同其它干燥設備相比，噴霧干燥裝置存在著(zhù)干燥容積強度較低（相對能耗較大；體積較大）操作要求較高等缺點(diǎn)。但它的優(yōu)點(diǎn)有：

①單臺處理量大（每小時(shí)可處理90m3左右的液體）；   ②物料受高溫時(shí)間短，故可處理熱敏性物料；  ③產(chǎn)品的球形度好，且粒度可在一定范圍內調節；  ④過(guò)程簡(jiǎn)單，不需要在干燥后粉碎、篩選。  噴霧干燥在溶液、懸浮液類(lèi)物料的干燥時(shí)，往往處于位置，而且該技術(shù)發(fā)展很快。隨著(zhù)我國國民經(jīng)濟的高速發(fā)展，近20年來(lái)我國已有20余家能制造噴霧干燥裝置的企業(yè)。但是，大多數規模不大，生產(chǎn)手段、檢測能力不足，企業(yè)本身的科研開(kāi)發(fā)能力較弱。略具規模的僅3~4家工廠(chǎng)，估計年產(chǎn)值約2億~4億元。目前已從根本上扭轉單純依靠進(jìn)口的局面，而且已有少量出口，方向主要是東南亞各國及韓國。  我國生產(chǎn)的噴霧干燥成套裝置的規格和能力（按噴霧液量計），從5㎏/h到26000kg/h。近已開(kāi)發(fā)成功45~90t/h能力的大型離心式噴霧干燥機（該裝置是電力總公司為配套125MW發(fā)電機組煙氣脫硫所用）。已經(jīng)可以滿(mǎn)足國內各行業(yè)，多品種干燥產(chǎn)品的需要，大約可以覆蓋400多種物料。中國噴霧干燥機的質(zhì)量和綜合性能，已接近丹麥NIRO公司水平。  20世紀90年代晚期的水平主要差距表現在外觀(guān)和配套（如風(fēng)機等）的耐用性方面，由于價(jià)格差距較大，故具有明顯的競爭力。

一、噴霧干燥機在我國的發(fā)展概況 

⑴離心式霧化器  用電機驅動(dòng)增速機帶動(dòng)調整旋轉葉輪，借助于離心力將液體霧化至幾十微米的液滴群。這就是旋轉式噴霧干燥機的工作原理。這種機型的特點(diǎn)是：流通量大、不易堵塞、操作性能穩定、能耗較少、單臺生產(chǎn)能力大、產(chǎn)品粒度均勻。因此，已成為噴霧干燥機中的主流機型。   我國生產(chǎn)的旋轉式噴霧干燥機，其轉速從10000r/min至32000r/min，噴液量可達90m3/h。經(jīng)過(guò)20年來(lái)的探索，目前已完全成熟。我國生產(chǎn)的旋轉式噴霧干燥機組從設計階段就考慮了中國的材料等特點(diǎn)，比NIRO公司生產(chǎn)同規格產(chǎn)品的外型略大，但運行更平穩、壽命更長(cháng)。如國外某公司的F160機組，由于采用傳統的行星齒輪傳動(dòng)，不可避免地要有一副快速轉動(dòng)的行星架，常常由于行星架上的行星輪安裝精度不夠而發(fā)生事故。中國產(chǎn)的RW10TE及RW45T型機組采用準行星齒輪傳動(dòng)，用無(wú)公轉的行星輪傳動(dòng)，取消了行星架，從而使機構的可靠性大為增加。  大型旋轉式噴霧干燥機主要應用于火電廠(chǎng)煙氣脫硫、造紙廠(chǎng)廢液處理、垃圾焚燒及大型化工產(chǎn)品的干燥，如偏硅酸鈉、白炭黑生產(chǎn)等。 

⑵氣流式霧化器  借助于高速氣流分散液滴的裝置為氣流霧化器，通常采用的氣體的壓縮空氣。由于其加工較簡(jiǎn)單、處理量較大而不易堵塞，曾經(jīng)在我國大量采用，但其能耗為旋轉式霧化器呈平方關(guān)系增長(cháng)，故一般不宜用在大型干燥機上。  我國在20世紀80~90年代研究較深入，氣流霧化器與國外產(chǎn)品相比在相同氣流比下的可霧化粘度，已經(jīng)達到國際先進(jìn)水平。據報導，美國為100000MPa?s,日本為60000MPa?s，而我國也已超過(guò)100000MPa?s。  氣流式霧化器雖然其霧化能耗較大，而往往高含固物料的粘度較高。由于它能霧化高粘度物料，所以當含固率高，料液在噴霧干燥時(shí)的綜合能耗還是合理的（較低的）。而選用旋轉式霧化時(shí)，在高粘度時(shí)不能良好霧化而被迫添加水分，從而使熱能和動(dòng)力能耗均相應提高。  我國制造的氣流霧化器有二流體和三流體兩種，規格有5kg/h到1500kg/h（處理量約10余種），氣液比均可在0.5以下。 應用的典型物料有銨基類(lèi)乳化、岐化松香皂、聚乙烯基吡咯烷酮（PVP）和微晶纖維等。  

⑶壓力霧化器  使液體產(chǎn)生靜壓在通過(guò)小孔時(shí)產(chǎn)生高速射流，將液體霧化成液滴的裝置為壓力式霧化器。它的霧化能耗僅為旋轉霧化器的一半，是的一種。但是，由于它必須經(jīng)過(guò)小孔而對料液的含質(zhì)過(guò)濾要求較高，以免在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常堵塞孔眼。同時(shí)，與之配套的壓力泵在大規格時(shí)也不多（一般在5m3/h以下），因此限制了它的使用。  壓力式霧化器在5MPa以上為高壓式，可得到很細的霧群。一般用于食品工業(yè)，如牛乳、豆乳、大豆分離蛋白等生產(chǎn)。在5MPa以下為低壓式可得到粒子較粗的霧群。為充分干燥節省干燥塔高度，通常采用噴泉式，即自下向上噴霧，典型的物料是氧化鋁、鐵氧體等特種陶瓷的干燥和造粒用。這些噴霧干燥機的產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)完全可以同國外產(chǎn)品競爭。  

二、近年來(lái)噴霧干燥裝置的進(jìn)展  隨著(zhù)國民經(jīng)濟的發(fā)展，人們對物質(zhì)生活質(zhì)量要求的提高，對許多產(chǎn)品不僅要求其干燥，而且對終產(chǎn)品的色、香、味、復溶性能（冷溶或速溶），維生素活性保留率等提出更高的要求，對于有些貴重藥品的總得率也十分苛刻。這些要求正是我國面對進(jìn)入WTO以后，國際市場(chǎng)對我們的要求。以下概括我國在噴霧干燥領(lǐng)域，面對客觀(guān)市場(chǎng)的要求所開(kāi)發(fā)的新型裝置。這些裝置的共同特點(diǎn)是，不用單一的噴霧干燥機作為商品出售，而是以噴霧干燥機為核心，針對物料的特點(diǎn)，采用其它干燥裝置或輔助設備組合式的干燥設備系統，使其終產(chǎn)品滿(mǎn)足用戶(hù)的需求。

 ⑴組合式三級干燥裝置  噴霧干燥+內置式固定流化床+振動(dòng)流化床的三級聯(lián)合干燥裝置。在噴霧干燥階段用較高的進(jìn)氣溫度，在形成顆料的同時(shí)，迅速脫去大部分表面水。在第二階段用較低的溫度、較長(cháng)的時(shí)間脫去粉料內部的水分。既節約了噴霧段的容積，又可節省約20%能源。在第三階段的振動(dòng)流化床中可以噴入卵磷脂漿液使產(chǎn)品團聚后達到冷溶和速溶性。還導入除濕后的干冷空氣使產(chǎn)品冷卻包裝。  這種三級干燥聯(lián)合裝置在中國已用于牛乳、椰奶、香蕉粉、粉末油脂（棕櫚油原料）、香茄汁等產(chǎn)品，并取得成功。規模在5000kg/h至1000kg/h不等。 

 ⑵高含糖類(lèi)物料的噴霧干燥裝置 在許多食品和中藥類(lèi)物料中含有豐富的糖分。如乳糖、麥芽糖、蔗糖、葡萄糖、果糖等。如當歸中含大量蔗糖，其“玻璃態(tài)轉變溫度”僅61℃，當吸水時(shí)其值還要低，而常規的噴霧干燥進(jìn)風(fēng)溫度控制在70～100℃，使已經(jīng)干燥的干粉粘結在干燥塔內，導致生產(chǎn)的困難。  除了糖以外的低“玻璃態(tài)轉變溫度”物料，還有許多物料可以用同樣的方法解決。如山梨醇、VBt、脲醛膠、聚醛酸乙烯膠等。我國已有幾家企業(yè)生產(chǎn)出來(lái)夾套冷卻、中間空氣清掃，塔底用除濕空氣冷卻等專(zhuān)用設備。 

 ⑶生物化學(xué)類(lèi)噴霧干燥裝置 這類(lèi)物料大多數為藥品，對裝置的清潔要求高，在生產(chǎn)過(guò)程中要防止外界雜菌的侵入，產(chǎn)品較貴而對回收率要求十分苛刻。這類(lèi)裝置的共同點(diǎn)是熱空氣在加熱前后，均需經(jīng)過(guò)濾。產(chǎn)品的包裝間要求隔離，干燥過(guò)程在正壓下運行，終達到規定的GMP（藥品級）標準。  目前我國已能提供生產(chǎn)的裝置已用于肝素鈉、青鏈霉素、蚓激酶、VB2及泛酸鈣等。其排放尾氣含塵量可低于20㎎/?，總收率可超過(guò)99.98%。  

⑷環(huán)保類(lèi)噴霧干燥裝置 中國在“七五”期間曾投入巨大人力、物力進(jìn)行火力發(fā)電廠(chǎng)的煙氣脫硫工程的研究開(kāi)發(fā)工作。一直延伸至“十五”期間，經(jīng)過(guò)不懈的努力，試探了多種方法，迄今較為成熟的技術(shù)有兩項。一項是石灰漿中和SO2的半干法；另一項是用氨水中和得到硫銨和硝銨的電子束法。  這兩項技術(shù)都要求將液體分散成霧滴，與氣相中的Sox或NOx相接觸而發(fā)生相關(guān)的反應。因此實(shí)際上都離不開(kāi)噴霧干燥工程或裝置。這種裝置的規模全世界僅有丹麥NIRO公司生產(chǎn)，其次就是中國。  與之相類(lèi)似的裝置是垃圾焚燒中的氣體凈化。針對氣體中不同有害成分，噴灑相應的藥液。我國處于起步階段，在日本、美國，近停用了數以千計的焚燒爐。其原因是塑料焚燒后產(chǎn)生二惡英、氰化物等毒物，用活性炭吸附后再埋入土中，會(huì )重新污染土壤，故我國在垃圾焚燒氣體凈化方法宜持慎重態(tài)度。  造紙廠(chǎng)排放的黑液中COD、BOD值均很高，不能用一般的污水處理法解決，排放約占我國排放總量的30%，為主要污染源。而黑液中的木質(zhì)素等組分經(jīng)過(guò)加工卻可以轉化為益。將黑液經(jīng)蒸發(fā)濃縮后成濃黑液，用噴霧干燥噴成干粉的裝置已有近20家造紙廠(chǎng)使用。廣州造紙廠(chǎng)其產(chǎn)品木質(zhì)素磺酸鈣為電、暢銷(xiāo)產(chǎn)品，連續多年利潤占全廠(chǎng)30%/以上。  值得注意的是發(fā)達造紙原料多為木材，而我國大量使用草類(lèi)原料（麥、蘆葦、蔗渣等），后者的黑液成分比前者復雜得多。草漿比木漿灰分和糖分高。從而帶來(lái)許多技術(shù)難題。（如糖分的低玻璃態(tài)溫度帶來(lái)的粘結問(wèn)題），但我國目前均已逐個(gè)克服。從這個(gè)意義上看，我國在此領(lǐng)域中已超過(guò)國際水平。 

⑸氧敏性物料的噴霧干燥裝置  有一些物質(zhì)對氧極其敏感而發(fā)生變性，如β-胡蘿卜素在有氧氣下干燥時(shí)，會(huì )損失48%，有些物料用有機溶劑制備，在干燥時(shí)蒸發(fā)的濕分是溶劑，在干燥前后必須與氧隔離。有以下三種流程可供不同氧敏程度的要求選擇。  系統中充氮或CO2惰性氣體，氣體經(jīng)干燥后被深冷，有機溶劑可以回收重復加熱循環(huán)使用。這類(lèi)裝置要求風(fēng)機和干燥設備制造嚴密，不能漏氣方可正常運行。典型適用物料有納米材料、Vc鹽及部分特種陶瓷（超硬物質(zhì)）。這類(lèi)裝置的中、小規模系統在我國已經(jīng)成熟，并有部分出口。  以燃燒潔凈燃料（如天然氣、丙烷等）為熱源，在燃燒后自然消除了氧氣。再用部分干燥后含濕的低溫氣體以及用少新鮮空氣同時(shí)摻入干燥熱氣流以調節和控制干燥的進(jìn)風(fēng)溫度，進(jìn)行干燥。這種方法的熱氣流中含氧量約8%，對于某些氧敏物質(zhì)是適宜的。其優(yōu)點(diǎn)是運行成本低，節能約30%，設備制造及操作相對簡(jiǎn)單，典型物料是染料中間體H酸的噴霧干燥。  用上述方法，將干燥后的尾氣冷卻、除濕，返回到高溫氣流中，即不添加鷴空氣而使系統中的氣體含氧量控制在2%以下，不需要補充惰性氣體，同時(shí)可以回收溶劑。此法已成功地用于生產(chǎn)螺旋藻，以保證其中的β-胡蘿卜素不被氧化。其它的氧敏物質(zhì)如原花青素及其甙類(lèi)衍生物也可以用此法生產(chǎn)。但我國處于起步階段。

  三、噴霧干燥附屬設備的進(jìn)展 

 ⑴回收系統  噴霧干燥的終目的是回收合格的產(chǎn)品。若主體設備再好，而出現低回收率、高耗能的回收系統，則用戶(hù)是不能滿(mǎn)意的。我國噴霧干燥系統中常規采用的三種方法回收細粉：  

①旋風(fēng)分離器——當平均粒徑大于2μm時(shí)，回收率大于98%，而阻力可低于1500Pa的旋風(fēng)分離器，在我國已有定型的系列產(chǎn)品，直徑可達2.3m。上述指標已達到20世紀90年代末水平。  

②袋濾器——由于冶金、化工、水泥等行業(yè)的需要，我國有一批正規的開(kāi)發(fā)袋濾器隊伍。近年來(lái)在布袋材質(zhì)、脈沖方式等方面均取得了可喜成果，并已投入了大規模生產(chǎn)應用。有的企業(yè)產(chǎn)品，可以在1.5～2m/s風(fēng)速下，保證效率達99.9%以上，排放深度大于5mg/??？梢哉J為我國的袋濾器水平已趕上國際水平。 

③尾氣洗滌器——用水清洗從旋風(fēng)分離器出來(lái)含有少量粉塵的裝置。循環(huán)用的洗滌水洗下粉塵后會(huì )逐步被濃縮，在造紙廠(chǎng)用稀黑液代替水，還可以充分利用熱能。我國效率可達99.98%，排放氣體含塵量低于20mg/?，阻力低于1000Pa。

  ⑵加熱系統 

 ①蒸汽加熱器——大多數國產(chǎn)的蒸汽加熱器的元件均已用鋁翅鋼管，并已經(jīng)只可以在一臺加熱器充分利用蒸汽的過(guò)熱段，高壓飽和和段和高壓水泄壓閃蒸后的低壓飽和段，得到的被加熱空氣溫度與飽和氣溫差不大于10℃，顯示了相當高的傳熱效率，稱(chēng)為三級蒸汽加熱器，已經(jīng)在大規模生產(chǎn)中應用。  

②燃油熱風(fēng)爐——這種用燃燒輕柴油去間接加熱空氣的爐型，其總傳熱系數可達40kcal/h?㎡?℃,廣泛用在各種噴霧干燥機上。因國內燃燒器性能不夠完善，目前大多采用意大利的利雅牌，德國產(chǎn)的歐科或美國的MAXON，以提高整套噴霧干燥機的水平。  

③燃油熱風(fēng)爐的另一種型號是用燒燒后煙氣直接進(jìn)入干燥系統。這兩種爐型的共同點(diǎn)是用室溫空氣形成夾套，既可預熱空氣又防止了散熱，充分利用熱量。我國燃油熱風(fēng)爐已具備各種規格型號，完全可以配備各種規模的噴霧干燥機，技術(shù)已經(jīng)成熟而進(jìn)入商品化階段。  

④燃煤熱風(fēng)爐——由于我國是產(chǎn)煤大國，故在許多場(chǎng)合的用戶(hù)愿意用煤作熱源以降低生產(chǎn)成本。上海有兩家專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)廠(chǎng)，可以在間接加熱情況下得到600℃以上的高溫熱空氣，這種產(chǎn)品亦已成熟。 

 ⑶細粉回收系統  一些干粉的粒徑過(guò)細，在復溶時(shí)產(chǎn)生困難，會(huì )發(fā)生抱團而中干。在噴霧干燥塔尾氣中分離出細粉用噴射泵重新打回干燥塔，使之與即將干燥的液滴團聚。這種流程所得到的產(chǎn)品粒徑均勻并全是較粗的粒子，在食品工業(yè)中用得較多。  在機電獎品中往往控制系統很大程度上影響到該產(chǎn)品的性能和檔次，在噴霧干燥機中同樣如此。