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摘要：流化床干燥機(jī)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(diǎn)而被廣泛用于化工、食品、陶瓷、制藥等行業(yè)，就流化床干燥機(jī)的種類及普遍存在的一些問題和解決方法做一簡(jiǎn)要綜述。
流化技術(shù)起源于1921年，最早應(yīng)用于干燥工業(yè)化大生產(chǎn)是1948年美國(guó)建立的多爾—奧列弗固體流化裝置，而我國(guó)直到1958年后才開始發(fā)展此項(xiàng)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(shí)間可調(diào)、投資費(fèi)用低廉和維修工作量較小等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛的發(fā)展和應(yīng)用。
1 流化床干燥機(jī)的分類
流化床干燥機(jī)在不到100年的時(shí)間里，經(jīng)過科研人員的不斷改進(jìn)和創(chuàng)新，得到了長(zhǎng)足的發(fā)展和廣泛的應(yīng)用。流化床干燥機(jī)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：?jiǎn)螌雍投鄬訄A筒型流化型、臥式多室流化型、攪拌流化型、振動(dòng)流化型、離心式流化型、脈沖流化型等類型。
1.1 單層和多層圓筒型流化床干燥機(jī)
最早應(yīng)用的流化床為單層圓筒型，其材料為普通碳鋼內(nèi)涂環(huán)氧酚醛防腐層，氣體分布板是多孔篩板，板上小孔半徑1.5
mm，正六角形排列。整個(gè)干燥過程為：濕物料由皮帶輸送機(jī)運(yùn)送到拋料加料機(jī)上，然后均勻地拋入流化床內(nèi)，與熱空氣充分接觸而被干燥，干燥后的物料由溢流口連續(xù)溢出�？諝膺M(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)、加熱器后進(jìn)入篩板底部，向上穿過篩板，使床層內(nèi)濕物料流化起來形成流化層。尾氣進(jìn)入旋風(fēng)分離器組，將所夾帶的細(xì)粉除下，然后由排氣機(jī)排到大氣中。此干燥器操作簡(jiǎn)單、勞動(dòng)強(qiáng)度低、勞動(dòng)條件好、運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。
但是由于單層圓筒流化床直徑較小，物料停留時(shí)間較長(zhǎng)，干燥后所得產(chǎn)品濕度不均勻。因此發(fā)展了多層流化床，該流化床不僅可以提高效率，更重要的是能夠得到較為均勻的停留分布時(shí)間。為了對(duì)物料進(jìn)行內(nèi)擴(kuò)散控制，多層流化床還先后經(jīng)歷了溢流管式、下流管式和穿流板式3個(gè)階段。多層流化床的物料干燥程度均勻，干燥質(zhì)量易于控制。熱效率較高，適用于降速干燥階段較長(zhǎng)的物料以及濕含量較高（水分含量＞14%）的物料的干燥。
1.2 臥式多室流化床干燥機(jī)
由于多層流化床還是存在操作困難、床層阻力大和結(jié)構(gòu)復(fù)雜等缺點(diǎn)，為克服這些缺點(diǎn)，20世紀(jì)60年代末70年代初發(fā)展了一種臥式多室流化床。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便，適用于各種難干燥的粉粒狀物和熱敏性物料的干燥。可以說，臥式多室流化床干燥機(jī)相當(dāng)于多個(gè)方形界面流化床串聯(lián)系統(tǒng)。
其主要特點(diǎn)：
�。�1）在相鄰隔室間安裝擋板，從而可制得均勻干燥的產(chǎn)品，改善了物料停留時(shí)間的分布；
（2） 物料的冷卻和干燥可結(jié)合在同一設(shè)備中進(jìn)行，簡(jiǎn)化了流程和設(shè)備；
�。�3） 由于分隔成多室，可以調(diào)節(jié)各室的空氣量，增加的擋板可避免物料走短路排出。
該設(shè)備在制藥工業(yè)中推廣較快，目前國(guó)內(nèi)有幾十個(gè)工廠用此設(shè)備來干燥各種片劑顆粒藥物、粉粒狀物料以及片狀物料。如果在操作上對(duì)各室的風(fēng)量、氣溫加以調(diào)節(jié)，或?qū)⒆钅⿴资业臒峥諝舛卫�，或在床�?nèi)添加內(nèi)加熱器等，還可提高熱效率。
1.3 攪拌流化床
為了使某些濕顆粒物料或已凝聚成團(tuán)的物料亦能采用流化干燥技術(shù)，研究人員在加料口附近裝備床內(nèi)攪拌葉片，使呈團(tuán)狀或塊狀的物料及時(shí)打碎，以利于形成流化，這種裝備有攪拌器的流化床稱為攪拌流化床。
其優(yōu)點(diǎn)在于：
�。�1）適合于濕含量較大、在熱氣流中不易分散的物料或者可能結(jié)塊的物料的干燥；
�。�2）可以避免溝流、騰涌和死床現(xiàn)象，獲得均勻的流化狀態(tài)，提高熱質(zhì)傳遞強(qiáng)度。
近年來攪拌流化床在制藥工業(yè)上得到了相當(dāng)廣泛的應(yīng)用，其常作為制藥過程的后續(xù)工藝的干燥裝置，以簡(jiǎn)化設(shè)備及工藝，降低成本。
1.4 振動(dòng)流化床干燥機(jī)
隨著多級(jí)干燥的發(fā)展，振動(dòng)流化床（vibratefluidized
bed，VFB）得到應(yīng)用，其基本結(jié)構(gòu)與普通流化床相似，是一種將機(jī)械振動(dòng)加于流化床中的改良產(chǎn)品。物料依靠機(jī)械振動(dòng)和穿孔氣流雙重作用流化，并在振動(dòng)作用下向前作活塞形式的移動(dòng)，利用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。
振動(dòng)流化床由于物料的輸送是由振動(dòng)來完成的，供給的熱風(fēng)只是用來傳熱和傳質(zhì)，因此可以明顯地降低能量消耗。另外，由于床層的強(qiáng)烈振動(dòng)，傳熱和傳質(zhì)的阻力減小，提高了振動(dòng)流化床的干燥速率，同時(shí)使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量夾帶的塊團(tuán)性或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、粘壁等現(xiàn)象。
1.5 離心式流化床干燥機(jī)
離心式流化床是在離心力場(chǎng)中進(jìn)行流化干燥的一種新型干燥設(shè)備，其原理是在機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)造成的離心力場(chǎng)作用下使粒狀物料分布在絲網(wǎng)覆蓋的圓筒型多孔壁上，熱氣流穿過多孔壁使之流化干燥。由于離心力場(chǎng)的存在離心加速度可以是重力
加速度的幾倍到幾十倍，因此與普通重力流化床相比較，強(qiáng)化了濕分在物料內(nèi)部的遷移過程，干燥時(shí)間短，傳熱傳質(zhì)速率高，能夠有效地抑制氣泡的生成及物料的夾帶，對(duì)于在重力流化床中難以干燥的低密度、熱敏性、易粘結(jié)的固體物料都可以有效地干燥。
1.6 脈沖流化床干燥機(jī)
針對(duì)一些不易流動(dòng)的物料及干燥溫度不允許超過50～80
℃的結(jié)晶藥物，發(fā)展了脈沖式流化床。脈沖流化床改變了傳統(tǒng)流化床的恒定送風(fēng)為周期性送風(fēng)，通過調(diào)節(jié)氣流的脈沖頻率或脈沖氣流導(dǎo)通率，使通過孔板的氣體流量或流化區(qū)發(fā)生周期性變化，對(duì)物料進(jìn)行干燥。
其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是在干燥濕底部的周圍裝有幾根熱空氣進(jìn)口管，在每根熱空氣管上裝有脈沖閥，它們按一定的頻率和次序開啟，開啟時(shí)間與床層厚度和物料性能有關(guān)，當(dāng)氣體突然引進(jìn)時(shí)，在短時(shí)間內(nèi)形成一個(gè)脈沖，使粒子劇烈流化，促使物料之間進(jìn)行強(qiáng)烈的傳熱與傳質(zhì)，當(dāng)閥門關(guān)閉時(shí)，床層的流化狀態(tài)逐漸消失，則物料處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時(shí)仍通入部分氣體通過床層，以便下一個(gè)脈沖能有效地在床中傳遞。
其優(yōu)點(diǎn)在于：傳熱系數(shù)高，干燥時(shí)間短，空氣耗量減少，電能耗量低。脈沖流化床能有效克服溝流、死區(qū)和局部過熱等傳統(tǒng)流化床常見的弊端，因而可用于處理黏性強(qiáng)、易結(jié)團(tuán)和熱敏性物料，如四環(huán)素類的抗生素。
1.7 惰性粒子流化床干燥機(jī)
惰性粒子流化床干燥機(jī)具有將物料蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥和粉碎在同一設(shè)備中完成的特點(diǎn)。此干燥器中預(yù)先裝有直徑為1～2
mm的玻璃珠，其在熱空氣的作用下呈流化狀態(tài)，物料進(jìn)入流化床內(nèi)，在玻璃珠相互球磨的作用下，迅速被粉碎、干燥。目前，此類流化床干燥機(jī)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用較少。
2 流化床干燥機(jī)存在的問題與解決方法
經(jīng)過工程技術(shù)人員的共同努力，近年來我國(guó)的流化床干燥機(jī)有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。目前國(guó)內(nèi)常用的流化床干燥機(jī)有：內(nèi)藏?zé)峁苁搅骰哺稍餀C(jī)、ZLG振動(dòng)流化床干燥機(jī)、沸騰流化床干燥機(jī)等。流化床干燥機(jī)的結(jié)構(gòu)、性能都有明顯改善，質(zhì)量也在不斷提高，但還存在著一些問題。
2.1 熱能利用的不充分
流化床干燥機(jī)存在熱能利用不充分的問題，導(dǎo)致干燥效率不理想，能耗增加。如果在流化干燥過程中物料和熱空氣接觸不緊密，就存在熱交換不完全的問題，不但降低干燥效率，而且增加能耗。
德國(guó)GEA集團(tuán)的下屬公司[1]專門設(shè)計(jì)了使進(jìn)氣量更加均勻與平穩(wěn)的篩板，該篩板可以使流化干燥過程中熱交換更加充分和合理，并且降低了加熱空氣產(chǎn)生的能耗，可大幅提升經(jīng)濟(jì)效益。瑞士的蘇爾壽公司和日本奈良機(jī)械[2]制造的內(nèi)藏?zé)峁苁搅骰哺稍餀C(jī)，改變了以往流化床熱量全部由熱風(fēng)帶入的方法，它將管式熱交換器沉浸在流態(tài)化干燥物料中，物料脫水所需熱量分別由埋管熱交換器和流化用熱空氣提供，以較小的風(fēng)量滿足物料流化干燥的要求，由于部分熱量來自管內(nèi)熱介質(zhì)的傳導(dǎo)傳熱，因此大大提高了熱效率，而熱介質(zhì)一般為蒸汽、導(dǎo)熱油等。
此外我們還可以采用新的加熱技術(shù)或新能源來提高設(shè)備的熱效率。如在床底層埋植換熱管，利用液體潛熱進(jìn)行噴霧熱交換，采用微波加熱等形式進(jìn)一步提高流化床干燥機(jī)的熱效率，從而降低能源損耗，達(dá)到經(jīng)濟(jì)環(huán)保的目的。
2.2 被干燥物料濕度的在線監(jiān)測(cè)
流化床干燥過程中還存在無法在線監(jiān)測(cè)被干燥物料濕度的問題，如果能夠在干燥過程中在線檢測(cè)物料的濕度，便可根據(jù)實(shí)際情況調(diào)整參數(shù)，提高干燥的效率。
K.Sepp a l
a[3]等人設(shè)計(jì)了一種在線檢測(cè)流化床干燥時(shí)物料濕度的裝置，該裝置采用雙比色皿系統(tǒng)，通過測(cè)量物料的電導(dǎo)率來檢測(cè)物料的濕度，使整個(gè)干燥過程處于可控制狀態(tài)。
此外還有利用重量改變、紅外掃描等技術(shù)對(duì)被干燥的物料進(jìn)行在線濕度檢測(cè)的報(bào)道[4]，這些方式使流化床的整個(gè)干燥過程可以加以適時(shí)調(diào)控。
2.3 干燥結(jié)果的差異性
目前流化床干燥中普遍存在干燥結(jié)果差異較大的問題：
�。�1）同一種物料、不同投料量的干燥結(jié)果存在差異；
�。�2）不同種類物料、相同投料量的干燥結(jié)果存在較大差異。
因此，針對(duì)這兩個(gè)問題，一般都是對(duì)流化床的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，使其設(shè)計(jì)更為合理，從而增加干燥物料的種類，而且可以提高干燥效率，降低干燥結(jié)果的差異性。
德國(guó)GEA集團(tuán)[5]針對(duì)同一種物料、不同投料量干燥結(jié)果不同的問題，設(shè)計(jì)有適用于較小量干燥物料的兩層圓筒型流化床干燥機(jī)、適用于中等規(guī)模干燥量的四層串聯(lián)流化床干燥機(jī)以及適用于大規(guī)模干燥量的矩形三層流化床干燥機(jī)。針對(duì)不同種類物料、相同投料量干燥結(jié)果不同的問題，設(shè)計(jì)有專門適用于干燥易團(tuán)聚的固體物料的流化干燥器和適用于液體物料干燥的流化干燥器。
德國(guó)的Glatt公司[6]針對(duì)同種物料、不同投料量干燥結(jié)果不同的問題，設(shè)計(jì)有間歇型流化床和連續(xù)型流化床，間歇型生產(chǎn)量為2
kg/h～1.5 t/h，連續(xù)型生產(chǎn)量為20 kg/h～5
t/h，此設(shè)計(jì)可以有效地解決同種物料、不同投料量干燥結(jié)果不同的問題。
2.4 特殊物料的干燥穩(wěn)定性
熱敏感物料、氧敏感的物料以及含溶劑易燃物料的干燥條件要求較高，干燥條件不合理會(huì)導(dǎo)致被干燥物料的降解、變質(zhì)。美國(guó)的Bepex公司[7]設(shè)計(jì)的固定式流化床干燥機(jī)是一種較新的適用于熱敏感物料、氧敏感的物料和含溶劑易燃物料干燥的流化干燥設(shè)備。此流化床干燥機(jī)中具有多個(gè)區(qū)域，可在同一個(gè)裝置中進(jìn)行加熱和冷卻，每個(gè)區(qū)域都可以對(duì)溫度、露點(diǎn)和流化速度進(jìn)行獨(dú)立控制，通過調(diào)節(jié)每個(gè)區(qū)域的圍堰高度，物料在干燥器中的停留時(shí)間可相差最多4倍。由于采用較低的蒸汽壓，熱敏感物料可在低于沸點(diǎn)的溫度下進(jìn)行干燥，并且加入間接傳熱表面，提高干燥能力。
此外，該設(shè)備使用了能夠?qū)⒍栊詺怏w進(jìn)行回收的封閉循環(huán)流化床系統(tǒng)，可以處理對(duì)氧敏感的物料和含溶劑易燃物料。
2.5 冷卻系統(tǒng)
部分流化床干燥機(jī)缺少冷卻系統(tǒng)，因此冷卻過程一般較長(zhǎng)。目前，國(guó)內(nèi)外的研究人員和生產(chǎn)商在設(shè)計(jì)和制造流化床時(shí)，都考慮設(shè)計(jì)并采用更為合理和高效的冷卻裝置，使干燥后的物料能迅速冷卻降溫，達(dá)到簡(jiǎn)化生產(chǎn)過程，或直接包裝的目的。
3 展望
目前，國(guó)外公司生產(chǎn)的流化床干燥機(jī)由于采用了先進(jìn)的技術(shù)而使其生產(chǎn)質(zhì)量得到了較好的保證，我國(guó)由于起步晚，流化床干燥機(jī)與國(guó)際先進(jìn)水平相比有一定的差距，但隨著我國(guó)制藥工業(yè)的發(fā)展，在學(xué)習(xí)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，選擇特定的突破點(diǎn)，加大自主創(chuàng)新力度，一定可以縮小與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。 組合干燥設(shè)備是兩種或兩種以上干燥形式的組合，對(duì)物料而言，主要以串聯(lián)為主，也就是工作時(shí)物料先后通過干燥設(shè)備兩臺(tái)或兩臺(tái)以上干燥設(shè)備，組合干燥主要是滿足某種干燥工藝的需要。眾所周知，每種干燥器都存在一定不足之處，通過同種或?污泥烘干機(jī)節(jié)能降耗的方法總結(jié)出有以下四種方法： 1.降低污泥干化設(shè)備蒸發(fā)負(fù)荷：物料進(jìn)入烘干機(jī)前，通過過濾、離心分離或蒸發(fā)器的蒸發(fā)等預(yù)脫水處理，可增加物料中的固含量，降低干燥機(jī)的蒸發(fā)負(fù)荷，這是烘干設(shè)備節(jié)能的有效方法之一。 2.減少污泥干化設(shè)備烘干過程的各種熱損失：一般來說，烘干機(jī)的熱損失不會(huì)過1用干燥的氣體循環(huán)到干燥室的空氣分配器和加熱通過間接或直接的熱。間接加熱，干燥的氣體成分將水蒸氣直接加熱將空氣含水量高�；蛘�，在用干燥氣體的能量可以在換熱器的使用和沒有或只有很少的排放對(duì)環(huán)境�！ ⊥ㄟ^這個(gè)過程，可以獲得所需的平均粒徑和粒徑分布窄的旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥粉末，具有低能耗、少或無排放到環(huán)境。閃蒸 一、概述
旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥機(jī)是連續(xù)操作的對(duì)流干燥設(shè)備，也是目前工業(yè)生產(chǎn)中用于干燥濾餅狀物料的****設(shè)備之一。其工作原理如圖1所示。主機(jī)大致可分為三大部分：
集風(fēng)室及破碎流化段；
中部干燥段；
頂部回收段。
濾餅狀物料經(jīng)螺旋給料裝置進(jìn)入干燥機(jī)? 如何了解清楚污泥烘干機(jī)干燥出現(xiàn)效率低的問題？使用污泥烘干機(jī)時(shí)，不能保證不會(huì)阻塞設(shè)備。 但是，在發(fā)生阻塞之后，我們應(yīng)該實(shí)時(shí)處理該問題，以防止污泥烘干機(jī)損壞。遇到問題時(shí)，鞏義興農(nóng)與您分享用戶的處理計(jì)劃。 1、當(dāng)干燥過程中出現(xiàn)異常聲音時(shí)，可以直接切斷電源。 請(qǐng)勿用手和腳為考試而戰(zhàn)，以免因僵化 |
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