流化床干燥器的研究进展论文

流化床不能干燥，易燃的液体流体向上流过一个微细颗粒的床层（塔体），当流速低的时候流体只是穿过静止的颗粒之间的空隙，此时的床体称为固定床；随着流速的增加，颗粒互相离开，并可看到少量的颗粒在一定的区间进行震动和游动，称为膨胀床；速度再升高达到使全部颗粒都刚好悬浮在向上流动的气体或者液体中，此时的床层就是流化床起点。 简单的说固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的现象称为流态化。流化床是流态化发生的设备流化床干燥就是将待干燥的物料颗粒填入流化床中，再通入热的气流，形成流化状态，此时由于颗粒分散并作不规则运动，流体湍动程度加剧，造成了气体和固体之间的良好接触，加速了气固相之间的传质传热，而且床层温度均匀，没有局部过热，设备结构较简单紧凑，连续操作。流化床干燥技术是近年来发展起来的一种新型干燥技术，其过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递。目前被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业中文名流化床干燥外文名fluid-bed drying应用领域化工、食品、药物、陶瓷用途物料干燥简介流化床干燥过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递[1]。流化原理如果气体通过一个颗粒床层，该床层随着气流速度的变化会呈现不同的状态。在流速较低时，气流仅是在静止颗粒的缝隙中流过，这时称为固定床。当气流速度增大到一定值时，所有的颗粒被上升的气流悬浮起来，此时气体对颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡，床层达到起始流态化，这时的 气流速度称为最小流化速度。当气流速度超过这个值，高到超过颗粒的终端速度（最大流化速度）时，床层上界面消失并出现夹带现象，固体颗粒随流体从床层中带出，这种情况就是气力输送固体颗粒现象，或称分散相流化床[2]。流化床干燥的特点及应用流化床干燥具有较高的传热和传质速率，干燥速率高，热效率高，结构紧凑，基本投资和维修费用低，便于操作等优点。因此流化床干燥器被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业[3]。流化床干燥器典型的流化床干燥器有一个锥形反应室，热空气从底部进入，通过物料层，再从顶部排出。工程上在普通流化床干燥器的基础上进行改型，研制开发了振动流化床干燥机、搅拌流化床干燥器、离心流化床干燥机等，扩大了流态化干燥的范围，改善了流化质量，提高了热质传递的强度。1．振动流化床干燥机振动流化床(vFB)就是在普通流化床上施加振动而成。在输料板上放上一层物料(粉状、粒状、条状等)，对输料板施以振动，当振动加速度大于重力加速度时，料层开始膨胀，出现所谓的振动流态化状态。这时放在输料板上的物料产生强烈的混和，并且很容易作水平和倾斜移动。在此条件下，利用 对流、 传导、 辐射向料层供给热量，即可达到干燥的目的。由于床层的强烈振动，传热和传质的阻力减小，提高了振动流化床的干燥速率，同时使不易流化或流化时易产生大量夹带的块团性或高分散物料也能顺利干燥，克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象。振动流化床现在广泛应用于医药、食品、食盐、化工，饲料工业的干燥、冷却、造粒生产上[4]。2．搅拌流化床干燥器搅拌流化床干燥器是在流化床内装设搅拌器，使某些湿颗粒物料或易凝聚成团的物料也能采用流化干燥。可用于硫酸铵、氨基酸、酐酪素、聚丙烯树脂等物料的干燥。搅拌流化床干燥器具有下列优点：首先，扩大了流态化干燥技术的应用范围，适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者在干燥脱水过程中可能结块的物料的干燥；其次，可以有效避免 沟流、腾涌和死床现象，获得均匀的流化状态，改善了流化质量，从而提高了热质传递强度。近年来随着搅拌流化床在药物、食品、化工产品的 造粒、涂层等过程中的应用，搅拌流化床干燥器在工业上得到了相当广泛的应用。3．离心流化床干燥机离心流化床是在离心力场中进行流化干燥的一种新型干燥设备，由于离心力场的存在离心加速度可以是重力加速度的几倍到几十倍，因此与普通重力流化床相比较，强化了湿分在物料内部的迁移过程，干燥时问短，传热传质速率高，能够有效地抑制气泡的生成及物料的夹带，对于在重力流化床中难以干燥的低密度、热敏性、易粘结的固体物料都可以有效地干燥。离心式流化床的应用比较广泛，目前已在水果、蔬菜、米饭等食品的干燥方面取得较好效果[5]。

流化床式干燥机是将粉粒状、育状(乃至悬浮液和溶液）等流动性物料放在多孔板等气流分布板上，由其下部送入具有相当速度的干燥介质。当介质流速较低时，气体由物料颗粒间流过，整个物料层不动；逐渐增大气流速度，料层开始膨胀，颗粒间间隙增大；再增大气流速度，相当部分物料呈悬浮状，形成气—固混合床，即流化床，因流化床中悬浮的物料很像沸腾的液体，故又称沸腾床，而且它在许多方面呈现流体的性质，例如，有明显的上界面，并保持水平；若再增大气流流速，颗粒几乎全部被气流带走，就变为气体输送了。因此，气流速度是流化床干燥机最根本的控制因素，适宜的气流速度应介于使料层开始呈流态化和将物料带出之间。流化床的换热可通过外夹套或床内换热器。当用床内换热器时，除应考虑一般换热器的要求外，还必须考虑到其对床内物料流动的影响，即换热器的形式和安装方式应当尽量有利于流体的正常流动。实践证明，采用列管换热器时，列管放在距设备中心2/5半黏性大、含水率高的泥糊状物料难以在干燥介质流中分散和流态化。在干燥器底部放入一些惰性载体（例如石英砂，氧化铝、氧化错的小球，颗粒盐等），当它们在一定流速的气流作用下流化时，就会将湿物料黏附在其表面，继而使之成为一层干燥的外壳。由于惰性载体互相碰撞摩擦，又会使干外壳脱落，被介质流带走；而载体自身又与新的湿物料接触，再形成干外壳。如此循环，使细的湿黏物料也可在流化床式干燥机中得到充分的干燥。

立式流化床干燥器分为单层的和多层的。由于物料的返混，单层流化床干燥器不可能得到含水量很低的干 燥产品。在多层流化床干燥器中，气体与物料作逆向流动，以提高热量利用率，且由于减少了物料的返混，可将干燥产品的含水量降到很低程度。例如涤纶采用五层流态化设备进行干燥，含水量可降至。多层流化床在操作上的困难是：如何保证物料在各层之间的定量溢流和防止气流穿过溢流管短路。卧式多室流化床干燥器的横截面为矩形，沿长度方向用垂直挡板隔成若干室（一般为4～8室）。挡板底部与分布板间留有几十毫米的间隙（一般为静止料层高度的1/4～1/2）。热气流由分布板自下而上穿过流化物料层，经旋风分离器回收夹带产品粉尘后离去。湿物料由床层一侧加入，依次通过各室。干燥产品由另侧溢出。入各室的气体流量按需要调节。通常最后一室吹入冷风，使干燥产品迅速冷却，便于包装贮存。流化干燥流化干燥要求所处理的物料未因受潮而结块，粒径宜在～6mm之间。粒径过细,流化干燥时易产生沟流；粒径过大则必须在高气速下操作，能耗较大。流化干燥器结构简单,维修费用低,热效率较高（非结合水分的干燥热效率可达60%～80%），体积传热系数与气流干燥相当。此外,物料在床层内的停留时间,可根据对最终产品含湿量的要求随意调节，有较大适应性。由于流化干燥器具有这些优点，所以在化工生产中的应用比较广泛。

流化床干燥器又称沸腾床干燥器，是利用流态化技术干燥湿物料。流化床干燥器种类很多,大致可分为以下几种:单层流化床干燥器、多层流化床干操器、卧式多室流化床干燥器、脉冲流化床干燥器、旋转快速干燥器、振动流化床干燥器、离心流化床千燥器和内热式流化床干燥器等。产品简介：流化床干燥机是由物料自进料进口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平面流化床抛掷，向前连续运动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风1：3排出．干燥物料由排料进口排出。适用于化工、制药、食品、脱水蔬菜、粮食、矿产等行业的粉状、颗粒状物料的干燥、冷却等作业。工作原理 物料自进料进口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平面流化床抛掷，向前连续运动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风1：3排出．干燥物料由排料进口排出。适应物料 适用于化工、制药、食品、脱水蔬菜、粮食、矿产等行业的粉状、颗粒状物料的干燥、冷却等作业。 如：柠檬酸、味精、硼砂、硫铵、复合肥、萝l、丝、豆粕、酒糟、种子、矿渣、砂糖等。性能特点◎振动源是采用振动电机驱动，运转平稳，维修方便，噪音低，寿命长。◎流态化匀称，无死空隙和吹穿现象，可以获得均匀的干燥，冷却制品。◎可调性好，适用面宽。料层厚度和在机内移动速度以及全振幅变更均可实现无级调节。◎对物料表面的损伤小．可用于易碎物料的干燥，物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。◎采用全封闭式的结构．有效地防止了物料与空气间交叉感染，作业环境清洁。◎机械效率与热效率高，节能效果好，比一般干燥装置可节能30一60％。分类：按照被干燥物料，可分为三类：（1）适用于粒状物料；（2）适用于膏状物料；（3）适用于悬浮液和溶液等具有流动性的物料。按操作条件不同，可分为两类：连续式和间歇式。按结构状态，可分为一般流化型、搅拌流化型、振动流化型、脉冲流化型、碰撞流化型。特点：可实行自动化生产，是连续式干燥设备。干燥速度快，温度低，能保证生产质量，符合药品生产GMP要求。应用范围：它适用于散粒状物料的干燥，如医药药品中的原料药、压片颗粒料、中药；中剂、化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的干燥除湿，还用于食品饮料；中剂，粮食加工，玉米胚芽、饲料等的干燥，以及矿粉、金属粉等物料。 物料的粒径最大可达6mm．最佳为0．5-3mm。除湿/干燥床编辑使加热的外界空气流过水分饱和的除湿/干燥床上方,