēng)機(jī)、霧化器、加熱器、儲(chǔ)料罐、干燥塔、輸料泵、旋風(fēng)分離器、排風(fēng)機(jī)等組成。圖1是一個(gè)常規(guī)的噴霧干燥工藝流程圖，空氣進(jìn)入過濾器過濾后再經(jīng)加熱器加熱，然后進(jìn)入干燥塔。與此同時(shí)，液態(tài)物料在輸料泵的作用下進(jìn)入干燥塔，物料被塔中的霧化器霧化成細(xì)小的霧滴，霧滴與熱空氣接觸，物料中的水分被蒸發(fā)，干燥后的物料沉降在干燥塔底部。一部分細(xì)粉和廢氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，細(xì)粉從旋風(fēng)分離器底部排出加以回收，廢氣在排風(fēng)機(jī)的作用下排入大氣中。從整個(gè)噴霧干燥過程中可見，霧化器是噴霧干燥流程的核心部件。
2、噴霧干燥技術(shù)分類
根據(jù)霧化器所采用霧化方法的不同，噴霧干燥技術(shù)可分為氣流式、壓力式以及離心式三類。
霧化器工作原理示意圖（圖2）
①采用氣流式霧化器的噴霧干燥稱為氣流式噴霧干燥，氣流式霧化器利用壓縮空氣或水蒸氣來霧化物料。
氣流式霧化器是利用高速氣流（壓縮空氣或蒸汽）與溶液之間的速度差使溶液產(chǎn)生摩擦力和剪切力，并使溶液瞬間形成微小的霧滴，如圖2（A）所示，氣流式霧化器中間為物料通道，外邊緣為氣體通道，氣體流速一般在200-340m/s之間，料液流速一般小于2m/s，在霧化器出口氣相和液相存在著巨大的速度差，從而產(chǎn)生巨大的摩擦力和剪切力，使料液霧化。這種霧化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、磨損小、操作彈性大、不易堵塞，適用于高粘度物料的霧化，可以獲得5-30μm的霧滴，適用范圍較廣。
②采用壓力式霧化器的噴霧干燥稱為壓力式噴霧干燥，壓力式霧化器利用高壓泵霧化物料。
壓力式霧化器由液體切向入口、流體旋轉(zhuǎn)室和噴嘴孔組成，如圖2（B）所示，壓力式霧化器中物料通過高壓泵獲得較大的能量，迫使物料在旋轉(zhuǎn)室內(nèi)高速運(yùn)動(dòng)并形成環(huán)形薄膜，物料在旋轉(zhuǎn)室邊緣靜壓能減小，動(dòng)壓能增強(qiáng)并從噴嘴高速噴出形成無數(shù)液滴。這種霧化器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修簡(jiǎn)便，可以獲得0.4-4μm的霧滴，但不適用于高粘度物料的霧化。
③采用離心式霧化器的噴霧干燥稱為離心式噴霧干燥，離心式霧化器利用高速轉(zhuǎn)動(dòng)的圓盤將液態(tài)物料霧化。
液態(tài)物料進(jìn)入液體分布器被均勻地送到高速旋轉(zhuǎn)的霧化器上，在霧化器的離心力作用下，物料在霧化器表面以薄膜的形式伸展，并越來越快地向霧化器的邊緣移動(dòng)。霧化器上液體的慣性以及液體離開霧化器時(shí)與空氣界面的相互摩擦作用使物料分散成微小的霧滴，達(dá)到霧化的目的。如圖2（C）所示，一般在噴霧干燥塔內(nèi)只安裝一只離心式霧化器就可以達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，霧化能力在6-200t/h范圍內(nèi)可調(diào)，生產(chǎn)調(diào)節(jié)能力大。
對(duì)于鋰電負(fù)極材料而言，往往需要通過材料復(fù)合手段改善和提高其電化學(xué)性能。在有些負(fù)極材料制備過程中，噴霧干燥技術(shù)能夠得到有效應(yīng)用并發(fā)揮重要作用。
針對(duì)各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)狀況，中國(guó)粉體網(wǎng)將于9月20-21日在青島舉辦2022先進(jìn)負(fù)極材料技術(shù)與產(chǎn)業(yè)高峰論壇，旨在為負(fù)極材料產(chǎn)業(yè)鏈上中下游企業(yè)搭建深度交流的平臺(tái)，開展產(chǎn)、學(xué)、研合作，助推負(fù)極材料行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。屆時(shí)，青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)李洪亮教授將作《噴霧干燥技術(shù)在硅碳復(fù)合負(fù)極材料制備中的應(yīng)用》的報(bào)告。對(duì)于硅基負(fù)極，目前，科研人員在嘗試?yán)貌煌墓韬吞嫉那膀?qū)體進(jìn)行復(fù)合，硅前驅(qū)體包括SiO2的鎂熱和鋁熱還原以及商業(yè)納米硅，而碳源包括生物質(zhì)、碳納米管、石墨烯等。同時(shí)，探索經(jīng)濟(jì)有效的復(fù)合方法，以獲得結(jié)構(gòu)和性能穩(wěn)定且具有成本優(yōu)勢(shì)的硅/碳復(fù)合負(fù)極材料，也是負(fù)極材料研究的努力方向之一�；诖耍瑘�(bào)告將對(duì)利用噴霧干燥技術(shù)制備硅/碳復(fù)合負(fù)極材料方面的科研成果進(jìn)行介紹。
專家簡(jiǎn)介：
李洪亮，博士，教授，2001年畢業(yè)于北京大學(xué)化學(xué)與分子工程學(xué)院，獲理學(xué)博士學(xué)位。2001至2005年分別在以色列Bar-Ilan大學(xué)和德國(guó)馬普學(xué)會(huì)炭材料研究所從事博士后研究，現(xiàn)任青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長(zhǎng)，主持包括國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目子課題、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家“863”計(jì)劃項(xiàng)目課題、山東省自然科學(xué)基金等國(guó)家和省部級(jí)項(xiàng)目11項(xiàng)，參與國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目7項(xiàng)，在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文150余篇，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利5項(xiàng)。以第一獲獎(jiǎng)人獲2015年山東省高校優(yōu)秀科研成果自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。以參與人，獲2018年度山東省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)�？蒲信d趣領(lǐng)域?yàn)殇囯x子電池正/負(fù)極材料的制備及性能研究。
參考來源：
1、閆丙宏等.噴霧干燥技術(shù)及其工業(yè)應(yīng)用分析
2、周鐵樁等.噴霧干燥技術(shù)研究進(jìn)展和展望
3、李云青.基于噴霧干燥技術(shù)的金屬摻雜的介孔二氧化硅顆粒的可控制備與催化應(yīng)用研究
（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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