中国粉体网讯 喷雾干燥技术是一种常用的造粒方法，它具有可将液态物料直接干燥得到粉粒状产品的特性，并且干燥过程迅速，生产能力大，所以喷雾干燥技术在制药、食品、陶瓷、水泥等多个领域有着广泛应用。
1、喷雾干燥工艺流程
喷雾干燥工艺流程图（图1）
喷雾干燥装置由空气过滤器、鼓风机、雾化器、加热器、储料罐、干燥塔、输料泵、旋风分离器、排风机等组成。图1是一个常规的喷雾干燥工艺流程图，空气进入过滤器过滤后再经加热器加热，然后进入干燥塔。与此同时，液态物料在输料泵的作用下进入干燥塔，物料被塔中的雾化器雾化成细小的雾滴，雾滴与热空气接触，物料中的水分被蒸发，干燥后的物料沉降在干燥塔底部。一部分细粉和废气进入旋风分离器进行分离，细粉从旋风分离器底部排出加以回收，废气在排风机的作用下排入大气中。从整个喷雾干燥过程中可见，雾化器是喷雾干燥流程的核心部件。
2、喷雾干燥技术分类
根据雾化器所采用雾化方法的不同，喷雾干燥技术可分为气流式、压力式以及离心式三类。
雾化器工作原理示意图（图2）
①采用气流式雾化器的喷雾干燥称为气流式喷雾干燥，气流式雾化器利用压缩空气或水蒸气来雾化物料。
气流式雾化器是利用高速气流（压缩空气或蒸汽）与溶液之间的速度差使溶液产生摩擦力和剪切力，并使溶液瞬间形成微小的雾滴，如图2（A）所示，气流式雾化器中间为物料通道，外边缘为气体通道，气体流速一般在200-340m/s之间，料液流速一般小于2m/s，在雾化器出口气相和液相存在着巨大的速度差，从而产生巨大的摩擦力和剪切力，使料液雾化。这种雾化器结构简单、磨损小、操作弹性大、不易堵塞，适用于高粘度物料的雾化，可以获得5-30μm的雾滴，适用范围较广。
②采用压力式雾化器的喷雾干燥称为压力式喷雾干燥，压力式雾化器利用高压泵雾化物料。
压力式雾化器由液体切向入口、流体旋转室和喷嘴孔组成，如图2（B）所示，压力式雾化器中物料通过高压泵获得较大的能量，迫使物料在旋转室内高速运动并形成环形薄膜，物料在旋转室边缘静压能减小，动压能增强并从喷嘴高速喷出形成无数液滴。这种雾化器结构简单、维修简便，可以获得0.4-4μm的雾滴，但不适用于高粘度物料的雾化。
③采用离心式雾化器的喷雾干燥称为离心式喷雾干燥，离心式雾化器利用高速转动的圆盘将液态物料雾化。
液态物料进入液体分布器被均匀地送到高速旋转的雾化器上，在雾化器的离心力作用下，物料在雾化器表面以薄膜的形式伸展，并越来越快地向雾化器的边缘移动。雾化器上液体的惯性以及液体离开雾化器时与空气界面的相互摩擦作用使物料分散成微小的雾滴，达到雾化的目的。如图2（C）所示，一般在喷雾干燥塔内只安装一只离心式雾化器就可以达到设计目标，雾化能力在6-200t/h范围内可调，生产调节能力大。
对于锂电负极材料而言，往往需要通过材料复合手段改善和提高其电化学性能。在有些负极材料制备过程中，喷雾干燥技术能够得到有效应用并发挥重要作用。
针对各类负极材料的产业化技术与国内外市场状况，中国粉体网将于9月20-21日在青岛举办2022先进负极材料技术与产业高峰论坛，旨在为负极材料产业链上中下游企业搭建深度交流的平台，开展产、学、研合作，助推负极材料行业持续健康发展。届时，青岛大学材料科学与工程学院副院长李洪亮教授将作《喷雾干燥技术在硅碳复合负极材料制备中的应用》的报告。对于硅基负极，目前，科研人员在尝试利用不同的硅和碳的前驱体进行复合，硅前驱体包括SiO2的镁热和铝热还原以及商业纳米硅，而碳源包括生物质、碳纳米管、石墨烯等。同时，探索经济有效的复合方法，以获得结构和性能稳定且具有成本优势的硅/碳复合负极材料，也是负极材料研究的努力方向之一。基于此，报告将对利用喷雾干燥技术制备硅/碳复合负极材料方面的科研成果进行介绍。
专家简介：
李洪亮，博士，教授，2001年毕业于北京大学化学与分子工程学院，获理学博士学位。2001至2005年分别在以色列Bar-Ilan大学和德国马普学会炭材料研究所从事博士后研究，现任青岛大学材料科学与工程学院副院长，主持包括国家重点研发计划项目子课题、国家自然科学基金、国家“863”计划项目课题、山东省自然科学基金等国家和省部级项目11项，参与国家自然科学基金等项目7项，在国内外学术期刊发表论文150余篇，授权国家发明专利5项。以第一获奖人获2015年山东省高校优秀科研成果自然科学二等奖。以参与人，获2018年度山东省科学技术进步奖一等奖。科研兴趣领域为锂离子电池正/负极材料的制备及性能研究。
参考来源：
1、闫丙宏等.喷雾干燥技术及其工业应用分析
2、周铁桩等.喷雾干燥技术研究进展和展望
3、李云青.基于喷雾干燥技术的金属掺杂的介孔二氧化硅颗粒的可控制备与催化应用研究
（中国粉体网编辑整理/文正）
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