流化床干燥设备进展的研究

摘 要：流化床干燥器因具有较高的热质传递速率、结构紧凑、便于操作等优点而被广泛用于化工、食品、陶瓷、制药等行业，就流化床干燥设备的种类及普遍存在的一些问题和解决方法做一简要综述。
关键词：干燥；卧式多室流化床；搅拌流化床；振动流化床；离心式流化床；脉冲流化床
　　流化技术起源于1921年，最早应用于干燥工业化大生产是1948年美国建立的多尔—奥列弗固体流化装置，而我国直到1958年后才开始发展此项技术。流化床干燥过程中散状物料被置于孔板上，下部输送气体，使物料颗粒呈悬浮状态，犹如液体沸腾一样，使得物料颗粒与气体充分接触，进行快速的热传递与水分传递。流化干燥由于具有传热效果良好、温度分布均匀、操作形式多样、物料停留时间可调、投资费用低廉和维修工作量较小等优点，得到了广泛的发展和应用。 

1 流化床干燥设备的分类 

　　流化床干燥设备在不到100年的时间里，经过科研人员的不断改进和创新，得到了长足的发展和广泛的应用。其种类很多，根据待干燥物料性质的不同，所采用的流化床也不同，按其结构大致可分为：单层和多层圆筒型流化型、卧式多室流化型、搅拌流化型、振动流化型、离心式流化型、脉冲流化型等类型。 

1.1 单层和多层圆筒型流化床 
　　最早应用的流化床为单层圆筒型，其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，板上小孔半径1.5 mm，正六角形排列。 

　　整个干燥过程为：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。空气进入鼓风机、加热器后进入筛板底部，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中。此干燥器操作简单、劳动强度低、劳动条件好、运转周期长。 

　　但是由于单层圆筒流化床直径较小，物料停留时间较长，干燥后所得产品湿度不均匀。因此发展了多层流化床，该流化床不仅可以提高效率，更重要的是能够得到较为均匀的停留分布时间。为了对物料进行内扩散控制，多层流化床还先后经历了溢流管式、下流管式和穿流板式3个阶段。多层流化床的物料干燥程度均匀，干燥质量易于控制。热效率较高，适用于降速干燥阶段较长的物料以及湿含量较高（水分含量＞14%）的物料的干燥。 

1.2 卧式多室流化床 
　　由于多层流化床还是存在操作困难、床层阻力大和结构复杂等缺点，为克服这些缺点，20世纪60年代末70年代初发展了一种卧式多室流化床。该设备结构简单、操作方便，适用于各种难干燥的粉粒状物和热敏性物料的干燥。可以说，卧式多室流化床干燥器相当于多个方形界面流化床串联系统。 

其主要特点： 
（1）在相邻隔室间安装挡板，从而可制得均匀干燥的产品，改善了物料停留时间的分布； 
（2）物料的冷却和干燥可结合在同一设备中进行，简化了流程和设备； 
（3）由于分隔成多室，可以调节各室的空气量，增加的挡板可避免物料走短路排出。 

　　该设备在制药工业中推广较快，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、粉粒状物料以及片状物料。如果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。 

1.3 搅拌流化床 
　　为了使某些湿颗粒物料或已凝聚成团的物料亦能采用流化干燥技术，研究人员在加料口附近装备床内搅拌叶片，使呈团状或块状的物料及时打碎，以利于形成流化，这种装备有搅拌器的流化床称为搅拌流化床。 

其优点在于： 
（1）适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者可能结块的物料的干燥；