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              工大新聞

              最新流態化干燥技術---刮板流化床干燥器

              作者: 發表時間:2014-11-27 14:55:00

              流化床干燥是流態化技術和傳熱傳質技術的成功結合,在我國60年代就已有成功運用,從早期圓柱形單室流化床,到目前可以適合各種不同物料,結構各異的多種流化床干燥技術,均在不同歷史時期的化工、食品、醫藥、輕工、礦產、農林牧、飼料等行業得到了大量應用,是我國使用最廣泛的干燥機品種。

              在流化床干燥中,物料高度均勻分散在流化氣體中,與熱空氣充分接觸,比表面積大,邊界層薄,氣膜阻力小,傳熱傳質系數高,容積傳熱能力可高達8000~25000kj/m3.h.℃,是目前含水量較小的粉粒狀物料優先選用的干燥機品種之一。

                 流態化干燥原理及特點

              在一個水平廂式干燥器內,含濕顆粒物料均勻放置在氣體分布板上,當氣體由分布板下方通入床層時,顆粒逐步由靜止狀態過渡到流化狀態,這種床層叫做流化床。

              如果引入的氣體溫度高于物料溫度,則床內將發生氣固之間的傳熱、傳質,物料被加熱,水分蒸發,干物料排出,采用這種方式進行物料干燥的技術稱為流化床干燥,是流態化技術在干燥領域的應用。

                 流化床干燥器基本特性

               \

              床層具有流體特性,其外部形狀與容器保持一致。

              床層內顆粒與氣體混合均勻,孔隙率隨氣速變化,但壓降基本恒定,不再隨氣速提高而變動,大致等于床層中固體顆粒重量。

              像流體一樣,輕物可以在床面上浮起。

              床層與上部空間分界面清晰,并始終保持水平。

              在床層側壁開孔會像容器盛水一樣有物料流出。

              顆粒物料在床內滯留時間可控。

              裝置無或很少有運動部件,結構簡單,易于操作,造價較低。

              流體與固體顆粒充分混合,溫度均勻,顆粒表面更新機會多,大大強化了兩相間的傳熱傳質,具有很高的體積傳熱系數,單機生產能力大。

              裝置無或很少有運動部件,結構簡單,易于操作,造價較低。

              同一干燥設備內,既可干燥,也可冷卻,簡化了工藝流程

              對顆粒粒度和密度較為敏感,顆粒分布不能過寬,

              基本為柱塞流,返混較少,物料干燥均勻。

              氣固兩相流態化本身為非穩態流態化,物料和操作條件的變化可能會引起溝流、騰涌、死床等現象,現場及時的參數調整或手動、機械干預可有效避免。

              易于大型化。

              氣流對物料顆粒有一定沖擊、碰撞、摩擦作用,對晶型及外表形狀有嚴格要求的物料慎用流化床干燥。

                流化床干燥機的分類:

               圓柱型單室流化床

               間歇型多室流化床

               連續型多室流化床

               振動流化床

                 內熱流化床

                 惰性粒子流化床

                 噴動床

                 脈沖流化床

                 離心流化床

                 攪拌流化床

                 過熱蒸汽流化床

                

              刮板(攪拌)流化床結構及工作原理

                刮板(攪拌)流化床基本結構

              普通流化床干燥機對物料粒度均勻性較為敏感,粒度分布過寬,將不能形成均勻的流態化床層。在干燥濕度較高或稍有團聚傾向的物料時,床層易于產生溝流、死床等現象,影響傳熱傳質,甚至使干燥過程無法正常進行。針對這些問題,工大公司研發了刮板流化床干燥機-具有攪拌、輸料作用的流化床。該機為長方形箱式結構,為解決傳統流化床的問題,在分布板上方增加了刮板及其鏈傳動系統。整機包括上箱體、熱風室、刮板、鏈條、首輪、尾輪及熱風給入、尾氣排出裝置。

              按需要,刮板可布滿整個床層,也可只設置在給料段。刮板也可設計為各種攪拌齒形式。

                  刮板(攪拌)流化床干燥機基本結構示意圖

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                  1-進料口;2-上箱體;3-排氣口;4-刮板;5-首輪;6-排料口;7-鏈條;8-氣體分布板;9-熱風室;10-進風口;11-尾輪


                  刮板(攪拌)流化床干燥機工作原理

              刮板流化床在工作時,由進料口均勻連續給入濕物料。落到分布板的物料,在受到分布板下方吹入熱風的同時,也被移動著的刮板向前推動,形成均勻的,以一定速度向排料口移動的流態化床層,熱風與物料之間進行劇烈的熱、質交換,干物料由排料口排出,尾氣經排氣口進入后處理裝置。

              由于濕物料受到熱風與刮板的雙重作用,大顆粒盡管不能很好實現流態化,但在刮板推動下也能隨同料層向前運行,不至于像傳統流化床那樣造成沉積或死床。

              當物料濕度較高,透氣性較差時,單純調節風速往往不能形成均勻流態化,此時,傳統流化床極易產生溝流或死床。刮板的移動可有效的擾動將要沉積的床層,使之動起來,進而被流態化,從而保證整個床層的連續穩定

                  刮板(攪拌)流化床干燥機典型工藝流程:

                \

                  15-空氣過濾器;2-給風機;3-換熱器;4-冷風給風機;6-除塵器;7-排風機;8-刮板流化床干燥機

                  刮板(攪拌)流化床干燥機特點

              除傳統流化床特點外,還兼有物料輸送、攪拌等多種功能。

              刮板可確保料層柱塞流,無返混,干燥均勻;可清空床面;及時將濕料由落料區移出,擾動床層,防止堆積死床;大顆粒可強制與料層隨動,特別適合粒度分布較寬的物料。

              由于物料可強制移動并清床,降低了傳統流化床啟車停車對操作穩定性的影響,減輕了勞動強度,使小批量、非連續生產的企業也可選用流化床干燥器,擴大了使用范圍。

              對含水較高透氣性較差的物料,刮板和攪拌翅有助于松動床層,降低團聚、溝流、死床風險,較低風速也可維持較高流化質量,節能,粉塵夾帶小,可處理傳統流化床難以處理的物料。

              淺床層操作也可保證流態化質量,降低整機壓降和功耗。

              改變刮板速度,即可方便的調節物料干燥時間。

              裝置即可大型化,也可小型化;深淺床層均可獲得良好性能。

              刮板(攪拌)流化床干燥機適用范圍

              全部含水較低、松散的粉粒狀、晶體物料。

              含水較高,透氣性較差,傳統流化床難以處理的物料。

              粒度分布較寬,大小顆粒不均的物料,如褐煤等。

              由于可在淺床層下操作,料層的運行受熱風和刮板的雙重作用,強制輸料,最終可清空床層,并采用了防止漏料的斜孔分布板,因而,停車和再啟動對干燥過程影響較小,比較適合需要頻繁啟動停車的作業環境。

              含有結晶水物料在傳統流化床中干燥時,床層濕含量與溫升和脫水速度的協調相關,易于造成越干燥越濕的現象,床層流化質量惡化,甚而死床。刮板流化床具有強制移動和攪拌料層功能,在較高含濕下仍能維持較好流化狀態,因而比較適合含結晶水物料的干燥。




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