流化床干燥机

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1、流化床干燥机(一)流化技术起源于1921年。流化床干燥器又称沸腾床干燥器，流化干 燥是指干燥介质使固体颗粒在流化状态下进行干燥的过程。自流态 化技术发明以来，干燥是应用最早的领域之一。流化技术最早应用 于干燥工业规模是于1948年在美国建立多尔一奥列弗固体流化装 置，该流化床直径是1.73m,床层温度74C，每小时处理能力50吨 白云石颗粒。将粉尘杨析以得到较粗制品。流化床干燥在我国是从 1958年以后开始发展起来的一门较新技术，首先是在食盐工业上应 用。目前已广泛应用于化肥、颜料、聚乙烯，对苯二甲酸二酯、药 物原料、塑料等方面。流化干燥之所以得到广泛的发展，主要有以下几个优点：(1) 由于物

2、料和干燥介质接触面积大，同时物料在床内不断地进行 激烈搅动，所以传热效果良好，热容量系数大，可达(2.3-7.0)X kW/m3 K；(2) 由于流化床内温度分布均匀，从而避免了产品的任何局部的过 热，所以特别适用于某些热敏物料干燥；(3) 在同一设备内可以进行连续操作，也可进行间歇操作；(4) 物料在干燥器内的停留时间，可以按需要进行调整，所以产品 含水率稳定；(5) 干燥装置本身不包括机械运动部件，从而设备的投资费用低廉，维修工作量较小。其主要缺点：(1) 被干燥物料颗粒度有一定的，一般要求不小于30um，不大于4mm为合适。当几种物料混在一起干燥时，各种物料重度应当接近；(2) 由于流化

3、干燥器的物料返混比较激烈，所以在单级连续式流化 干燥装置中，物料停留时间不均匀，有可能发生未经干燥的物料随 产品一起排出床层。本文仅就颗粒物料流化干燥的型式、分类、特点及选型作一介绍， 以供选用时参考。(一) 流化床干燥技术发展过程流化干燥器最简单是单层圆筒型，这种干燥器的缺点是物料在流化 床中停留时间分布较广，干燥后所得产品湿度不均匀，直径不宜过 大。为了改善这种情况，发展了多层流化床干燥器。多层操作可以 提高效率，但更重要的是它能得到更理想的固体颗粒的停留时间分 布，并使停留时间分布大大变窄，物料在干燥过程中避免短路。开 始是采用溢流管和下流管，继后发展成穿流板式多层流化床。主要 用于内扩

4、散控制物料的干燥，如涤纶树脂、麦粒、石英砂、聚丙烯 颗粒等。但它存在操作比较困难，筛板上料层不容易建立、床层阻 力大、结构复杂等缺点。为克服以上缺点，在60年代末70年代初 期发展了一种卧式多室流化干燥器。这种设备结构简单，操作方 便，适用于各种难干燥的粉粒状物料和热敏性物料的干燥。如聚乙 烯、农药、人造肉、硫酸铜、食盐等。经过几十年的广泛应用表 明，对各种物料的适应性比较好，它比起箱式烘房来，占地面积 小、生产能力大、热效率高，而且干燥后的产品湿度均匀。比起气流干燥来，可通过调节物料在流化床内停留时间的长短，使成品达 到预期含水率。操作易于控制，而且颗粒破损少，近几年用得比较 广泛。但卧式多

5、室流化干燥器的热效率比多层流化床干燥器低，尤 其是在采用较高热空气温度时其热效率将显得更差。同时湿物料在 干燥器的第1、2室中往往容易结块，需要经常清扫。在流化床内安置了一螺旋形的挡板，从而构成了一个狭长的流化 床。这种装置不仅构成了一个良好的挤出流化床，防止了流化床内 死区的形成。该种流化床称作挤出流化床。近年来，如瑞士、日本 等国开发了一种在流化床干燥器内加人装有通以热水或水蒸汽的加 热板或加热排管。由于在流化床内干燥物料所需要的大部分热量均 依靠加热排管所提供以除去蒸发水分所必须的量，所以送人的气体 仅仅作物料流化之用。据介绍，在相同产量的条件下，其所需的热 量仅为没有内加热管的20%，

6、故相应的尾气量也大约为热空气加热 型的26%左右。另外由于床层面积相应的缩小，故内加热管热损失 也相应减少。从计算来看其能量节约是十分惊人的，在国内上海某 化工厂聚氯乙烯车间已于1985年投人生产使用。它对于高温物料的 低温干燥特别有效。但由于床内排满了加热管，所以对黏性大的物 料和流动性较差的物料就不能适用。为了进一步扩大流化床应用范围，使某些湿颗粒物料或易凝聚成团 的物料亦能采用流化干燥技术，因此有些制造者在流化床内装设搅 拌器，称搅拌流化干燥器。主要是在湿物料加料口附近装有床内搅 拌叶片，以使呈块状或团状的物料及时打碎，以利于形成流化。同时亦可在其底部装有不流化粗粒排出口，使粗颗粒及时排

7、出，不破 坏整个床层的流化质量。为了防止颗粒物料的逆向混合，还有将流 化床的分布板做成阶梯型，以防止颗粒逆向混合。由于位差增加， 故流态化床层流动速度变快。对一些不易流动的物料，如颗粒太粗或太细，易于黏结成团及干燥 温度不允许超过50-80C的结晶药物如四环素族的抗菌素和其他药 物，可采用脉冲式流化干燥器。它的主要结构特点是在干燥室底部 的周围装有几根热空气进口管，在每根热空气管上装有脉冲阀。它 们按一定的频率和次序开启，开启时间与床层厚度和物料性能有 关，一般为0.08-0.2S。当气体突然引进时，在短时间内形成一个 脉冲，使粒子剧烈流化，促使物料之间进行强烈的传热与传质。当 阀门关闭时床层

8、的流化状态逐渐消失，则物料处于静止状态，但此 时应仍通人部分气体完全通过床层，以便下一个脉冲能有效地在床 中传递。空气的脉冲亦可采用脉冲发生器来产生，我国于1986年在 树脂粉末干燥生产中首次推广脉冲技术。随着多级干燥的发展，丹麦尼罗公司迅速推出振动流化干燥器，应 用于乳粉工业、使生产能力提高15%，热消耗降低了 20%。振动流 化床干燥器是一种很成功的改型流化床，将机械振动加于流化床即 为振动流化床。床上物料移动主要借助于振动来向前作活塞的移 动。而气体仅作传热、传质之用。它与一般流化床相比可减少流化 所需要的风量及风压，故它又是一个节能干燥设备。它的主要特 占.八、(1) 物料适用范围广。

9、大颗粒、粉末状、片状、棒状、带一定黏性 的物料；(2) 传热系数大，生产能力大；(3) 颗粒不易破碎，磨损率低；(4) 占地面积小，投资省，设备维修简单；(5) 容易清理等。在国内已有多家干燥设备制造企业在生产各类振动流化床干燥器， 主要用于矿山、冶金、化工、化肥、制药、食品等产品的干燥。 对一些含水率较大或临界含水率比较低的粉粒状物料的干燥，日本 专利中发表了一种多级流化干燥器，它是由几个流化床串联组成， 增加物料在干燥器内的停留时间，以满足物料的干燥工艺要求。 带式流动床干燥器是一种高效率的干燥器，是在流化床的床面上配 有带式输送器，与物料一起向前移动。当热空气吹入床面，物料受 到流化或呈

10、通气状态，表面水分不断蒸发，是一种行之有效的干燥 器。它的主要特征如下：(1) 用途广。除各种粉粒状物料外，还能处理含水率高、大小 粒子不均匀、无定形、类似膏糊状等物料，这是一般流化床所不及的；(2) 干燥处理能力大，面积蒸发强度为100-400kg水/hm2；(3) 传热系数大；(4) 气体粉末夹带少；(5) 热量消耗少，热效率高；（6）干燥装置大型化；（7）操作稳定；（8）气固分离装置小。它广泛应用于复合肥料、碳酸钙、黏土、高岭土、黏性土、谷 物、酒糟、活性污泥、下水污泥等物料的干燥。另一种带螺旋搅拌传导加热通气型干燥器简称KID型干燥器。 它的主要的结构是将一个中心空轴的螺旋置于流化床的

11、物料层内， 并在空心轴内通人各种载体，如导热油（300C）、热水、蒸汽、冷 媒等。作热媒体使用。因此它的适用温度范围广，同时在流化床内 通人气体，能够较有利处理粉粒体物料。典型流化床接加热干燥装 置流程有如下特点：（1）热效率高，风量少；（2）排气后处理设备小；（3）构造简单，驱动力小，设备价格低廉；（4）其处理风量约为普通型流化床的1/5-1/6。热利用率比普通型流化床高30%。它适用于各种有机、无机物 的干燥、冷却、预热、煅烧等操作。已成功用于合成树脂（ABC、 PVC、PP、PE等）、煤、食品的干燥。（二）流化床干燥器的分类随着应用技术的不断发展，流化床干燥器的型式及应用也越来 越多，设

12、备的分类方法也有所不同。按被干燥物料可分为三类：第 一类是粒状物料；第二类是膏状物料；第三类是悬浮液和溶液等具有流动性的物料。按操作条件，基本上可分两类：连续式和间歇式。按结构状态来分类有一般流化型、搅拌流化型、振动流化型、 脉冲流化型、碰撞流化型（惰性粒子做载体）。随着对流化床干燥 设备不断的改进、扩大，目前已成为干燥设备的主要机型之一。多年来，流化床干燥器在工业上有许多应用，下面是各种干燥 器干燥的物料。（1）单层圆筒形流化床。已用于硫酸铵、氯化铵、无水亚硫酸钠、食盐、聚四氟乙烯、葡萄糖酸钙、碱性青莲染料、催化剂颗粒等物料的干燥。（2）多层圆筒形流化床干燥器已用于涤纶切片、水杨酸钠、氨基匹

13、林、土霉素、金霉素、四环素、片剂淀粉颗粒、糖粉等物料的干燥。（3）卧式多室流化床干燥器。已用于聚氯乙烯树脂、聚丙烯树脂、尼龙1010、邻氯苯甲酸、四环素、土霉素、氯霉素、合霉素、肝粉、糖粉、S.M.P、A.P.C等 物料的干燥。（4）带有搅拌器流化床。已用于硫酸铵、硫酸铜、氟化钠、氨基酸、酐酪素、聚丙烯树脂、酚醛树脂等物料的干燥。（5）惰性粒子流化床。已用于钦白粉、农药代森锌、颜料、染料、硅藻土、腐植酸 钠、腐植酸等物料的干燥。(6) 振动流化床。已用于糖、石棉矿、奶粉等物料的干燥。(7) 喷雾流化造粒干燥。已用于尿素、葡萄糖、溴化钠、溴化钾、溴化铵、钛白粉、丙 二酸钠、荧光增白剂、醋酸钾、氯

14、化钙、硝酸铵等物料的干燥。(三) 流化床干燥装置简述流化床干燥器是近年来发展的一种新型高效干燥器。目前在化 工、轻工、医药、食品等工业中已广泛应用，而且已逐步推广到造 粒、煅烧、冷却等方面。干燥时由于气固两相逆流接触，剧烈搅 动。固体颗粒悬浮于干燥介质之中，具有很大的接触表面积，无论 在传热、传质、容积干燥强度、热效率等方面都很优良。传动机构 不接触物料，不会因设备磨损而混入杂质，这对于要求纯度较高的 医药等工业尤为重要。由于适应不同物料要求及对成品的不同要 求，也就出现了下列几种不同型式的流化干燥。大体可分为下列几 种类型：单层圆筒流化床干燥器、多层圆筒流化床干燥器、卧式多 室流化干燥器、喷

15、雾流化干燥器、惰性粒子流化干燥器，喷动床干 燥器、流化锻烧器。现根据其类型，分述如下。流化床气体分布板的型式，有筛板、筛网以及烧结密孔板等， 国内各厂多采用筛板式气体分布板。也有一些工厂，在流化床气体 分布板上再铺一层绢丝或300目以上的不锈钢网，这样可以保证物 料颗粒不漏下去，筛孔板开孔在1.5%-30%之间。散粒状的固体物料，由螺旋加料器加人流化床干燥器中。空气由鼓风机送人燃烧室，加热后送入流化床底部经分布板与固体物料 接触，形成流态化，达到气固相的热质交换，物料干燥后由排料口 排出。尾气由流化床顶部排出，经旋风分离器组回收。被带出的产 品，再经洗涤器和雾沫分离器后排空。流化床干燥器具有以

16、下特点，它适用于无凝集作用的散粒状物 料的干燥，颗粒直径可从30um-6mm，设备结构简单；生产能力大， 从每小时几十公斤至几百吨；热效率高，对于除去物料中的非结合 水分，热效率可达到70%左右，对于除去物料中的结合水分时，热 效率约为30%-50%；容积传热系数可达到2000-6000 kcal/m3 hC；物料在流化床中的停留时间与流化床的结构有 关，如设计合理，物料在流化床中停留时间可以任意延长。其缺点 是热空气通过分布板和物料层的阻力较大，一般约为500-1500pa。 鼓风机的能量消耗大。对单层流化床干燥器，物料在流化床中处于 完全混合状态。部分物料从加料口到出料口，可能走短路而直接

17、被 吹向出口，造成物料干燥不均匀。为改善物料在流化床中干燥的均 匀性，一般多采用各种不同结构的流化床。如具有控制物料短路的 挡板结构的单层流化床、卧式多室流化床、多层流化床等。1. 单层圆筒流化床干燥器单层圆筒型流化床干燥器以用于干燥NH4C1为例，湿物料由皮带输 送机运送到抛料加料机上，然后均匀地抛人流化床内，与热空气充 分接触而被干燥，干燥后的物料由溢流口连续溢出。空气经鼓风 机、加热器后进人筛板底部，并向上穿过筛板，使床层内湿物料流化起来形成流化层。尾气进入四个旋风分离器并联组成的旋风分离 器组，将所夹带的细粉除下，然后由排气机排到大气。在该流程 中，主要设备为单层圆筒形流化床。设备材料

18、为普通碳钢内涂环氧 酚醛防腐层，气体分布板是多孔筛板，板上钻有 1.5mm的小孔， 正六角形排列，开孔率为7.2%。流化床干燥器操作简单，劳动强度 低，劳动条件好，检修方便，运转周期长。由于床层温度平稳，干 燥效果亦好。单层流化床也用于含水率较多的物料。如葡萄糖酸钙含水率为 35%，但为间歇出料，卸料时分布板翻转90，于床层下部将料卸 出。其他还有带搅拌装置的圆筒型单层流化干燥器，如酐酪素的干 燥，由于酐酪素晶粒形状大小不一，在流化过程中往往产生较为严 重的沟流现象，物料局部堆积影响料层稳定操作。这些装置，是在 单层流化床的基础上的改革，其流程相同，故不再作详细介绍。2. 多层圆筒型流化床干燥

19、器继单层流化床的推广，多层流化床也得到了较快的发展。多层 圆筒型流化床干燥器由于停留时间分布均匀，故实际需要停留时间 远较单层流化床短。在相同条件下，设备体积可相应缩小。产品的 干燥程度均匀，易于控制产品的干燥质量。多层床因分布板增加， 故床层阻力也相应增加。但当物料为降速干燥阶段时，与单层床相 比，由于停留时间的大大减少，床层阻力相应减少。并且多层床热 效率较高，故适用于降速干燥阶段较长的物料以及湿含量较高（一 般在14%以上）物料的干燥。例如采用五层流化干燥器干燥要求含水较低的涤纶树脂（干燥后成品含水仅0.03%）。采用双层流化床 干燥含水率在15%-30%的各种药物片剂，如氨基匹林等。多

20、层床 操作的最大困难是物料与热空气逆流接触，各层上要形成稳定的流 化层，又要使物料定量地移至下一层，这就需要考虑溢流装置的结 构问题。3. 卧式多室流化干燥器由于多层流化床干燥器制造较为复杂，操作控制不容易掌握， 故近年来有将其改为多室流化床的趋势，即改为低风速的卧式多室 流化床千燥器。该设备高度可降低、结构简单、操作亦较为方便， 并用在SMP等片剂的干燥上。由于使用效果较好，很快就在制药工 业中得到推广。目前国内有几十个工厂用此设备来干燥各种片剂颗 粒药物、粉粒状物料（如聚氯乙烯、乌洛托品）以及片状物料（如 尼龙1010 ）等。卧式流化床干燥停留时间可任意调节，压力损失 小，并可得到干燥均匀

21、的产品。它的主要缺点是采用较高风温时热 效率低于多层床，。但如果能够调节各室的进风温度及风量，并逐 室降低，或采用热空气串联通过各室的办法，热效率也可以提高。 目前大多数卧式流化床采用负压操作。卧式流化床干燥机可能是最早的改进，并在60年代就已较广泛 地应用。它使物料从一端加人，另一端卸出，相当于多个方形截面 流化床串联系统（对物料而言，气体则多半是并联）。其主要特点 是改善了物料停留时间分布，从而可制得均匀干燥产品。为此目 的，有的还在相邻室间安装挡板。另一优点是很容易使物料的冷却和干燥结合在同一设备中进行，即在尾部增设一冷却室，出料直接 包装，简化流程和设备。这类干燥机目前在工业上应用还相

22、当普 遍，成功应用的例子有农药草甘膦、柠檬酸、草酸、氯化橡胶、以 及PVC、PE、PP树脂等。卧式多室流化床干燥器由于分隔成多室，可以调节各室的空气 量，同时，流化床内增加了挡板，可避免物料走短路排出，干燥产 品的含水率也较均匀。若在操作上对各室的风量、气温加以调节， 或将最末几室的热空气二次利用，或在床内添加内加热器等，还可 提高热效率。4. 喷雾流化干燥器喷雾流化干燥器是利用雾化器将溶液雾化，喷入颗粒剧烈运动 的流化床内，借助溶液本身的显热，结晶热及流化介质的热量，使 水分蒸发、结晶、干燥并在一步内完成。溶液在雾化过程中未碰到 床中原有颗粒前，已部份蒸发结晶，形成新的品种。而在雾化过程 尚

23、未蒸发的溶液，便与床中原有结晶接触而涂布于其表面，使颗粒 长大，并一步得到干燥，即形成粒状产品，这是喷雾流化干燥器用 于造粒方面的原理，喷雾流化干燥器适用于可喷雾的溶液或稀浆状 的物料。喷雾流化床造粒产品的平均粒径为 0.3-3.0mm，大者可达8- 20mm。可通过调节操作参数来控制粒径的大小。如尿素的喷雾流化 床造粒法制取的产品，其粒径可达8-25mm。在中、小型喷雾流化床 造粒器内，有时在筛板上部设置搅拌装置，强制混合，防止死床，此设备可间歇操作也可连续操作。5. 惰性粒子干燥器惰性粒子流化干燥器具有将物料蒸发、结晶、干燥、粉碎在同 一设备中完成的特点。采用直径为l-2mm的玻璃球，已成

24、功用于涂 料二氧化钛。为了解决含水率60%膏状物料农药代森锌的干燥，用 砂子作为惰性粒子，均达到预期目的。为流化干燥器的应用开辟了 一条新的途径。空气加热到300C，然后进人圆柱型流化床内，使预先装入的 ei-2mm的玻璃球流化。然后将料浆由齿轮泵由拌浆槽打出，借气 流式喷嘴喷入玻璃珠流化床内，物料在玻璃珠相互球磨作用下，迅 速使产品粉碎及干燥，达到320目细度。干燥后的产品随气流从流 化床顶逸出，经二级高效旋风分离器分离后，再经文丘里管湿法除 尘，最后经旋风分离器使气液分离，尾气排入大气。6. 离心流化床干燥器离心流化床干燥器，也是流化床干燥的重大改进之一。但在国 内目前尚未见到有定型设备。

25、其原理是在机械转动造成的离心力场 作用下使粒状物料分布在丝网复盖的圆筒形多孔壁上，热气流穿过 多孔壁使之流化干燥。它适用于处理大颗粒、小密度物料，如方便 米饭等这一类物料，因起流速度与吹出速度非常接近，在重力场流 化床中无法操作。7. 振动流化床干燥器普通流化床也存在下列较严重的缺点：(l) 气泡现象使流化不均匀，相间接触效率不高，而且工程放 大较困难；(2) 物料停留时间分布极不均匀，难以获得湿含量均一的产 品，甚至可能有部分产品因过度干燥而变质；(3) 动力和热能消耗大；(4) 只能处理松散的粉状或粒状物料。为解决这些问题，在流 态化基本构思的基础上进行了一系列改进和发展。流态化干燥最重大

26、的改进和革新，当推振动流化床的开发和应 用。目前应用最广的卧式振动流化床干燥器，形状和基本结构与普 通卧式流化床干燥器很相似。区别在于前者整个机体通过弹簧支撑 在底座上，多孔板稍向出料端倾斜，机体一侧或两侧装有振动电 机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化，并在振动作用下 向前运动。它具有非常突出的优点：(1) 在很低的气速下可获得均匀的流化，从而大大降低了能 耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带；(2) 物料停留时间分布均匀，几乎可以认为是“活塞式流 动”，且停留时间易于调节控制，因此可获得干燥非常均匀的颗粒 状产品。振动流化床干燥器是一种强化的有特殊用途的干燥装置，它通 常供物料最终干燥之用。由

27、于在干燥过程中由机械振动帮助物料流 化，不仅有利于边界层湍流，强化传热传质，而且还确保了干燥设 备在相当稳定流体力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外，还能根据工艺需要完成物料造粒、冷却、喷入少量液体、筛 分和输送等工序。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳 品、盐业和矿冶等工业部门得到广泛应用，这项技术基本成熟并已 形成了系列化。8. 内换热的流化床干燥器在流化床内设置换热器，向其内通入蒸汽或其他热介质，间接 供给床层所必需的热量，而热空气的主要作用是使床层流态化，这 可达到明显节能目的。内换热管可以旋转，既起换热又起搅拌作 用。内换热器一般是不动的，它不仅向床层供给热量，而且还

28、起内 部构件的作用。当床层需要热量很大而使床层流态化的风量又需很 小时，米用内换热器的方案是最佳的选择。9. 搅拌流化床在普通流化床底部设置搅拌器，是流态化干燥的另一类改进。 它扩大了流态化干燥适用的物料范围，使之可用于进料或在干燥脱 水过程中可能结块的粉状或粒状物料，而这是很常见的一类物料。 例如大多数离心机分离出来的物料都有部分结团，含结晶水的物料 则在干燥过程中很容易结块。这一改进带来的另一好处是可获得均 匀的流化，提高了热质传递强度。还有许多专用流化床和特型流化床，因现在还无定型产品，在 这里不做更多的介绍。一、单圆筒流化干燥器单层流化床可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作停留时间分

29、布较广，实际需要的平均停留时间较长，因而多应用于比较容 易干燥的产品，或干燥程度要求不是很严格的产品。国内于1969年 设计建造了一台直径为3000mm的大型流化床干燥装置，用以干燥氯 化铵，单层流化床也可用于含水率较高的物料的干燥，对含水率为 35%的葡萄糖酸钙的干燥就是一例。操作是间歇式的，卸料时分布 板翻转900，物料于床层下部卸出。用间歇操作的单层流化床干燥 器也成功用于含水率为20%的催化剂的干燥，其出料是用高速气流 将物料吹入旋风分离器后卸出。对于一些颗粒度不均匀并有一定粘 性的物料，多采用在床层内装有搅拌器的低床层操作。酐酪素的干 燥以及椰蓉的干燥，就是用该法进行的。单层圆筒型流

30、化干燥器，一般是用于较易干燥产品或干燥程度不 严格的产品。由于流化床内粒子接近于完全混合状态，为了要减少 未干燥粒子的排出，就必须延长平均停留时间，于是流化床高度必 有所提高，而压力损失也随着增大。由于这一特性，就必须使用温 度尽可能高的热空气藉以提高热效率，而适当减低床层高度。故单 层圆筒型流化床干燥器只适宜于干燥含表面水及对干燥程度不严格 的物料。单圆筒流化干燥器工艺流程见图2-18。图2-18单圆筒流化干燥器工艺流程图1-引风机；2-料仓；3-星形出料阀；4-集料斗；5-旋风分离器；6- 皮带输送机；7-抛料机；8-流化床；9-换热器；10-鼓风机；11-空气过滤器二、多层振动流化床干燥

31、器采用多层流化床干燥器，可以增加物料的干燥时间，改善干燥 产品含水的均匀性，从而易于控制产品的干燥质量。但是，多层流 化床于燥器因层数增加，分布板相应增多，床层阻力增加。同时， 各层之间，物料要定量地从上层转移至下层，又要保证形成稳定的 流化状态，必须采用溢流装置等，这样又增加了设备结构的复杂 性。对于除去结合水分的物料，采用多层流化床是恰当的。例如采 用双层流化床干燥含水率15%-30%的氨基匹林；采用五层流化床干燥涤纶树脂，使产品含水率达到0.03%左右，这些都是成功的范 例。（一）多层振动流化床干燥器的工作原理由安装于主机下部的两个振动电机同步反向回转，使安装于其 上的多层环状孔板组成的

32、主机产生垂直振动与扭振，从而使由进料 口进入的物料沿水平环状孔板自上层向下层连续跳跃运动。热空气 则自下层向上层通过各层孔板穿过物料层，达到物料均匀干燥目 的。（二）性能特点（1）节约能源。由于物料与热空气相对而行，充分逆向接触， 因而较同类型干燥机节省热能30%，节省电能10%。（2）干燥质量高、效果好。物料沿水平环状孔板跳跃运动，因 而不存在局部过热及干燥不均匀现象。物料破碎率低，磨损少，成 品含水率低于0.1%。（3）投资省。由于采用多层叠装形式，物料环状垂直运动，因 而结构紧凑，占地面积仅为同类型干燥机的五分之一。而且坚固耐 用、密封可靠、维修方便、重量轻。（4）用途广。物料运动状态和

33、流速可无级调节，因而对原料含 水不低于40%，允许温度不超过400C的粉粒状物料均可适用。（5）噪音低，隔振性能好。可浮置在楼板上工作，安装、移置 十分方便，工作环境好。（6）生产效率高。物料运动时与热空气多次充分接触，热效率高，因而每小时产量是同类型干燥机的2.2-3倍。（三）多层振动流化床干燥器的应用范围本机适用于食品、化工、医药、饲料、饵料、塑料、制盐、粮食、 种子、烟、糖、冶金等行业粉粒状物料的干燥、冷却。多层振动流化床干燥器设备结构见图2-19。成品排气物料1热风3（成品图2-19多层振动流化床干燥器1-加料器；2-一级流化床干燥器；3-二级流化床干燥器；4-旋风分离器三、圆型干燥机

34、过去的振动干燥机一般只是利用热空气压型的，或采用一维振 动型的。圆型干燥机的特点是在三维振动的单层或多层振动流动槽中，一边使被干燥物连续移动， 一边以均匀的风压将热空气送人每个振动流动槽；或者将热空气以连续通过各振动流动槽的方式送 进去，因此干燥作业非常简便。本机是利用三维振动的带有圆型振动流动槽（以下简称流动 槽）的干燥机，其主要特性如下：（1）可以任意改变流动槽被干燥物的移动速度，以适应干燥速 率要求。（2）可以任意控制干燥作业的热空气（也有使用冷风的）风量 或风压。（3）连续干燥作业，所采用的结构可以是单层的也可以是多层 的，组合简便。1. 圆满干燥机的工作原理在本机中有两种工作方法。首

35、先说明被干燥物的移动方法。被干燥物从连接在产生三维振 动的振动机的流动槽的供给口投入，在流动槽的沟槽内绕一周，经 过排出口的连接口进入下一个流动槽。以后以同样的方式经过流动 槽，从排出口排出，至此已变成干燥物。利用鼓风机将热空气从进 风口吹入口入，通过多孔底部与被干燥物接触。干燥作业结束后，热空气从排气口排出。设计中主要着眼于从底部将均匀的风送给各流动槽内的被干燥物，这样可以缩短干燥时间。另外根据干燥 条件调节鼓风机的排气阀，就可以控制各流动槽的风量及风压。第2例与第1例的不同点就是流动槽之间的连接方法的问题。第1例是在流动槽的外侧有排出口和连接口。但第2例只在内侧设 有排出口，而没有连接口，

36、这种连接方法对另一种场合也是适用 的。热空气流动是热空气从进风口吹入，然后依次通过流动槽的底 部，从排气口排出。设计采用各流动槽的底部与槽上部紧密相连的 方法，使吹入的热空气不会流到沟槽的外部，因此可以提高干燥的 热效率。2. 结构特点流动槽分为被干燥物的通道区和热空气的通道区。被干燥物的通道 区（以下简称沟槽）带有多孔式的底部做成同心圆状的沟形槽。底 部采用多孔板、筛网及布等，使热空气能均匀地流动，另外底部还 可以更换。热空气通道区是为了将均匀压力的热空气送人流动槽的 底部而设计的，构成了槽的一部分。上述流动槽与产生三维振动的振动机电相接，若改变振动机的 衡重，就可以改变电机的频率，因而可以

37、任意改变被干燥物的振 幅，流向及移动速度，使操作与干燥条件相适应。过去的流动干燥机虽然是多层的，但设计困难。本机是多层式 连续干燥，而且是组合成的。组合的方法是在振动电机上设置热空 气调整槽，根据单层或多层的不同情况重叠设置流动槽，最后装上上盖后，用传送带固定。排出口与连接口的连接由传送带连接。振动槽的层高受振动电机的振动传导能力的限制。圆型干燥机设备结构见图2-20。24-6一 7图2-20圆型干燥机设备结构简图1-排湿口； 2-加料口； 3-出料口； 4-排气阀；5-排气口； 6-热风进 口； 7-机架四、载体喷雾流化干燥器载体喷雾流化床干燥器也称媒体喷雾流化干燥器、惰性粒子流化 床干燥机

38、。载体流化床干燥机我国在上世纪80年代就有成功实现工 业化的报道，当时用于氧化铁黄的干燥上。该机根据喷雾技术、流 化技术的原理设计而成，可以连续干燥浆状或糊状物料。主要有空气过滤器、加热器、流化床、旋风分离器、布袋除尘器、引风机、 输料泵和料槽等组成。载体流化床干燥器以圆筒形结构为主，流化 床内充填着直径为数毫米的可流化惰性载体（载体材料多用球形、 柱形和立方体形的玻璃、陶瓷等材料制成使用较多的为玻璃珠或瓷 珠）。故称惰性载体流化床干燥器。载体喷雾流化干燥器流程见图 2-21。图2-21载体喷雾流化干燥器流程图1-加热器；2-进气室；3-进料管；4-干燥室；5-沉降室；6-载体;7-检修孔；8

39、-孔板；9-旋风分离器；10-出料阀；11-引风机（一）工作原理在流化床内，空气把载体预热并使载体粒子群处于流化状态，同时 由输料泵供料，经喷嘴喷洒到载体表面呈膜状附着，然后分散在流 化层内。载体和热空气同时向物料进行传导传热和对流传热使之干 燥。由于载体表面积很大，水分在短时间内被蒸发排出。载体表面 残留的固体物料在载体之间的相互碰撞中剥落下来，随空气排出干燥器外，通过旋风分离器和布袋除尘器与气体分离。载体喷雾流化干燥器的特点是降低了喷雾干燥器的高度，可以对浆 状物料和高粘度物料（20Pa-s以上）进行干燥。（二）载体流化干燥器的工业应用某厂采用喷雾流化载体干燥器进行荧光增白剂的干燥，取得了

40、满意 的效果。生产结果表明，这种干燥器具有很高的生产强度（400- 500kg水/m2h），热效率高，设备规模小，投资费用低。（三）载体喷雾流化床干燥器可干燥物料目前载体干燥器可以干燥下列物料：钛白粉、腐植酸、硅藻土、六氯苯、碳酸铝、高分子胶体、生物 胶、氧化铁黄、锌铬黄、分散蓝染料、分散绿染料、荧光增白剂、 氯化锂、碳酸钙、炭黑、铁酸盐等。惰性载体、石油催化剂、北豆 根（中药）、豆腐渣、豆沙馅、陶土、硫酸钡、钛酸钡、玻璃粉、 颜料、表面活性剂、聚苯乙烯脂、煤粉。（四）载体干燥器的特点在各种物料状态中，糊状物料的干燥比较困难，适应这种状态的干 燥机也很少，而载体干燥机可以完成部分糊状物料的干燥

41、。物料在 载体上形成很薄的液膜，而且内外两面受热，故其干燥过程迅速。 物料不易过热，所以部分染料及中间体可以用它干燥；对于难干燥 的私性物料，由于在薄膜化条件下干燥，水分扩散将大大加快，同 样能达到理想的干燥效果；设备占地面积小，排风温度可以控制很 低，因此热效率高。可以取代粉碎、分级过程，缩短生产流程。同烘箱相比，脱水成本下降4倍，同喷雾干燥相比，设备投资少了许 多，可用于喷雾干燥难以处理的糊状物料。五、振动载体流化床干燥器当物料喷洒到载体上，能否处于良好的流化状态是连续生产的关 键。随着振动技术的发展，给载体干燥机增加振动源能使载体的流 化状态大为改善。（一）工作原理两台振动电机交叉布置，

42、同步反向运转，使振动机体作垂直振动及 扭振。振动载体加在热空气分布板上，在激振力的作用下，沿水平 环状热空气分布板上作圆周抛掷运动。这种运动主要由两种运动合 成而成，一是振动载体沿圆周方向的扩散运动，二是振动载体在垂 直方向的循环与混合运动。因此当湿物料加人床内后，在载体的作 用下沿床内环状空间均匀分布和流化，同时湿物料在载体表面形成 湿物料薄膜。湿物料薄膜在热载体的内部作用下和热空气外部作用 下迅速完成干燥过程，然后在载体相互之间碰撞下变干的湿物料薄 膜脱落并被粉碎。达到一定粒度后，随干燥尾气带出干燥器，由系 统后部的除尘设备收集。（二）干燥物性研究振动载体流化床干燥器具有独特的干燥特性，特

43、别是针对液糊状及 轻粉状物料而言，具有很高的干燥效率，热能利用率高，这主要是 有振动载体的缘故。载体在干燥过程中起到两个主要作用，一是干 燥物料的主要介质，二是分散、研磨和粉碎物料。根据物料在床内干燥状态的变化过程，将物料在床内的干燥操作过程划分为三个阶 段，由此三个干燥阶段组成了振动载体流化床的一个干燥周期：第 一干燥段，载体流化和分散物料阶段；第二干燥段，物料干燥段； 第三干燥段，载体研磨物料阶段。三个干燥阶段的划分为进一步研 究其干燥机理奠定了基础，同时为研究物料在床内停留时间分布提 供了依据。振动载体流化床和振动流化床流化物料的区别就在于，振动载体流 化床是借助于载体来流化物料，这就是

44、其干燥的主要特征。对于具 有一定黏性的液糊状、轻粉状、易于结团的物料，在振动流化床内 无法实现良好的流化状态，会出现死床的现象。而在振动载体流化 床内，在载体的作用下物料与载体粘附混合，在载体表面形成湿物 料薄膜。湿物料在载体的带动下，在床内形成良好的流化状态，同 时载体对物料进行预热。物料的干燥阶段，是干燥周期的第二阶段，在载体充分流化和分散 以后，物料被分散成细小颗粒，或在载体表面形成薄膜。这些细小 颗粒沉浮于载体之中，或少量悬浮于载体床层表面之上呈悬浮状 态，大块粘接载体的现象没有了。这时物料已进人全面干燥阶段， 其间湿物料的湿含量下降幅度最大，也是最明显的。载体流化床是一种高效节能型流

45、化床。振动载体流化床在干燥物料 过程中，基本上是处于恒速干燥阶段。出口空气温度略高于床内干 燥物料的平均温度，进出口空气温度相差较大，而且非常稳定，这 表明振动载体流化床的干燥过程可以得出这样的结果，载体的加入有利于物料的干燥。首先物料干燥所需的热量来自两个方面，一是 热空气的对流传热，二是载体的接触传导传热。其次由于湿物料在 载体表面形成物料薄膜，因而使其干燥的有效表面积扩大，这样使 物料的干燥强度大大提高了。由于载体比热空气有较大的热容，因 此负担着床内大部的热量，是物料干燥所需的主要热源，另外传热 系数比对流传热系数大得多，所以载体与物料充分接触在干燥过程 中是非常重要的。物料的研磨阶段

46、是干燥周期的最后阶段。物料经过充分干燥以后变 成小块状，在载体的碰撞下，研磨成细小颗粒。细颗粒粒径分布达 到一定要求被风带出床层，在此阶段物料大量悬浮于载体表面上。一般情况下，很难将三个干燥阶段严格划分，因为物料在干燥的同 时也存在载体研磨物料的现象。对于理想中的两粒载体，这三个阶 段的描述比较接近。但在粒子群中，这三个阶段无明显界限。几个 现象同时发生，只是量的大小不同而已。振动载体流化床干燥器设 备结构见图2-22。1231 i0d丿6789图2-22振动载体流化床干燥器设备结构简图1-排风口； 2-进风口； 3-加料口； 4-干燥器筒体；5-热风分布孔板；6-配风室；7-振动弹簧；8-机架；9-振动电机28 / 28