流化技術(shù)起源于1921年。流化床干燥器又稱沸騰床干燥器,流化干燥是指干燥介質(zhì)使固體顆粒在流化狀態(tài)下進(jìn)行干燥的過(guò)程。自流態(tài)化技術(shù)發(fā)明以來(lái),干燥是應(yīng)用最早的領(lǐng)域之一。流化技術(shù)最早應(yīng)用于干燥工業(yè)規(guī)模是于1948年在美國(guó)建立多爾一奧列弗固體流化裝置,該流化床直徑是1.73m,床層溫度74℃,每小時(shí)處理能力50噸白云石顆粒。將粉塵楊析以得到較粗制品。流化床干燥在我國(guó)是從1958年以后開始發(fā)展起來(lái)的一門較新技術(shù),首先是在食鹽工業(yè)上應(yīng)用。目前已廣泛應(yīng)用于化肥、顏料、聚乙烯,對(duì)苯二甲酸二酯、藥物原料、塑料等方面。
流化干燥之所以得到廣泛的發(fā)展,主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn):
(1)由于物料和干燥介質(zhì)接觸面積大,同時(shí)物料在床內(nèi)不斷地進(jìn)行激烈攪動(dòng),所以傳熱效果良好,熱容量系數(shù)大,可達(dá)(2.3-7.0)×kW/m3•K;
(2)由于流化床內(nèi)溫度分布均勻,從而避免了產(chǎn)品的任何局部的過(guò)熱,所以特別適用于某些熱敏物料干燥;
(3)在同一設(shè)備內(nèi)可以進(jìn)行連續(xù)操作,也可進(jìn)行間歇操作;
(4)物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間,可以按需要進(jìn)行調(diào)整,所以產(chǎn)品含水率穩(wěn)定;
(5)干燥裝置本身不包括機(jī)械運(yùn)動(dòng)部件,從而設(shè)備的投資費(fèi)用低廉,維修工作量較小。
其主要缺點(diǎn):
(1)被干燥物料顆粒度有一定的,一般要求不小于30um,不大于4mm為合適。當(dāng)幾種物料混在一起干燥時(shí),各種物料重度應(yīng)當(dāng)接近;
(2)由于流化干燥器的物料返混比較激烈,所以在單級(jí)連續(xù)式流化干燥裝置中,物料停留時(shí)間不均勻,有可能發(fā)生未經(jīng)干燥的物料隨產(chǎn)品一起排出床層。
流化床干燥器的分類
隨著應(yīng)用技術(shù)的不斷發(fā)展,流化床干燥器的型式及應(yīng)用也越來(lái)越多,設(shè)備的分類方法也有所不同。按被干燥物料可分為三類:第一類是粒狀物料;第二類是膏狀物料;第三類是懸浮液和溶液等具有流動(dòng)性的物料。按操作條件,基本上可分兩類:連續(xù)式和間歇式。按結(jié)構(gòu)狀態(tài)來(lái)分類有一般流化型、攪拌流化型、振動(dòng)流化型、脈沖流化型、碰撞流化型(惰性粒子做載體)。隨著對(duì)流化床干燥設(shè)備不斷的改進(jìn)、擴(kuò)大,目前已成為干燥設(shè)備的主要機(jī)型之一。
多年來(lái),流化床干燥器在工業(yè)上有許多應(yīng)用,下面是各種干燥器干燥的物料。
(1)單層圓筒形流化床。
已用于硫酸銨、氯化銨、無(wú)水亞硫酸鈉、食鹽、聚四氟乙烯、葡萄糖酸鈣、堿性青蓮染料、催化劑顆粒等物料的干燥。
(2)多層圓筒形流化床干燥器
已用于滌綸切片、水楊酸鈉、氨基匹林、土霉素、金霉素、四環(huán)素、片劑淀粉顆粒、糖粉等物料的干燥。
(3)臥式多室流化床干燥器。
已用于聚氯乙烯樹脂、聚丙烯樹脂、尼龍1010、鄰氯苯甲酸、四環(huán)素、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)帶有攪拌器流化床。
已用于硫酸銨、硫酸銅、氟化鈉、氨基酸、酐酪素、聚丙烯樹脂、酚醛樹脂等物料的干燥。
(5)惰性粒子流化床。
已用于欽白粉、農(nóng)藥代森鋅、顏料、染料、硅藻土、腐植酸鈉、腐植酸等物料的干燥。
(6)振動(dòng)流化床。
已用于糖、石棉礦、奶粉等物料的干燥。
(7)噴霧流化造粒干燥。
已用于尿素、葡萄糖、溴化鈉、溴化鉀、溴化銨、鈦白粉、丙二酸鈉、熒光增白劑、醋酸鉀、氯化鈣、硝酸銨等物料的干燥。
流化床干燥裝置簡(jiǎn)述
流化床干燥器是近年來(lái)發(fā)展的一種新型高效干燥器。目前在化工、輕工、醫(yī)藥、食品等工業(yè)中已廣泛應(yīng)用,而且已逐步推廣到造粒、煅燒、冷卻等方面。干燥時(shí)由于氣固兩相逆流接觸,劇烈攪動(dòng)。固體顆粒懸浮于干燥介質(zhì)之中,具有很大的接觸表面積,無(wú)論在傳熱、傳質(zhì)、容積干燥強(qiáng)度、熱效率等方面都很優(yōu)良。傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不接觸物料,不會(huì)因設(shè)備磨損而混入雜質(zhì),這對(duì)于要求純度較高的醫(yī)藥等工業(yè)尤為重要。由于適應(yīng)不同物料要求及對(duì)成品的不同要求,也就出現(xiàn)了下列幾種不同型式的流化干燥。大體可分為下列幾種類型:?jiǎn)螌訄A筒流化床干燥器、多層圓筒流化床干燥器、臥式多室流化干燥器、噴霧流化干燥器、惰性粒子流化干燥器,噴動(dòng)床干燥器、流化鍛燒器。現(xiàn)根據(jù)其類型,分述如下。
流化床氣體分布板的型式,有篩板、篩網(wǎng)以及燒結(jié)密孔板等,國(guó)內(nèi)各廠多采用篩板式氣體分布板。也有一些工廠,在流化床氣體分布板上再鋪一層絹絲或300目以上的不銹鋼網(wǎng),這樣可以保證物料顆粒不漏下去,篩孔板開孔在1.5%-30%之間。
散粒狀的固體物料,由螺旋加料器加人流化床干燥器中。空氣由鼓風(fēng)機(jī)送人燃燒室,加熱后送入流化床底部經(jīng)分布板與固體物料接觸,形成流態(tài)化,達(dá)到氣固相的熱質(zhì)交換,物料干燥后由排料口排出。尾氣由流化床頂部排出,經(jīng)旋風(fēng)分離器組回收。被帶出的產(chǎn)品,再經(jīng)洗滌器和霧沫分離器后排空。
流化床干燥器具有以下特點(diǎn),它適用于無(wú)凝集作用的散粒狀物料的干燥,顆粒直徑可從30um-6mm,設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單;生產(chǎn)能力大,從每小時(shí)幾十公斤至幾百噸;熱效率高,對(duì)于除去物料中的非結(jié)合水分,熱效率可達(dá)到70%左右,對(duì)于除去物料中的結(jié)合水分時(shí),熱效率約為30%-50%;容積傳熱系數(shù)可達(dá)到2000-6000•h•℃;物料在流化床中的停留時(shí)間與流化床的結(jié)構(gòu)有關(guān),如設(shè)計(jì)合理,物料在流化床中停留時(shí)間可以任意延長(zhǎng)。其缺點(diǎn)是熱空氣通過(guò)分布板和物料層的阻力較大,一般約為500-1500pa。鼓風(fēng)機(jī)的能量消耗大。對(duì)單層流化床干燥器,物料在流化床中處于完全混合狀態(tài)。部分物料從加料口到出料口,可能走短路而直接被吹向出口,造成物料干燥不均勻。為改善物料在流化床中干燥的均勻性,一般多采用各種不同結(jié)構(gòu)的流化床。如具有控制物料短路的擋板結(jié)構(gòu)的單層流化床、臥式多室流化床、多層流化床等。
一、單層圓筒流化床干燥器
單層圓筒型流化床干燥器:濕物料由皮帶輸送機(jī)運(yùn)送到拋料加料機(jī)上,然后均勻地拋人流化床內(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。空氣經(jīng)鼓風(fēng)機(jī)、加熱器后進(jìn)人篩板底部,并向上穿過(guò)篩板,使床層內(nèi)濕物料流化起來(lái)形成流化層。尾氣進(jìn)入四個(gè)旋風(fēng)分離器并聯(lián)組成的旋風(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。在該流程中,主要設(shè)備為單層圓筒形流化床。設(shè)備材料為普通碳鋼內(nèi)涂環(huán)氧酚醛防腐層,氣體分布板是多孔篩板,板上鉆有φ1.5mm的小孔,正六角形排列,開孔率為7.2%。流化床干燥器操作簡(jiǎn)單,勞動(dòng)強(qiáng)度低,勞動(dòng)條件好,檢修方便,運(yùn)轉(zhuǎn)周期長(zhǎng)。由于床層溫度平穩(wěn),干燥效果亦好。
單層流化床也用于含水率較多的物料。如葡萄糖酸鈣含水率為35%,但為間歇出料,卸料時(shí)分布板翻轉(zhuǎn)90°,于床層下部將料卸出。其他還有帶攪拌裝置的圓筒型單層流化干燥器,如酐酪素的干燥,由于酐酪素晶粒形狀大小不一,在流化過(guò)程中往往產(chǎn)生較為嚴(yán)重的溝流現(xiàn)象,物料局部堆積影響料層穩(wěn)定操作。這些裝置,是在單層流化床的基礎(chǔ)上的改革,其流程相同,故不再作詳細(xì)介紹。
二、多層圓筒型流化床干燥器
多層圓筒型流化床干燥器由于停留時(shí)間分布均勻,故實(shí)際需要停留時(shí)間遠(yuǎn)較單層流化床短。在相同條件下,設(shè)備體積可相應(yīng)縮小。產(chǎn)品的干燥程度均勻,易于控制產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。多層床因分布板增加,故床層阻力也相應(yīng)增加。但當(dāng)物料為降速干燥階段時(shí),與單層床相比,由于停留時(shí)間的大大減少,床層阻力相應(yīng)減少。并且多層床熱效率較高,故適用于降速干燥階段較長(zhǎng)的物料以及濕含量較高(一般在14%以上)物料的干燥。例如采用五層流化干燥器干燥要求含水較低的滌綸樹脂(干燥后成品含水僅0.03%)。采用雙層流化床干燥含水率在15%-30%的各種藥物片劑,如氨基匹林等。多層床操作的最大困難是物料與熱空氣逆流接觸,各層上要形成穩(wěn)定的流化層,又要使物料定量地移至下一層,這就需要考慮溢流裝置的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。
三、臥式多室流化干燥器
由于多層流化床干燥器制造較為復(fù)雜,操作控制不容易掌握,故近年來(lái)有將其改為多室流化床的趨勢(shì),即改為低風(fēng)速的臥式多室流化床千燥器。該設(shè)備高度可降低、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作亦較為方便,并用在SMP等片劑的干燥上。由于使用效果較好,很快就在制藥工業(yè)中得到推廣。目前國(guó)內(nèi)有幾十個(gè)工廠用此設(shè)備來(lái)干燥各種片劑顆粒藥物、粉粒狀物料(如聚氯乙烯、烏洛托品)以及片狀物料(如尼龍1010)等。臥式流化床干燥停留時(shí)間可任意調(diào)節(jié),壓力損失小,并可得到干燥均勻的產(chǎn)品。它的主要缺點(diǎn)是采用較高風(fēng)溫時(shí)熱效率低于多層床,。但如果能夠調(diào)節(jié)各室的進(jìn)風(fēng)溫度及風(fēng)量,并逐室降低,或采用熱空氣串聯(lián)通過(guò)各室的辦法,熱效率也可以提高。目前大多數(shù)臥式流化床采用負(fù)壓操作。
臥式流化床干燥機(jī)可能是最早的改進(jìn),并在60年代就已較廣泛地應(yīng)用。它使物料從一端加人,另一端卸出,相當(dāng)于多個(gè)方形截面流化床串聯(lián)系統(tǒng)(對(duì)物料而言,氣體則多半是并聯(lián))。其主要特點(diǎn)是改善了物料停留時(shí)間分布,從而可制得均勻干燥產(chǎn)品。為此目的,有的還在相鄰室間安裝擋板。另一優(yōu)點(diǎn)是很容易使物料的冷卻和干燥結(jié)合在同一設(shè)備中進(jìn)行,即在尾部增設(shè)一冷卻室,出料直接包裝,簡(jiǎn)化流程和設(shè)備。這類干燥機(jī)目前在工業(yè)上應(yīng)用還相當(dāng)普遍,成功應(yīng)用的例子有農(nóng)藥草甘膦、檸檬酸、草酸、氯化橡膠、以及PVC、PE、PP樹脂等。臥式多室流化床干燥器由于分隔成多室,可以調(diào)節(jié)各室的空氣量,同時(shí),流化床內(nèi)增加了擋板,可避免物料走短路排出,干燥產(chǎn)品的含水率也較均勻。若在操作上對(duì)各室的風(fēng)量、氣溫加以調(diào)節(jié),或?qū)⒆钅资业臒峥諝舛卫茫蛟诖矁?nèi)添加內(nèi)加熱器等,還可提高熱效率。
四、噴霧流化干燥器
噴霧流化干燥器是利用霧化器將溶液霧化,噴入顆粒劇烈運(yùn)動(dòng)的流化床內(nèi),借助溶液本身的顯熱,結(jié)晶熱及流化介質(zhì)的熱量,使水分蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥并在一步內(nèi)完成。溶液在霧化過(guò)程中未碰到床中原有顆粒前,已部份蒸發(fā)結(jié)晶,形成新的品種。而在霧化過(guò)程尚未蒸發(fā)的溶液,便與床中原有結(jié)晶接觸而涂布于其表面,使顆粒長(zhǎng)大,并一步得到干燥,即形成粒狀產(chǎn)品,這是噴霧流化干燥器用于造粒方面的原理,噴霧流化干燥器適用于可噴霧的溶液或稀漿狀的物料。
噴霧流化床造粒產(chǎn)品的平均粒徑為0.3-3.0mm,大者可達(dá)8-20mm。可通過(guò)調(diào)節(jié)操作參數(shù)來(lái)控制粒徑的大小。如尿素的噴霧流化床造粒法制取的產(chǎn)品,其粒徑可達(dá)8-25mm。在中、小型噴霧流化床造粒器內(nèi),有時(shí)在篩板上部設(shè)置攪拌裝置,強(qiáng)制混合,防止死床,此設(shè)備可間歇操作也可連續(xù)操作。
五、惰性粒子干燥器
惰性粒子流化干燥器具有將物料蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、粉碎在同一設(shè)備中完成的特點(diǎn)。采用直徑為1-2mm的玻璃球,已成功用于涂料二氧化鈦。為了解決含水率60%膏狀物料農(nóng)藥代森鋅的干燥,用砂子作為惰性粒子,均達(dá)到預(yù)期目的。為流化干燥器的應(yīng)用開辟了一條新的途徑。
空氣加熱到300℃,然后進(jìn)人圓柱型流化床內(nèi),使預(yù)先裝入的φ1-2mm的玻璃球流化。然后將料漿由齒輪泵由拌漿槽打出,借氣流式噴嘴噴入玻璃珠流化床內(nèi),物料在玻璃珠相互球磨作用下,迅速使產(chǎn)品粉碎及干燥,達(dá)到320目細(xì)度。干燥后的產(chǎn)品隨氣流從流化床頂逸出,經(jīng)二級(jí)高效旋風(fēng)分離器分離后,再經(jīng)文丘里管濕法除塵,最后經(jīng)旋風(fēng)分離器使氣液分離,尾氣排入大氣。
六、離心流化床干燥器
離心流化床干燥器,也是流化床干燥的重大改進(jìn)之一。但在國(guó)內(nèi)目前尚未見(jiàn)到有定型設(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)復(fù)蓋的圓筒形多孔壁上,熱氣流穿過(guò)多孔壁使之流化干燥。它適用于處理大顆粒、小密度物料,如方便米飯等這一類物料,因起流速度與吹出速度非常接近,在重力場(chǎng)流化床中無(wú)法操作。
七、振動(dòng)流化床干燥器
缺點(diǎn):
(l)氣泡現(xiàn)象使流化不均勻,相間接觸效率不高,而且工程放大較困難;
(2)物料停留時(shí)間分布極不均勻,難以獲得濕含量均一的產(chǎn)品,甚至可能有部分產(chǎn)品因過(guò)度干燥而變質(zhì);
(3)動(dòng)力和熱能消耗大;
(4)只能處理松散的粉狀或粒狀物料。為解決這些問(wèn)題,在流態(tài)化基本構(gòu)思的基礎(chǔ)上進(jìn)行了一系列改進(jìn)和發(fā)展。
流態(tài)化干燥最重大的改進(jìn)和革新,當(dāng)推振動(dòng)流化床的開發(fā)和應(yīng)用。目前應(yīng)用最廣的臥式振動(dòng)流化床干燥器,形狀和基本結(jié)構(gòu)與普通臥式流化床干燥器很相似。區(qū)別在于前者整個(gè)機(jī)體通過(guò)彈簧支撐在底座上,多孔板稍向出料端傾斜,機(jī)體一側(cè)或兩側(cè)裝有振動(dòng)電機(jī)。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)作用下向前運(yùn)動(dòng)。
它具有非常突出的優(yōu)點(diǎn):
(1)在很低的氣速下可獲得均勻的流化,從而大大降低了能耗、顆粒間的磨損和粉塵夾帶;
(2)物料停留時(shí)間分布均勻,幾乎可以認(rèn)為是“活塞式流動(dòng)”,且停留時(shí)間易于調(diào)節(jié)控制,因此可獲得干燥非常均勻的顆粒狀產(chǎn)品。
振動(dòng)流化床干燥器是一種強(qiáng)化的有特殊用途的干燥裝置,它通常供物料最終干燥之用。由于在干燥過(guò)程中由機(jī)械振動(dòng)幫助物料流化,不僅有利于邊界層湍流,強(qiáng)化傳熱傳質(zhì),而且還確保了干燥設(shè)備在相當(dāng)穩(wěn)定流體力學(xué)條件下工作。這種設(shè)備除具有很好干燥功能之外,還能根據(jù)工藝需要完成物料造粒、冷卻、噴入少量液體、篩分和輸送等工序。目前已在制糖、醫(yī)藥、化肥、化工、塑料、乳品、鹽業(yè)和礦冶等工業(yè)部門得到廣泛應(yīng)用,這項(xiàng)技術(shù)基本成熟并已形成了系列化。
八、內(nèi)換熱的流化床干燥器
在流化床內(nèi)設(shè)置換熱器,向其內(nèi)通入蒸汽或其他熱介質(zhì),間接供給床層所必需的熱量,而熱空氣的主要作用是使床層流態(tài)化,這可達(dá)到明顯節(jié)能目的。內(nèi)換熱管可以旋轉(zhuǎn),既起換熱又起攪拌作用。內(nèi)換熱器一般是不動(dòng)的,它不僅向床層供給熱量,而且還起內(nèi)部構(gòu)件的作用。當(dāng)床層需要熱量很大而使床層流態(tài)化的風(fēng)量又需很小時(shí),采用內(nèi)換熱器的方案是最佳的選擇。
九、攪拌流化床
在普通流化床底部設(shè)置攪拌器,是流態(tài)化干燥的另一類改進(jìn)。它擴(kuò)大了流態(tài)化干燥適用的物料范圍,使之可用于進(jìn)料或在干燥脫水過(guò)程中可能結(jié)塊的粉狀或粒狀物料,而這是很常見(jiàn)的一類物料。例如大多數(shù)離心機(jī)分離出來(lái)的物料都有部分結(jié)團(tuán),含結(jié)晶水的物料則在干燥過(guò)程中很容易結(jié)塊。這一改進(jìn)帶來(lái)的另一好處是可獲得均勻的流化,提高了熱質(zhì)傳遞強(qiáng)度。
十、單圓筒流化干燥器
單層流化床可分為連續(xù)、間歇兩種操作方法。連續(xù)操作停留時(shí)間分布較廣,實(shí)際需要的平均停留時(shí)間較長(zhǎng),因而多應(yīng)用于比較容易干燥的產(chǎn)品,或干燥程度要求不是很嚴(yán)格的產(chǎn)品。國(guó)內(nèi)于1969年設(shè)計(jì)建造了一臺(tái)直徑為3000mm的大型流化床干燥裝置,用以干燥氯化銨,單層流化床也可用于含水率較高的物料的干燥,對(duì)含水率為35%的葡萄糖酸鈣的干燥就是一例。操作是間歇式的,卸料時(shí)分布板翻轉(zhuǎn)900,物料于床層下部卸出。用間歇操作的單層流化床干燥器也成功用于含水率為20%的催化劑的干燥,其出料是用高速氣流將物料吹入旋風(fēng)分離器后卸出。對(duì)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。酐酪素的干燥以及椰蓉的干燥,就是用該法進(jìn)行的。
單層圓筒型流化干燥器,一般是用于較易干燥產(chǎn)品或干燥程度不嚴(yán)格的產(chǎn)品。由于流化床內(nèi)粒子接近于完全混合狀態(tài),為了要減少未干燥粒子的排出,就必須延長(zhǎng)平均停留時(shí)間,于是流化床高度必有所提高,而壓力損失也隨著增大。由于這一特性,就必須使用溫度盡可能高的熱空氣藉以提高熱效率,而適當(dāng)減低床層高度。故單層圓筒型流化床干燥器只適宜于干燥含表面水及對(duì)干燥程度不嚴(yán)格的物料。
十一、多層振動(dòng)流化床干燥器
采用多層流化床干燥器,可以增加物料的干燥時(shí)間,改善干燥產(chǎn)品含水的均勻性,從而易于控制產(chǎn)品的干燥質(zhì)量。但是,多層流化床于燥器因?qū)訑?shù)增加,分布板相應(yīng)增多,床層阻力增加。同時(shí),各層之間,物料要定量地從上層轉(zhuǎn)移至下層,又要保證形成穩(wěn)定的流化狀態(tài),必須采用溢流裝置等,這樣又增加了設(shè)備結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性。對(duì)于除去結(jié)合水分的物料,采用多層流化床是恰當(dāng)?shù)摹@绮捎秒p層流化床干燥含水率15%-30%的氨基匹林;采用五層流化床干燥滌綸樹脂,使產(chǎn)品含水率達(dá)到0.03%左右,這些都是成功的范例。
(一)多層振動(dòng)流化床干燥器的工作原理
由安裝于主機(jī)下部的兩個(gè)振動(dòng)電機(jī)同步反向回轉(zhuǎn),使安裝于其上的多層環(huán)狀孔板組成的主機(jī)產(chǎn)生垂直振動(dòng)與扭振,從而使由進(jìn)料口進(jìn)入的物料沿水平環(huán)狀孔板自上層向下層連續(xù)跳躍運(yùn)動(dòng)。熱空氣則自下層向上層通過(guò)各層孔板穿過(guò)物料層,達(dá)到物料均勻干燥目的。
(二)多層振動(dòng)流化床干燥器的應(yīng)用范圍
適用于食品、化工、醫(yī)藥、飼料、餌料、塑料、制鹽、糧食、種子、煙、糖、冶金等行業(yè)粉粒狀物料的干燥、冷卻。
十二、圓型干燥機(jī)
過(guò)去的振動(dòng)干燥機(jī)一般只是利用熱空氣壓型的,或采用一維振動(dòng)型的。圓型干燥機(jī)的特點(diǎn)是在 三維振動(dòng)的單層或多層振動(dòng)流動(dòng)槽中,一邊使被干燥物連續(xù)移動(dòng),一邊以均勻的風(fēng)壓將熱空氣送人 每個(gè)振動(dòng)流動(dòng)槽;或者將熱空氣以連續(xù)通過(guò)各振動(dòng)流動(dòng)槽的方式送進(jìn)去,因此干燥作業(yè)非常簡(jiǎn)便。
圓型干燥機(jī)是利用三維振動(dòng)的帶有圓型振動(dòng)流動(dòng)槽(以下簡(jiǎn)稱流動(dòng)槽)的干燥機(jī),其主要特性如下:
(1)可以任意改變流動(dòng)槽被干燥物的移動(dòng)速度,以適應(yīng)干燥速率要求。
(2)可以任意控制干燥作業(yè)的熱空氣(也有使用冷風(fēng)的)風(fēng)量或風(fēng)壓。
(3)連續(xù)干燥作業(yè),所采用的結(jié)構(gòu)可以是單層的也可以是多層的,組合簡(jiǎn)便。
圓滿干燥機(jī)的工作原理
首先說(shuō)明被干燥物的移動(dòng)方法。被干燥物從連接在產(chǎn)生三維振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)的流動(dòng)槽的供給口投入,在流動(dòng)槽的溝槽內(nèi)繞一周,經(jīng)過(guò)排出口的連接口進(jìn)入下一個(gè)流動(dòng)槽。以后以同樣的方式經(jīng)過(guò)流動(dòng)槽,從排出口排出,至此已變成干燥物。利用鼓風(fēng)機(jī)將熱空氣從進(jìn)風(fēng)口吹入口入,通過(guò)多孔底部與被干燥物接觸。干燥作業(yè)結(jié)束后,熱空氣從排氣口排出。設(shè)計(jì)中主要著眼于從底部將均勻的風(fēng)送給各流動(dòng)槽內(nèi)的被干燥物,這樣可以縮短干燥時(shí)間。另外根據(jù)干燥條件調(diào)節(jié)鼓風(fēng)機(jī)的排氣閥,就可以控制各流動(dòng)槽的風(fēng)量及風(fēng)壓。
結(jié)構(gòu)特點(diǎn)
流動(dòng)槽分為被干燥物的通道區(qū)和熱空氣的通道區(qū)。被干燥物的通道區(qū)(以下簡(jiǎn)稱溝槽)帶有多孔式的底部做成同心圓狀的溝形槽。底部采用多孔板、篩網(wǎng)及布等,使熱空氣能均勻地流動(dòng),另外底部還可以更換。熱空氣通道區(qū)是為了將均勻壓力的熱空氣送人流動(dòng)槽的底部而設(shè)計(jì)的,構(gòu)成了槽的一部分。
上述流動(dòng)槽與產(chǎn)生三維振動(dòng)的振動(dòng)機(jī)電相接,若改變振動(dòng)機(jī)的衡重,就可以改變電機(jī)的頻率,因而可以任意改變被干燥物的振幅,流向及移動(dòng)速度,使操作與干燥條件相適應(yīng)。
過(guò)去的流動(dòng)干燥機(jī)雖然是多層的,但設(shè)計(jì)困難。本機(jī)是多層式連續(xù)干燥,而且是組合成的。組合的方法是在振動(dòng)電機(jī)上設(shè)置熱空氣調(diào)整槽,根據(jù)單層或多層的不同情況重疊設(shè)置流動(dòng)槽,最后裝上上蓋后,用傳送帶固定。排出口與連接口的連接由傳送帶連接。振動(dòng)槽的層高受振動(dòng)電機(jī)的振動(dòng)傳導(dǎo)能力的限制。
十三、載體噴霧流化干燥器
載體噴霧流化床干燥器也稱媒體噴霧流化干燥器、惰性粒子流化床干燥機(jī)。載體流化床干燥機(jī)我國(guó)在上世紀(jì)80年代就有成功實(shí)現(xiàn)工業(yè)化的報(bào)道,當(dāng)時(shí)用于氧化鐵黃的干燥上。該機(jī)根據(jù)噴霧技術(shù)、流化技術(shù)的原理設(shè)計(jì)而成,可以連續(xù)干燥漿狀或糊狀物料。主要有空氣過(guò)濾器、加熱器、流化床、旋風(fēng)分離器、布袋除塵器、引風(fēng)機(jī)、輸料泵和料槽等組成。載體流化床干燥器以圓筒形結(jié)構(gòu)為主,流化床內(nèi)充填著直徑為數(shù)毫米的可流化惰性載體(載體材料多用球形、柱形和立方體形的玻璃、陶瓷等材料制成使用較多的為玻璃珠或瓷珠)。故稱惰性載體流化床干燥器。
(一)工作原理
在流化床內(nèi),空氣把載體預(yù)熱并使載體粒子群處于流化狀態(tài),同時(shí)由輸料泵供料,經(jīng)噴嘴噴灑到載體表面呈膜狀附著,然后分散在流化層內(nèi)。載體和熱空氣同時(shí)向物料進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱和對(duì)流傳熱使之干燥。由于載體表面積很大,水分在短時(shí)間內(nèi)被蒸發(fā)排出。載體表面殘留的固體物料在載體之間的相互碰撞中剝落下來(lái),隨空氣排出干燥器外,通過(guò)旋風(fēng)分離器和布袋除塵器與氣體分離。
載體噴霧流化干燥器的特點(diǎn)是降低了噴霧干燥器的高度,可以對(duì)漿狀物料和高粘度物料(20Pa-s以上)進(jìn)行干燥。
(二)載體噴霧流化床干燥器可干燥物料
目前載體干燥器可以干燥下列物料:鈦白粉、腐植酸、硅藻土、六氯苯、碳酸鋁、高分子膠體、生物膠、氧化鐵黃、鋅鉻黃、分散藍(lán)染料、分散綠染料、熒光增白劑、氯化鋰、碳酸鈣、炭黑、鐵酸鹽等。惰性載體、石油催化劑、北豆根(中藥)、豆腐渣、豆沙餡、陶土、硫酸鋇、鈦酸鋇、玻璃粉、顏料、表面活性劑、聚苯乙烯脂、煤粉。
(三)載體干燥器的特點(diǎn)
在各種物料狀態(tài)中,糊狀物料的干燥比較困難,適應(yīng)這種狀態(tài)的干燥機(jī)也很少,而載體干燥機(jī)可以完成部分糊狀物料的干燥。物料在載體上形成很薄的液膜,而且內(nèi)外兩面受熱,故其干燥過(guò)程迅速。物料不易過(guò)熱,所以部分染料及中間體可以用它干燥;對(duì)于難干燥的私性物料,由于在薄膜化條件下干燥,水分?jǐn)U散將大大加快,同樣能達(dá)到理想的干燥效果;設(shè)備占地面積小,排風(fēng)溫度可以控制很低,因此熱效率高。可以取代粉碎、分級(jí)過(guò)程,縮短生產(chǎn)流程。同烘箱相比,脫水成本下降4倍,同噴霧干燥相比,設(shè)備投資少了許多,可用于噴霧干燥難以處理的糊狀物料。
十四、振動(dòng)載體流化床干燥器
1排風(fēng)口;2-進(jìn)風(fēng)口;3-加料口;4-干燥器筒體;5-熱風(fēng)分布孔板;6-配風(fēng)室;7-振動(dòng)彈簧;8-機(jī)架;9-振動(dòng)電機(jī)
當(dāng)物料噴灑到載體上,能否處于良好的流化狀態(tài)是連續(xù)生產(chǎn)的關(guān)鍵。隨著振動(dòng)技術(shù)的發(fā)展,給載體干燥機(jī)增加振動(dòng)源能使載體的流化狀態(tài)大為改善。
工作原理
兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)交叉布置,同步反向運(yùn)轉(zhuǎn),使振動(dòng)機(jī)體作垂直振動(dòng)及扭振。振動(dòng)載體加在熱空氣分布板上,在激振力的作用下,沿水平環(huán)狀熱空氣分布板上作圓周拋擲運(yùn)動(dòng)。這種運(yùn)動(dòng)主要由兩種運(yùn)動(dòng)合成而成,一是振動(dòng)載體沿圓周方向的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),二是振動(dòng)載體在垂直方向的循環(huán)與混合運(yùn)動(dòng)。因此當(dāng)濕物料加人床內(nèi)后,在載體的作用下沿床內(nèi)環(huán)狀空間均勻分布和流化,同時(shí)濕物料在載體表面形成濕物料薄膜。
濕物料薄膜在熱載體的內(nèi)部作用下和熱空氣外部作用下迅速完成干燥過(guò)程,然后在載體相互之間碰撞下變干的濕物料薄膜脫落并被粉碎。達(dá)到一定粒度后,隨干燥尾氣帶出干燥器,由系統(tǒng)后部的除塵設(shè)備收集。
來(lái)源: 環(huán)保零距離
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