介绍流化床干燥机的特点和分类-常州市广博干燥设备有限公司

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介绍流化床干燥机的特点和分类

流化床干燥机是近年来发展的一种新型高效干燥机。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。流化床干燥机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机、多层圆筒流化床干燥机、卧式多室流化干燥机、喷雾流化干燥机、惰性粒子流化干燥机，喷动床干燥机、流化煅烧器。现根据其类型，分述如下。
　　流化床干燥机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，由螺旋加料器加入流化床干燥机中。空气由鼓风机送入燃烧室，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。
　　流化床干燥机具有以下特点，它适用于无凝集作用的散粒状物料的干燥，颗粒直径可从30μm~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 kcal/m3?h?℃；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。对单层流化床干燥机，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。
　　1．单层圆筒型流化床干燥机
　　单层圆筒型流化床干燥机以用于干燥NH4Cl为例，湿物料由皮带输送机运送到抛料加料机上，然后均匀地抛入流化床内，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、加热器后进入筛板底部，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φ1.5mm的小孔，正六角形排列，开孔率为7.2%。流化床干燥机操作简单，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。其它还有带搅拌装置的圆筒型单层流化干燥机，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。
　　2．多层圆筒型流化床干燥机
　　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机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。
　　3．卧式多室流化干燥机
　　由于多层流化床干燥机制造较为复杂，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干燥机。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。它使物料从一端加入，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机由于分隔成多室，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。
　　4．喷雾流化干燥机
　　喷雾流化干燥机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，这是喷雾流化干燥机用于造粒方面的原理，喷雾流化干燥机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。
　　5．惰性粒子干燥机
　　惰性粒子流化干燥机具有将物料蒸发、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。为流化干燥机的应用开辟了一条新的途径。
　　空气加热到300℃，然后进入圆柱型流化床内，使预先装入的φ1~2mm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。
　　6．离心流化床干燥机
　　离心流化床干燥机，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。
　　7．振动流化床干燥机
　　普通流化床也存在下列较严重的缺点：
　　（1）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，在流态化基本构思的基础上进行了一系列改进和发展。
　　流态化干燥最重大的改进和革新，当推振动流化床的开发和应用。目前应用最广的卧式振动流化床干燥机，形状和基本结构与普通卧式流化床干燥机很相似。区别在于前者整个机体通过弹簧支撑在底座上，多孔板稍向出料端倾斜，机体一侧或两侧装有振动电机。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化，并在振动作用下向前运动。它具有非常突出的优点：
　　（1）在很低的气速下可获得均匀的流化，从而大大降低了能耗、颗粒间的磨损和粉尘夹带；
　　（2）物料停留时间分布均匀，几乎可以认为是“活塞式流动”，且停留时间易于调节控制，因此可获得干燥非常均匀的颗粒状产品。
　　振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置，它通常供物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助物料流化，不仅有利于边界层湍流，强化传热传质，而且还确保了干燥设备在相当稳定流体力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外，还能根据工艺需要完成物料造粒、冷却、喷入少量液体、筛分和输送等工序。目前已在制糖、医药、化肥、化工、塑料、乳品、盐业和矿冶等工业部门得到广泛应用，这项技术基本成熟并已形成了系列化。
　　8．内换热的流化床干燥机
　　在流化床内设置换热器，向其内通入蒸汽或其他热介质，间接供给床层所必需的热量，而热空气的主要作用是使床层流态化，这可达到明显节能目的。内换热管可以旋转，既起换热又起搅拌作用。内换热器一般是不动的，它不仅向床层供给热量，而且还起内部构件的作用。当床层需要热量很大而使床层流态化的风量又需很小时，采用内换热器的方案是最佳的选择。
　　9．搅拌流化床干燥机
　　在普通流化床底部设置搅拌器，是流态化干燥的另一类改进。它扩大了流态化干燥适用的物料范围，使之可用于进料或在干燥脱水过程中可能结块的粉状或粒状物料，而这是很常见的一类物料。例如大多数离心机分离出来的物料都有部分结团，含结晶水的物料则在干燥过程中很容易结块。这一改进带来的另一好处是可获得均匀的流化，提高了热质传递强度。

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有机垃圾又称湿垃圾，是指城市生活垃圾中有机物成分的废弃物。其中很大一部分就是厨房饭菜残渣以及酒店的餐厨垃圾。所以处理好这些东西对环境的保护很重要，工艺为：首先除去餐厨垃圾中的不可降解成分，将其经破碎、水力分选后，形成有机物的乳浆液，再进发酵罐，加入一定比例的辅材和发酵菌经过好氧发酵，形成固、液混合物。再送至干燥机进行干燥，经造粒、烘干、袋装等工艺过程，生产出优质的生物有机复合肥。
　　耙式干燥机利用间歇操作这一特点，将发酵、干燥在同一设备内进行经过近一个世纪的实验研究和理论探索.当今的流体混合技术已进人快速发展时期.并积累了大量可用于分析和预测混合体系的设计经验和关联式.但由于流体混合体系的多样性和物料流变特性的复杂性.目前对于搅拌设备的选型和设计还主要依赖经验和实验.对其优劣很难用理论预测.对于能耗和生产成本.只能在一定规模的生产装置上进行对比后才能分出高低.另外对搅拌设备的放大规律至今仍无足够的认识.缺少理论指导.因此从更微观更本质的角度.采用先进的测试手段和计算流体力学方法.获取搅拌设备中的速度场.温度场和浓度场.不仅对搅拌与混合设备的优化设计具有重要的经济意义.而且对放大和混合的基础研究具有现实的理论意义.
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　　近年来，喷雾干燥技术在制药行业中得到广泛应用，在固体制剂领域，该技
　　术常用于高热敏性药品和料液浓缩过程中易分解药品的干燥。在应用过程中，不
　　同原料药会对喷雾干燥产生不同的特殊要求。应该注意一下细节问题：
　　■保证洁净要求
　　有些原料药生产的主要工序需要在10万级的洁净环境中进行，喷雾干燥是其
　　质量控制的重要工序。为保证药品的质量，喷雾干燥机接触物料的部分要采用不
　　锈钢材质，对于酸腐蚀性较强的物料最好选用316L不锈钢。干燥腔、旋风分离器、
　　过滤器等直接接触物料的部件，应内壁光滑，无死角，易于拆卸，方便清洗。
　　    3结构上的技术改进

    3.1两用机架的处理办法

    由于生产对振动干燥机的电机功率要求不同，机架也就要适应两种电机安装尺寸的需要，为了使机架主体统一，便于制造加工，设计中采用局部变动达到了一架两用之目的。

    (1)设计中采用只改变电机安装机座的一块底板，即把底板与电机连接的四个螺栓孔的尺寸改变一下就行，用加垫的办法来满足不同电机安装高度。

   中药超微粉碎后，在提取工艺中其与溶媒的接触面积增加，故而提取方式趋于简化，提取时间缩短，转移率提高，这样既节约了时间，加快了生产周期，又节约了能源，还提高了原料的综合利用度。在以粉体为原料的固体制剂中，超微粉碎可显著改善其外观性状以及溶解度、溶出度、吸收率、附着力、

生物利用度等多方面的药学参数。

总之，充分利用气流粉碎超微技术，可以提高中药工业技术化。（来源：中国制药设备网）

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