中國粉體網(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、霧化器、加熱器、儲料罐、干燥塔、輸料泵、旋風(fēng)分離器、排風(fēng)機等組成。圖1是一個常規(guī)的噴霧干燥工藝流程圖，空氣進入過濾器過濾后再經(jīng)加熱器加熱，然后進入干燥塔。與此同時，液態(tài)物料在輸料泵的作用下進入干燥塔，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)粉和廢氣進入旋風(fēng)分離器進行分離，細(xì)粉從旋風(fēng)分離器底部排出加以回收，廢氣在排風(fēng)機的作用下排入大氣中。從整個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)高速運動并形成環(huán)形薄膜，物料在旋轉(zhuǎn)室邊緣靜壓能減小，動壓能增強并從噴嘴高速噴出形成無數(shù)液滴。這種霧化器結(jié)構(gòu)簡單、維修簡便，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)動的圓盤將液態(tài)物料霧化。
液態(tài)物料進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。霧化器上液體的慣性以及液體離開霧化器時與空氣界面的相互摩擦作用使物料分散成微小的霧滴，達到霧化的目的。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到設(shè)計目標(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。
針對各類負(fù)極材料的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)與國內(nèi)外市場狀況，中國粉體網(wǎng)將于9月20-21日在青島舉辦2022先進負(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，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，青島大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院副院長李洪亮教授將作《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》的報告。對于硅基負(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，探索經(jīng)濟有效的復(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。基于此，報告將對利用噴霧干燥技術(shù)制備硅/碳復(fù)合負(fù)極材料方面的科研成果進行介紹。
專家簡介：
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)和德國馬普學(xué)會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，主持包括國家重點研發(fā)計劃項目子課題、國家自然科學(xué)基金、國家“863”計劃項目課題、山東省自然科學(xué)基金等國家和省部級項目11項，參與國家自然科學(xué)基金等項目7項，在國內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文150余篇，授權(quán)國家發(fā)明專利5項。以第一獲獎人獲2015年山東省高校優(yōu)秀科研成果自然科學(xué)二等獎。以參與人，獲2018年度山東省科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎�？蒲信d趣領(lǐng)域為鋰離子電池正/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
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/文正）
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