超細(xì)粉體的干燥技術(shù)總結(jié)

文章來(lái)源：http://www.dyqzzz.cn 發(fā)布時(shí)間：2020-03-10 瀏覽次數(shù)：170

超細(xì)粉體硅微粉與一般的粉體材料干燥技術(shù)相比,超細(xì)粉體的干燥過(guò)程不僅要脫溶劑,而且要防止顆粒與顆粒間的團(tuán)聚。目前,超細(xì)粉體的干燥技術(shù)主要有烘箱干燥、微波干燥、冷凍干燥、噴霧干燥、超臨界干燥等。

01烘箱干燥

烘箱干燥是指在箱式干燥器內(nèi),用常壓熱空氣作為干燥介質(zhì)使超細(xì)粉體材料孔洞中的溶劑蒸發(fā)。由于凝膠的微孔和氣-液相溶劑熱膨脹系數(shù)的不同而產(chǎn)生應(yīng)力,這種干燥方法適宜采用慢速干燥,其安全干燥時(shí)間甚至?xí)^(guò)一年。這種干燥方法操作簡(jiǎn)單,目前在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用較多,但由于毛細(xì)管壓力的存在,粉體顆粒間易產(chǎn)生嚴(yán)重的團(tuán)聚,且容易引入雜質(zhì),干燥也不均勻,難以得到質(zhì)量較好的超細(xì)粉體。

02微波干燥

微波干燥是微波通過(guò)與產(chǎn)品直接相互作用將電磁能在瞬間轉(zhuǎn)化為熱能,實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品的快速脫水干燥的過(guò)程。微波是頻率在300MHz~300GHz的電磁波,被加熱介質(zhì)物料中的水分子是極性分子,在快速變化的高頻電磁場(chǎng)作用下,其極性取向?qū)㈦S著外電場(chǎng)的變化而變化,造成分子的運(yùn)動(dòng)和相互磨擦效應(yīng)。此時(shí)微波場(chǎng)的場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為介質(zhì)內(nèi)的熱能,使物料溫度升高,產(chǎn)生熱化和膨化等一系列物化過(guò)程而達(dá)到微波加熱干燥的目的。微波干燥具有加熱迅速、加熱均勻、節(jié)能環(huán)保、工藝先進(jìn)、易控制等特點(diǎn)。

03冷凍干燥

冷凍干燥方法包括噴霧冷凍和真空干燥兩個(gè)過(guò)程,干燥之前先配制一定濃度的鹽水溶液,使之霧化成微小液滴,微小液滴進(jìn)入制冷劑中被迅速冷凍成固體顆粒,將冷凍物過(guò)濾后轉(zhuǎn)入真空冷凍干燥器中,然后加熱使冰升華,經(jīng)過(guò)煅燒得到氧化物超細(xì)顆粒。

冷凍干燥制備的產(chǎn)物透氣性好,理論上講冷凍干燥可大大改善干燥過(guò)程因界面張力作用而引起的團(tuán)聚問(wèn)題,但這種干燥方法需要的時(shí)間長(zhǎng),物料內(nèi)部溫差大,易產(chǎn)生“崩解”現(xiàn)象,即冰升華后已干層所形成的骨架十分脆弱,當(dāng)達(dá)到一定溫度時(shí),會(huì)引起骨架的剛度下降,使水蒸氣通道變窄或堵塞,已干層的粉體受壓差的影響而飛揚(yáng),不僅影響產(chǎn)物的收率,而且使干燥過(guò)程無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行。

04噴霧干燥

噴霧干燥(Spray Drying,又稱(chēng)噴霧造粒)是通過(guò)機(jī)械作用,將需要干燥的物料以流態(tài)化形式處理,分散開(kāi)形成霧氣一般的微粒,瞬間除去大部分的水分,使物料固體干燥成形狀規(guī)則的球狀粉末。

特種陶瓷的生產(chǎn)中應(yīng)用噴霧干燥工藝能夠避免各組分的沉降分離和再團(tuán)聚現(xiàn)象,保持了料漿的均勻性;料漿干燥速度快,霧化均勻,且霧化后的表面積增加,得到的顆粒一般為球狀,粒度分布均勻;操作控制方便且簡(jiǎn)單穩(wěn)定,易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化,效率顯著提高。但對(duì)過(guò)程控制和操作條件有較高的要求,設(shè)備投資大,能耗高,還需要收集顆粒和處理廢氣。

05超臨界干燥

超臨界干燥技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的新技術(shù),是在高壓容器內(nèi),將多孔固體物料中的液相組分在其超臨界狀態(tài)下除去而得粉體的分離過(guò)程。常用的干燥介質(zhì)有甲醇、乙醇和二氧化碳等。

超臨界干燥方法是利用物質(zhì)在臨界溫度和臨界壓力下,氣-液之間沒(méi)有界面存在,從而沒(méi)有界面張力這一性能來(lái)消除干燥過(guò)程中因表面張力而引起的毛細(xì)管坍塌、凝膠網(wǎng)破壞而產(chǎn)生的顆粒團(tuán)聚,因此超臨界干燥方法能很好地防止顆粒的團(tuán)聚。

但在干燥過(guò)程中需注意與干燥介質(zhì)替換溶質(zhì)的時(shí)候必須足夠慢,以保證完全被取代,凝膠中的液體達(dá)到臨界狀態(tài)需要一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程,必須在臨界狀態(tài)下保持一定的時(shí)間,在置換的過(guò)程中往往會(huì)有易燃、有毒溶劑的蒸氣釋放出來(lái),帶來(lái)安全隱患。