SS干燥原理及设备流化床

DryTheory&Equipment干燥原理及设备第3章流化床干燥华中农业大学工学院123.1概述流化床干燥概念

流化床干燥器是流态化原理在干燥中的应用。在流化床干燥器中，颗粒在热气流中上下翻动，彼此碰撞和混合，气、固间进行传热、传质，以达到干燥目的。由于干燥过程中固体颗粒悬浮于干燥介质中，因而流体与固体接触面较大，物料剧烈搅动大大地减少了气膜阻力，因而热效率较高。流化床干燥装置密封性能好，传动机械又不接触物料，因此不会有杂质混入。3流化床干燥器的分类目前国内流化床干燥装置，从其类型看主要分为单层、多层(2~5)，卧式和喷雾流化床、喷动流化床等。从被干燥的物料来看，大多数的产品为粉状，颗粒状（如谷物），晶状。被干燥物料的湿含量一般为10%~30%，物料颗粒度在120目以内。4加料单层圆筒流化床干燥器至分离器出料热空气分布盘单层流化床可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作多应用于比较容易干燥的产品，或干燥程度要求不很严格的产品。5多层流化床干燥装置与单层相比，在相同条件下设备体积较小，产品干燥程度较为均匀，产品质量也比较好控制。多层床因气体分布板数增多，床层阻力也相应地增加。多层床热利用率较高，所以它适用于降速阶段的物料干燥。气体出口加料出料床内分离器第一层第二层热空气多层流化床干燥器6

多室卧式流化床干燥机7振动流化床干燥机8喷动流化床干燥机9流化床干燥的优点（1）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；（2）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。10流化床干燥的缺点（1）被干燥物料颗粒度有一定的要求，一般要求不小于30μm，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，有可能发生部分物料因停留时间过短而干燥不充分，部分颗粒因停留时间过长而过分干燥。113.2流态化原理及其特性3.2.1流态化过程的三个阶段1）固定床阶段：流体速度较低，物料颗粒静止不动，床层高度不变，床层上下表面的压力降随速度的增加而增大。当流体速度增加到某一数值时，床层上下表面的压力降近似等于单位面积床层上物料的实际重量时，颗粒开始松动，床层高度略有膨胀，床层空隙率ε也略有增加。122）流态化阶段：流体速度进一步提高，物料颗粒开始被流体吹起并悬浮于流体中作自由运动，颗粒间相互碰撞、混合、床层高度上升，整个床层呈现类似流体的形态。在床层顶部有一基本水平料面，重度较小的颗粒飘浮其上。若在料面以下容器壁上开一小孔，颗粒和流体的混合物则会像液体一样流出。这种现象称为“固态颗粒流态化”（或称为“假液化”、“悬浮层”、“沸腾层”等）。此时流体的流速称为起始流化速度u0，即临界流化速度。此时床层的空隙率称为临界空隙率ε0。133）输送阶段：若流体速度进一步提高，床层高度大于容器高度，颗粒则被流体带走，床层颗粒减少，空隙度增加，床层压力减小。当流速增加到某一数值时，流体对颗粒的阻力和颗粒的实际重量相平衡，此时的流速称为“带出速度”或“最大流化速度”、“悬浮速度”。若流体的速度稍高于带出速度、颗粒则被流体带走。143.2.2流态化的两相理论当流体速度增加超过起始流化速度时，额外的流化气体将以气泡形式穿越流化床。此时描述气体流化粒子层的理论概念被称为两相理论。流化床包括散粒相和气泡相。1）散粒相是具有空隙度ε0和气体流速u0的均匀物质。2）气泡相包含所有过量气体并且几乎不含粒子（此时气泡迅速穿越粒子相，对流化床行为有很大影响。）气泡的产生，开始来自气体分布器孔道的小的气体射流，当它们穿越流化床上升时由于压力减小而不断合并迅速变大。153.2.3流态化床中的不正常现象气-固系统流化现象及其复杂，经常产生一些不正常现象，使气体与固体颗粒不能很好接触，降低了流化床设备的生产效能，甚至毁坏产品、破坏设备。1）沟流和死床气体速度虽然已超过临界流速，但床层仍不流化，某些部分被气流吹走成一条“沟道”，气体由此穿过床层，这种现象称为“沟流”，为流化部分称为“死床”。有时可能出现局部沟流和局部死床。16沟流和死床产生原因：床层很薄；颗粒很细、太湿、易粘合成团块、物料颗粒带静电，产生“抱团”；气速过低或气流分布不均匀；分布板结构不合理，开孔率大小不合适、床内构件阻碍气体流动等。消除沟流与死床的办法：加大气流速度；若物料太湿，可进行预先干燥；分布板开孔率大小不合适时，可应用小型试验进行检验确定。172）腾涌流化床内的气泡汇合长大，当其直径接近床层直径时，把床层你上的颗粒物料像活塞一样向上托起，达到一定高度以后泵崩裂，颗粒被抛出很高，然后纷纷落下，这种现象称为“腾涌”，又称活塞流。产生腾涌时，床层上下表面压降剧烈波动，床层极不均匀，传质传热很难进行，固体颗粒严重磨损和带出，设备零件被冲击而损坏。

18腾涌产生原因：颗粒性质、床层高度和气速等都会引发腾涌产生。当床层高度H0与床径D之比较大时，大颗粒比小颗粒更易产生腾涌；若H0/D较大而气速较高，也易产生腾涌。消除腾涌的办法：改变床层的高度或设备的直径。通常当H0/D

<1、设备比较大(D>1m)或者床层内加设内部构件等，均可防止腾涌。

193.2.4流化质量的评价用以评价流化状态或气体与固体接触状况的好坏。

实验研究中，以压力降的波动（存在沟流、腾涌、大量气泡）、床内各点空隙率的均匀性、床层料面起伏不平等来判断流化质量的好坏。

工业生产中，以产品收率高低、副产品多少、产品质量、设备生产效能等指标来判断流化质量的好坏。20影响流化机质量的因缝素：气流速词度、颗漫粒特性蛋、床层煎构造、分布板结广构与内构娇件等。流化床中据气泡直径众越小，分盐布越均匀梨；固体颗征粒的混合誓与循环剧烈脱，则流化养质量越好密。沟流、肥腾涌以昼及气泡滥直径大烤、分布着不均，贪都会造字成流化斥质量下降。213.3秩流秀化床干朱燥器的葵类型工业上彼常用的若流化床啊从结构林上分，婆可分为踩：单层扇圆筒型许、多层圆筒立型、卧式絮多室型、杰喷雾型、豆惰性粒子罗型、振动洽型和喷动型韵等。223.3刃.1朴单圆筒冒流化床喇干燥器23单层流化尝床可分为连续、间畅歇两种操勿作方法议。单层圆筒哗型流化干终燥器一般缝是用于较蚕易干燥的笋产品或干域燥程度不汪严格的产迷品。由于母流化床内炒粒子接近锻于完全混合穿状态，要减少未干燥粒孤子的排出户，必须延长平均停或留时间桑，需要增加流化床娃的高度缸，此时蔑压力损棒失随着绸增大。使用温度贿尽可能高浴的热空气史藉以提高俱热效率，糟可以适当驰减低床层注高度。单层圆筒跳型流化床银干燥器只晃适宜于干蹄燥含表面鄙水及对干忽燥程度不醉严格的物循料。243.3.滨2多层仙振动流化亦床干燥器25多层流化旦床干燥器甩可以增加浸物料干燥姐时间，改督善产品含评水的均匀粱性，易于牙控制产品丙的干燥质森量。但因扯层数增加逗，分布板何增多，床尿层阻力增住加。同时移，物料转躬移，要保壮证稳定的筛流化状态拖，必须采筝用溢流装泳置等，增蝴加了设备细结构的复铸杂性。工作原理唇：由安装于玻主机下部判的两个振落动电机同止步反向回边转，使安湿装于其上劲的多层环冤状孔板组巧成的主机纠产生垂直咳振动与扭鬼振，从而悟使物料沿江水平环状游孔板自上悔层向下层虫连续跳跃窑运动。热诞空气则自聋下层向上点层通过各考层孔板穿豪过物料层应，达到物胖料均匀干储燥目的。特点：袄节能；桃干燥质神量高、任效果好删；投资普省；用咽途广；噪声低霸；生产是效率高鲁。263.3.额3圆型龄流化床干民燥器27特点：在三维迎振动的单散层或多层意振动流动血槽中，柔一边使被挥干燥物连杨续移动，亿一边将均遍匀热空气向送入每个禁振动流动雷槽，干燥疼作业非常胃简便。主要特性：可以歇任意改港变被干伶燥物的殃移动速勇度，适处应干燥丽速率要滥求；任齿意控制状干燥作机业的热偷空气（肾或冷风平）风量慢或风压职；连续侧干燥作占业，可句以是单蔽层或多葱层，组零合简便梁。工作原炼理：被干蛇燥物从我供给口娘投入，躲在流动榜槽的沟宿槽内绕芽一周，交经过连居接口进角入下一潮个流动惩槽，从菊排出口鸦排出，预变成干羽燥物。沾利用鼓船风机将灿热空气割从进风谅口吹入挑，通过铁多孔底急部与被坝干燥物参接触。滩干燥作转业结束胀后，热轰空气从绞排气口截排出。283.3.取4载体蚕喷雾流化厘床干燥器29载体流不化床干木燥器以普圆筒形鞭结构为押主，流育化床内致充填着句直径为题数毫米遍的可流缎化惰性斥载体，诞故又称郊惰性粒司子流化否床干燥微器。工作原理形：在流化床隔内，空气沾把载体预册热并使载烛体粒子群胞处于流化蝴状态，同孝时由输料龟泵供料，脏经喷嘴喷燃洒到载体网表面呈膜洗状附着，粥然后分散畜在流化层搁内。载体坝和热空气跃同时向物赚料进行传至导传热和骨对流传热谱使之干燥排。由于载辉体表面积煎很大，水示分在短时榆间内被蒸殊发排出。距载体表面班残留的固区体物料在驳载体之间桐的相互碰绕撞中剥落絮下来，随卖空气排出仙干燥器外啦，通过旋希风分离器墙和布袋除犁尘器与气砌体分离。特点：降低了里喷雾干贸燥器的筋高度，足可以对农浆状物娘料和高链粘度物过料进行贤干燥。303.3.笋5振动披载体流化抬床干燥器31工作原理有：当湿物料君加入床内孔后，在振虽动载体的蛛作用下沿刊床内环状独空间均匀众分布和流帽化，同时叫湿物料在版载体表面顺形成湿物军料薄膜。司湿物料薄着膜在热载洲体的内部锐作用下和极热空气外溪部作用下负迅速完成拆干燥过程久，在载体面相互之间突碰撞下变柔干的湿物崇料薄膜脱贯落并被粉淡碎。达到季一定粒度坦后，随干妥燥尾气带絮出干燥器缸，由系统峰后部的除口尘设备收脾集。特点：振动载体前流化床借脊助于载体浑来流化物屯料。对于闪具有一定窄黏性的液赔糊状、轻昨粉状、易廊于结团的骆物料，在幼振动流化您床内无法境实现良好沙的流化状贴态，会出牵现死床的扭现象。在淹振动载体摸流化床内屑，在载体黄的作用下坚物料与载太体粘附混傅合，在载蛙体表面形载成湿物料枝薄膜。湿齿物料在载授体的带动责下，在床牛内形成良愚好的流化允状态，同拢时载体对贷物料进行托预热。323.3置.6焰卧式多移室流化亿床干燥当器33卧式多室罩流化床，挑将床层分幕隔成3—齐6室，最转多可达1超2室，工作孔时物料专依次通佳过各室姓，最后健翻过堰纷板卸出热。优点：结构简单锁、制造方排便，没有壳任何运动佳部件；占类地面积小闷，卸料猾方便，凑容易操识作；干毅燥速率臂快，处牧理量幅枪度变动大；对花热敏性物利料，可使识用较低温主度进行干么燥，颗粒蚁不会被破坏蝴。缺点：热效率相全对较低；括对于多品仿种小产量拆物料的适塌应性较差。护克服缺点展的措施：叨采用栅式狭加料器，她可使物料窄尽量均匀地孙散布于盐床层之告上；干乖燥器内梯加工光誉滑，以山圆角过搬渡为好，消除住各室筛板片的死角；满操作力求提平稳。343.3糕.7盐振动流锄化床干岂燥器35将机械锄振动强觉加于流页化床即致为振动牵流化床坐，使物衫料在流浩化的基芦础上增率加床层薪的振动戴，让物有料有一弱个抛掷瓣和松动牲的过程趋，使两基者有机伸地结合电起来，中以达到磨低床层迈流化效键果。与传统边的流化幻玉床不同葛点：普热通流化现床的物夹料输送粗与流化担是借助常于风力俗（热空平气）来牌完成，金而振动绢流化床违则籍振耽动来完酱成。可贝以降低震最小流泽化速度钟，使底矩部的颗敞粒先流亏化，改泼善流化僵质量，疏使一些岭难以流毒化的物熟料能进州行正常吴的干燥当操作。优点：调节振动标的频率和脂振幅，易思控制粉粒掠料的停留刺时间，实拔现连续种操作；颗机械振痛动能减讲低了操妨作流化屿速度，犹减少粉粒料骆夹带；计有助于开分散湿辟含量大筑、易团宪聚、粘铸结的颗珍粒，改善流化块状态；颗怪粒的破碎券、磨损较滔少。36379、静夜四雄无邻，荒棕居旧业贫矛。。4月-2害34月-2廊3Wedn顾esda紧y,A袖pril若26,墙202修310、雨中娱黄叶树笔，灯下即白头人膛。。02:冒40:要0602:4兴0:0602:磨404/2密6/2壮023婚2:歪40:房诚06摧AM11、以我夹独沈久纵，愧君欢相见频汉。。4月-镰2302:4落0:0602:4突0Apr-摆2326-A辨pr-2昌312、故人江献海别，几刺度隔山川蝇。。02:牧40:懂0602:4妻0:0602:4美0Wed挺nes逝day院,A脖pri芹l2的6,贤202饥313、乍见翻爽疑梦，相卷悲各问年此。。4月-2耐34月-2钻302:劈燕40:戴0602:4容0:06Apri迁l26定,20锐2314、他乡生迅白发，旧浇国见青山磁。。26么四月反202广32:4肝0:0茶6上酿午02:胞40:稼064月-2核315、比不嘉了得就驶不比，哗得不到伯的就不膝要。。。四月顷232:4算0上要午4月-2企302:4财0Apri青l26货,20煎2316、行动屡出成果己，工作寨出财富陈。。2023畏/4/2忙62:匙40:0点602:4揉0:0626茧Apr裕il馅202糟317、做前唤，能够铅环视四所周；做信时，你直只能或坏者最好失沿着以望脚为起涂点的射混线向前郑。。2:40搏:06喘上午2:40析上午02:靠40:携064月-画239、没有崭失败，姜只有暂耳时停止磨成功！斩。4月-2方34月-2个3Wedn歌esda温y,A跨pril辫26,柄202赚310、很多户事情努节力了未麦必有结吐果，但尝是不努妄力却什复么改变伍也没有妄。。02:4夫0:0602:颂40:馆0602:4挽04/26棉/202矿32:烤40:0歪6AM11、成功就育是日复一侄日那一点怖点小小努蛇力的积累猴。。4月-待2302:4背0:0602:4闷0Apr-俩2326-全Apr次-2312、世间成予事，不求族其绝对圆健满，留一邀份不足，双可得无限团完美。。02:4援0:0602:4尖0:0602:4余0Wedn杀esda迁y,A除pril爹26,罩202蔽313、不知活香积寺成，数里蜡入云峰筒。。4月-2催34月-2版302:令40:刺0602:塞40:图06Apri消l26茅,20啊2314、意志坚咬强的人能松把世界放哈在手中像晶泥块一样兴任意揉捏尽。26四揪月20滥232:4求0:0项6上执午02:纳40:暗064月-新2315、楚塞宇三湘接雄，荆门饥九派通寸。。。四月誉232:4且0上衔午4月-相2302:4堡0Apri题l26诸,20碌2316、少年十笼五二十时移，步行夺鸟得胡马骑难。。202索3/4呈/26兄2:停40:脚0602:兰40:诞0626A孟pril勿202螺317、空山新理雨后，天召气晚来秋银。。2:4杏0:0小6上戏午2:40芽上午02:4剃0:064月-叹239、杨柳筛散和风吗，青山胜澹吾虑液。。4月-禾234月-2拉3Wedn驻esda茶y,A帅pril胜26,雕202奖310、阅读到一切好见书如同采和过去梳最杰出线的人谈连话。02:撞40:和0602:4偿0:0602:望404/2狮6/2候02