14种流化床干燥器的工作原理及其应用.docx

14种流化床干燥器的工作原理及其应用流化技术起源于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74°C，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1、 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）xkW/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。

2、 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3、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、氯化钙、硝酸铵等物料的干燥4、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・h・ °C；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、多层流化床等一、单层圆筒流化床干燥器单层圆筒型流化床干燥器：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0 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，故不再作详细介绍二、多层圆筒型流化床干燥器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三、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，还可提高热效率四、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五、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 1-2mm 的玻璃球，已成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300°C,然后进人圆柱型流化床内，使预先装入的 ®12mm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，尾气排入大气六、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七、振动流化床干燥器号t】l用抗HAM€期料 i-立虫h刈瞳化床缺点：(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。