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技術(shù)文章
流化床干燥設(shè)備的特點及其應(yīng)用
閱讀：1741 發(fā)布時間：2011-8-11
流化床干燥設(shè)備是利用流態(tài)化技術(shù)對流體或固體顆粒進(jìn)行物理或化學(xué)加工，如干燥、浸取、吸附和離子交換、顆?；旌系鹊臋C械設(shè)備。流化床干燥設(shè)備因具有較高的熱質(zhì)傳遞速率、結(jié)構(gòu)緊湊、便于操作等優(yōu)點而被廣泛用于化工、食品、陶瓷、制藥等行業(yè)。
流化技術(shù)起源于1921年，zui早應(yīng)用于干燥工業(yè)化大生產(chǎn)是1948年美國建立的多爾—奧列弗固體流化裝置，而我國直到1958年后才開始發(fā)展此項技術(shù)。流化床干燥過程中散狀物料被置于孔板上，下部輸送氣體，使物料顆粒呈懸浮狀態(tài)，猶如液體沸騰一樣，使得物料顆粒與氣體充分接觸，進(jìn)行快速的熱傳遞與水分傳遞。流化干燥由于具有傳熱效果良好、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時間可調(diào)、投資費用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
改革開放前，我國基本上沒有正規(guī)的工業(yè)化生產(chǎn)，個別生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)計研究院（所）、大專院校等單位設(shè)計生產(chǎn)了一部分圓筒式或臥式多室流化床，并已開始接觸振動流化床和惰性粒子流化床。據(jù)不*的調(diào)查結(jié)果顯示，到1971年，全國使用流化床的企業(yè)已有40多家，分布在化工、輕工、制藥等行業(yè)，涉及到的物料有聚四氟乙烯、滌綸顆粒、氯化銨、*、無水亞硫酸鈉、氨基匹林、*、催化劑等數(shù)十種。但由于當(dāng)時國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)水平有限，新技術(shù)的推廣只能在行業(yè)內(nèi)小范圍進(jìn)行，發(fā)展速度和規(guī)模均受到限制。
改革開放初期，國家提倡鼓勵引進(jìn)*技術(shù)，國內(nèi)的化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，引進(jìn)了一大批代表當(dāng)代*水平的流化床干燥機，如黑龍江安達(dá)乳品廠引進(jìn)的噴霧振動流化床雙級干燥系統(tǒng)，遼陽石化、燕山石化、齊魯石化等引進(jìn)的多室流化床和氣流流化床雙級干燥裝置，湖北應(yīng)城鹽礦、天津堿廠引進(jìn)的振動流化床，營口鹽場引進(jìn)的內(nèi)熱流化床，北京藥廠等引進(jìn)的流化床制粒干燥設(shè)備，吉林盤石農(nóng)藥廠引進(jìn)的攪拌流化床等。這些*設(shè)備的引進(jìn)，極大地開闊了國內(nèi)干燥行業(yè)的視野，促進(jìn)了產(chǎn)品的革新?lián)Q代。與此同時，國內(nèi)干燥行業(yè)的一些企業(yè)也迅速采取引進(jìn)、橫向聯(lián)合、消化吸收等手段，加大新產(chǎn)品開發(fā)力度。鐵嶺精工機器廠1982年與東北工學(xué)院（現(xiàn)東北大學(xué)）合作開發(fā)振動流化床干燥機，國內(nèi)將這一*技術(shù)商品化，深受用戶歡迎，市場潛力巨大。改革開放初期，我國對干燥技術(shù)有興趣的科研單位、大專院校不過十來家，專業(yè)生產(chǎn)廠幾乎沒有。
藥品生產(chǎn)工藝技術(shù)的快速發(fā)展帶動了制藥機械的繁榮，藥用流化床干燥設(shè)備的產(chǎn)品技術(shù)也隨之“水漲船高”。由于流化床干燥方式所固有的優(yōu)勢及設(shè)備技術(shù)的不斷完善和提高，其在制藥工藝中得到了越來越多的推廣和應(yīng)用，但是，其應(yīng)用有一定的限止性，如：對被干燥物料的顆粒度要求較為嚴(yán)格，粒度太小易被氣流夾帶，粒度太大不易流化;當(dāng)幾種物料混在一起干燥時，則要求幾種物料的相對密度應(yīng)接近;一般不適用含水量過高易結(jié)團(tuán)的物料，否則易發(fā)生結(jié)壁或堵床的現(xiàn)象，等等。但瑕不掩瑜，流化床干燥設(shè)備以其優(yōu)良的性能已經(jīng)越來越多的得到了認(rèn)可，其在制藥生產(chǎn)中的廣泛使用也就不奇怪了。
到了1990年前后，從事干燥技術(shù)的研究單位已遍布各大學(xué)的化工等專業(yè)，生產(chǎn)企業(yè)也已有20多家。近10多年來，隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，干燥技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步。專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也增加10多倍，達(dá)到300多家，目前幾乎所有常規(guī)流化床干燥機國內(nèi)均能生產(chǎn)。
振動流化床干燥機工作原理與結(jié)構(gòu)
進(jìn)入流化床內(nèi)的濕物料與熱空氣在布風(fēng)板上方接觸，物料顆粒懸浮于氣流之中，形成流化狀態(tài)。呈流化狀態(tài)的物料顆粒與熱空氣均勻、充分地混合，進(jìn)行十分強烈的傳熱和傳質(zhì)，脫除水分，達(dá)到干燥。合格的產(chǎn)品由流化床的出料口排出，含塵氣體經(jīng)除塵裝置凈化后由引風(fēng)機排入大氣。
顆粒物料在普通流化床干燥機中進(jìn)行干燥時，物料顆粒應(yīng)均勻且有一定的規(guī)格，不然會形成溝狀流和滯動區(qū)，顆粒粒度分布寬時，夾帶嚴(yán)重，濕度大時易結(jié)塊，以及由于顆粒返混，顆粒停留時間分布范圍大，顆粒含濕量不均，因此限制了普通流化床干燥機的使用范圍。為了克服其缺點，國外在改善流化床干燥機性能等方面做了大量研究。特別是在能源緊張的今天強化傳質(zhì)傳熱過程，節(jié)約能源、提高質(zhì)量，使流化床干燥機具有廣泛的適應(yīng)性和經(jīng)濟上的合理性，振動流化床干燥機具有重大的意義。振動流化床干燥機設(shè)計*、質(zhì)量可靠、適用范圍廣、并具有顯著的節(jié)能性和能干燥在其它干燥機上難以干燥的物料的優(yōu)點，因此振動流化床干燥機得到各行業(yè)的普遍歡迎。
振動流化床干燥機是由振動電機產(chǎn)生激振力使機器振動，物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn)，同時振動流化床干燥機床底輸入的熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài)，物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸，從而達(dá)到理想的干燥效果。物料從振動流化床干燥機料口進(jìn)入，振動流化床干燥機振槽上的物料與振槽下部通入的熱風(fēng)正交接觸傳熱，濕空氣由引風(fēng)引出，干料由排料口排出。
振動流化床干燥機主要特點
1、振動流化床干燥機采用振動電機驅(qū)動，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、壽命長、維修方便。
2、振動流化床干燥機振動使物料易達(dá)流化狀態(tài)，增大了有效傳熱系數(shù)，故熱效率高。床層溫度分布均勻，無局部過熱現(xiàn)象。流化均勻，*及吹穿現(xiàn)象。振動起輸送作用，也有利于節(jié)約能量。比一般干燥裝置可節(jié)能30-60%。
3、料層厚度和機內(nèi)移動速度及振幅均可無級調(diào)整，可調(diào)性好，速用面寬。
4、物料表面損傷小，可用于易碎物料的干燥，物料顆粒不規(guī)則時亦可使用，不影響效果。
5、振動流化床干燥機采用全封閉式結(jié)構(gòu)，有效地防止了物料與外界的交叉污染，環(huán)境清潔，改善了勞動條件。
6、振動促進(jìn)流態(tài)化，使空氣需要量減少，顆粒夾帶率降低。
流化床干燥機的分類適用的物料
流化床干燥設(shè)備在不到100年的時間里，經(jīng)過科研人員的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，得到了長足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。其種類很多，根據(jù)待干燥物料性質(zhì)的不同，所采用的流化床也不同，按其結(jié)構(gòu)大致可分為：單層和多層圓筒型流化型、臥式多室流化型、攪拌流化型、振動流化型、離心式流化型、脈沖流化型等類型。隨著流化床干燥設(shè)備應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，其類型及適應(yīng)的物料也越來越多，在化工、輕工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中已廣泛應(yīng)用。由于不同物料及產(chǎn)品對干燥的不同要求，也就出現(xiàn)了不同形式的流化床干燥機?，F(xiàn)根據(jù)其類型，分述如下：
1.單層流化床干燥機
單層流化床干燥機是zui簡單的一種機型，可分為連續(xù)、間歇兩種操作方法。連續(xù)操作停留時間分布較廣，因而多應(yīng)用于比較容易干燥的產(chǎn)品或?qū)Ω稍镏笜?biāo)要求不是很嚴(yán)格的產(chǎn)品。間歇操作可用于含水率較高的物料的干燥對于一些顆粒度不均勻并有一定粘性的物料，多采用在床層內(nèi)裝有攪拌器的低床層操作。
該設(shè)備操作簡單，檢修方便，床層溫度平穩(wěn)，干燥效果好，但運轉(zhuǎn)周期長。
本機適用于硫酸銨、氯化銨、無水亞硫酸鈉、聚四氟乙烯、*、堿性青蓮染料、催化劑顆粒、酐酪素、椰蓉、食鹽等物料的干燥。
2.多層流化床干燥機
多層流化床干燥機由于停留時間分布均勻，所以實際需要的干燥時間比單層流化床短?？梢愿纳聘稍锂a(chǎn)品含水的均勻性，易于控制產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。但是，多層流化床干燥機因?qū)訑?shù)增加，各層之間又要保證形成穩(wěn)定的流化狀態(tài)增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的年復(fù)雜性。對于除去結(jié)合水分的物料，采用多層流化床是恰當(dāng)?shù)摹?br />
多層流化床干燥機適用于滌綸切片、*、氨基匹林、*、*、四環(huán)素、片劑淀粉顆粒、糖粉、飼料、塑料、糧食等粉粒狀物料的干燥
3.臥式多室流化床干燥機
臥式多室流化床干燥設(shè)備克服了多層流化床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層床阻力等缺點濕料由加料機連續(xù)加入干燥器的*室，由于物料處于流化狀態(tài)，所以可自由地由前一室向后一室。干燥后的物料由zui后干燥室卸料口卸出，可干燥各種難于干燥的粒狀物料和熱敏性物料，并逐漸推廣到粉狀物料。
這類干燥機適用于聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍1010、鄰氯苯甲酸、四環(huán)素、*、*、肝粉、糖粉、檸檬酸、草酸、氯化橡膠等物料的干燥。
流化床干燥設(shè)備目前已經(jīng)被廣泛適用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、塑料、糧油、礦渣、制鹽、煙糖等行業(yè)的顆粒狀物料、粉狀物料、塊狀物料、纖維狀物料、特殊形狀物料的干燥、冷卻、增濕等作業(yè)，同時還用于干燥冷卻、冷卻增濕作業(yè)。
流化技術(shù)起源于1921年，zui早應(yīng)用于干燥工業(yè)化大生產(chǎn)是1948年美國建立的多爾—奧列弗固體流化裝置，而我國直到1958年后才開始發(fā)展此項技術(shù)。流化床干燥過程中散狀物料被置于孔板上，下部輸送氣體，使物料顆粒呈懸浮狀態(tài)，猶如液體沸騰一樣，使得物料顆粒與氣體充分接觸，進(jìn)行快速的熱傳遞與水分傳遞。流化干燥由于具有傳熱效果良好、溫度分布均勻、操作形式多樣、物料停留時間可調(diào)、投資費用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
改革開放前，我國基本上沒有正規(guī)的工業(yè)化生產(chǎn)，個別生產(chǎn)企業(yè)、設(shè)計研究院（所）、大專院校等單位設(shè)計生產(chǎn)了一部分圓筒式或臥式多室流化床，并已開始接觸振動流化床和惰性粒子流化床。據(jù)不*的調(diào)查結(jié)果顯示，到1971年，全國使用流化床的企業(yè)已有40多家，分布在化工、輕工、制藥等行業(yè)，涉及到的物料有聚四氟乙烯、滌綸顆粒、氯化銨、*、無水亞硫酸鈉、氨基匹林、*、催化劑等數(shù)十種。但由于當(dāng)時國內(nèi)專業(yè)化生產(chǎn)水平有限，新技術(shù)的推廣只能在行業(yè)內(nèi)小范圍進(jìn)行，發(fā)展速度和規(guī)模均受到限制。
改革開放初期，國家提倡鼓勵引進(jìn)*技術(shù)，國內(nèi)的化工、醫(yī)藥、食品等行業(yè)，引進(jìn)了一大批代表當(dāng)代*水平的流化床干燥機，如黑龍江安達(dá)乳品廠引進(jìn)的噴霧振動流化床雙級干燥系統(tǒng)，遼陽石化、燕山石化、齊魯石化等引進(jìn)的多室流化床和氣流流化床雙級干燥裝置，湖北應(yīng)城鹽礦、天津堿廠引進(jìn)的振動流化床，營口鹽場引進(jìn)的內(nèi)熱流化床，北京藥廠等引進(jìn)的流化床制粒干燥設(shè)備，吉林盤石農(nóng)藥廠引進(jìn)的攪拌流化床等。這些*設(shè)備的引進(jìn)，極大地開闊了國內(nèi)干燥行業(yè)的視野，促進(jìn)了產(chǎn)品的革新?lián)Q代。與此同時，國內(nèi)干燥行業(yè)的一些企業(yè)也迅速采取引進(jìn)、橫向聯(lián)合、消化吸收等手段，加大新產(chǎn)品開發(fā)力度。鐵嶺精工機器廠1982年與東北工學(xué)院（現(xiàn)東北大學(xué)）合作開發(fā)振動流化床干燥機，國內(nèi)將這一*技術(shù)商品化，深受用戶歡迎，市場潛力巨大。改革開放初期，我國對干燥技術(shù)有興趣的科研單位、大專院校不過十來家，專業(yè)生產(chǎn)廠幾乎沒有。
藥品生產(chǎn)工藝技術(shù)的快速發(fā)展帶動了制藥機械的繁榮，藥用流化床干燥設(shè)備的產(chǎn)品技術(shù)也隨之“水漲船高”。由于流化床干燥方式所固有的優(yōu)勢及設(shè)備技術(shù)的不斷完善和提高，其在制藥工藝中得到了越來越多的推廣和應(yīng)用，但是，其應(yīng)用有一定的限止性，如：對被干燥物料的顆粒度要求較為嚴(yán)格，粒度太小易被氣流夾帶，粒度太大不易流化;當(dāng)幾種物料混在一起干燥時，則要求幾種物料的相對密度應(yīng)接近;一般不適用含水量過高易結(jié)團(tuán)的物料，否則易發(fā)生結(jié)壁或堵床的現(xiàn)象，等等。但瑕不掩瑜，流化床干燥設(shè)備以其優(yōu)良的性能已經(jīng)越來越多的得到了認(rèn)可，其在制藥生產(chǎn)中的廣泛使用也就不奇怪了。
到了1990年前后，從事干燥技術(shù)的研究單位已遍布各大學(xué)的化工等專業(yè)，生產(chǎn)企業(yè)也已有20多家。近10多年來，隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，干燥技術(shù)也得到了長足的進(jìn)步。專業(yè)生產(chǎn)企業(yè)也增加10多倍，達(dá)到300多家，目前幾乎所有常規(guī)流化床干燥機國內(nèi)均能生產(chǎn)。
振動流化床干燥機工作原理與結(jié)構(gòu)
進(jìn)入流化床內(nèi)的濕物料與熱空氣在布風(fēng)板上方接觸，物料顆粒懸浮于氣流之中，形成流化狀態(tài)。呈流化狀態(tài)的物料顆粒與熱空氣均勻、充分地混合，進(jìn)行十分強烈的傳熱和傳質(zhì)，脫除水分，達(dá)到干燥。合格的產(chǎn)品由流化床的出料口排出，含塵氣體經(jīng)除塵裝置凈化后由引風(fēng)機排入大氣。
顆粒物料在普通流化床干燥機中進(jìn)行干燥時，物料顆粒應(yīng)均勻且有一定的規(guī)格，不然會形成溝狀流和滯動區(qū)，顆粒粒度分布寬時，夾帶嚴(yán)重，濕度大時易結(jié)塊，以及由于顆粒返混，顆粒停留時間分布范圍大，顆粒含濕量不均，因此限制了普通流化床干燥機的使用范圍。為了克服其缺點，國外在改善流化床干燥機性能等方面做了大量研究。特別是在能源緊張的今天強化傳質(zhì)傳熱過程，節(jié)約能源、提高質(zhì)量，使流化床干燥機具有廣泛的適應(yīng)性和經(jīng)濟上的合理性，振動流化床干燥機具有重大的意義。振動流化床干燥機設(shè)計*、質(zhì)量可靠、適用范圍廣、并具有顯著的節(jié)能性和能干燥在其它干燥機上難以干燥的物料的優(yōu)點，因此振動流化床干燥機得到各行業(yè)的普遍歡迎。
振動流化床干燥機是由振動電機產(chǎn)生激振力使機器振動，物料在這給定方向的激振力的作用下跳躍前進(jìn)，同時振動流化床干燥機床底輸入的熱風(fēng)使物料處于流化狀態(tài)，物料顆粒與熱風(fēng)充分接觸，從而達(dá)到理想的干燥效果。物料從振動流化床干燥機料口進(jìn)入，振動流化床干燥機振槽上的物料與振槽下部通入的熱風(fēng)正交接觸傳熱，濕空氣由引風(fēng)引出，干料由排料口排出。
振動流化床干燥機主要特點
1、振動流化床干燥機采用振動電機驅(qū)動，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)、噪音小、壽命長、維修方便。
2、振動流化床干燥機振動使物料易達(dá)流化狀態(tài)，增大了有效傳熱系數(shù)，故熱效率高。床層溫度分布均勻，無局部過熱現(xiàn)象。流化均勻，*及吹穿現(xiàn)象。振動起輸送作用，也有利于節(jié)約能量。比一般干燥裝置可節(jié)能30-60%。
3、料層厚度和機內(nèi)移動速度及振幅均可無級調(diào)整，可調(diào)性好，速用面寬。
4、物料表面損傷小，可用于易碎物料的干燥，物料顆粒不規(guī)則時亦可使用，不影響效果。
5、振動流化床干燥機采用全封閉式結(jié)構(gòu)，有效地防止了物料與外界的交叉污染，環(huán)境清潔，改善了勞動條件。
6、振動促進(jìn)流態(tài)化，使空氣需要量減少，顆粒夾帶率降低。
流化床干燥機的分類適用的物料
流化床干燥設(shè)備在不到100年的時間里，經(jīng)過科研人員的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，得到了長足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。其種類很多，根據(jù)待干燥物料性質(zhì)的不同，所采用的流化床也不同，按其結(jié)構(gòu)大致可分為：單層和多層圓筒型流化型、臥式多室流化型、攪拌流化型、振動流化型、離心式流化型、脈沖流化型等類型。隨著流化床干燥設(shè)備應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展，其類型及適應(yīng)的物料也越來越多，在化工、輕工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中已廣泛應(yīng)用。由于不同物料及產(chǎn)品對干燥的不同要求，也就出現(xiàn)了不同形式的流化床干燥機?，F(xiàn)根據(jù)其類型，分述如下：
1.單層流化床干燥機
單層流化床干燥機是zui簡單的一種機型，可分為連續(xù)、間歇兩種操作方法。連續(xù)操作停留時間分布較廣，因而多應(yīng)用于比較容易干燥的產(chǎn)品或?qū)Ω稍镏笜?biāo)要求不是很嚴(yán)格的產(chǎn)品。間歇操作可用于含水率較高的物料的干燥對于一些顆粒度不均勻并有一定粘性的物料，多采用在床層內(nèi)裝有攪拌器的低床層操作。
該設(shè)備操作簡單，檢修方便，床層溫度平穩(wěn)，干燥效果好，但運轉(zhuǎn)周期長。
本機適用于硫酸銨、氯化銨、無水亞硫酸鈉、聚四氟乙烯、*、堿性青蓮染料、催化劑顆粒、酐酪素、椰蓉、食鹽等物料的干燥。
2.多層流化床干燥機
多層流化床干燥機由于停留時間分布均勻，所以實際需要的干燥時間比單層流化床短?？梢愿纳聘稍锂a(chǎn)品含水的均勻性，易于控制產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。但是，多層流化床干燥機因?qū)訑?shù)增加，各層之間又要保證形成穩(wěn)定的流化狀態(tài)增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的年復(fù)雜性。對于除去結(jié)合水分的物料，采用多層流化床是恰當(dāng)?shù)摹?br />
多層流化床干燥機適用于滌綸切片、*、氨基匹林、*、*、四環(huán)素、片劑淀粉顆粒、糖粉、飼料、塑料、糧食等粉粒狀物料的干燥
3.臥式多室流化床干燥機
臥式多室流化床干燥設(shè)備克服了多層流化床結(jié)構(gòu)復(fù)雜、層床阻力等缺點濕料由加料機連續(xù)加入干燥器的*室，由于物料處于流化狀態(tài)，所以可自由地由前一室向后一室。干燥后的物料由zui后干燥室卸料口卸出，可干燥各種難于干燥的粒狀物料和熱敏性物料，并逐漸推廣到粉狀物料。
這類干燥機適用于聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍1010、鄰氯苯甲酸、四環(huán)素、*、*、肝粉、糖粉、檸檬酸、草酸、氯化橡膠等物料的干燥。
流化床干燥設(shè)備目前已經(jīng)被廣泛適用于化工、輕工、醫(yī)藥、食品、塑料、糧油、礦渣、制鹽、煙糖等行業(yè)的顆粒狀物料、粉狀物料、塊狀物料、纖維狀物料、特殊形狀物料的干燥、冷卻、增濕等作業(yè)，同時還用于干燥冷卻、冷卻增濕作業(yè)。