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多层振动流化床干燥机及其应用
发布时间：2013-05-15 07:45 来源：未知
1、概述
多层振动流化床干燥器是在（单层）振动流化床干燥机基础上发展起来的一种新型高效节能型干燥装置。振动流化床（单层）在国外早在50年代就开始研究，并用于生产。如丹麦尼罗公司首先成功地应用于奶粉生产，并取得了专利。我国到80年代才开始引进和研究，现已广泛应用于医药、食品、食盐、化工，饲料工业的干燥、冷却、造粒生产上。我们从1993年开始研究多层振动流化干燥器，1997年首先在内江活性炭厂应用成功，1998年获得国家专利，富通新能源生产销售饲料颗�；�，木屑烘干机等机械设备。
2、工作原理及优点
所谓振动流化床就是在普通流化床上施加振动而成。物料（粉状、粒状、条状等）放在振动输料板上。最初随着振动加速度a的增加，料层被振实；当a值接近重力加速度g (9.81m/s2)时，料层密度达到最大；当进一步提高振动加速度，则料层开始膨胀，并出现所谓的振动流态化状态。这时放在输料板上的物料产生强烈的混和，并且很容易作水平和倾斜移动。在此条件下，利用对流、传导、辐射向料层供给热量，即可达到干燥的目的。因此振动流化床是在振动加速度大于重力加速度的条件下完成物料输送、干燥、冷却、造粒的一种单元操作设备。
普通流化床的物料输送和流化，完全是靠风力来完成的：振动流化床物料的输送是由振动来完成的，供给的热风只用来传热和传质，这样就可以明显降低能量消耗。另外，由于床层的强烈振动，使传热和传质的阻力也减小了。据Zaitsev等人报导，振动流化床中的干燥速率比对流流化床高1.5～2.5倍。Osinkii等人发现，在恒速干燥阶段与固定床相比干燥速率提高6倍，而在降速干燥阶段，临界含水量也因振动而降低。Smekovskaya认为振动能调整固体毛细管中所含水分的共振频率，使由次分子形态结合的水分因振动而部分被排除。
振动流化床干燥器不仅有利于传热和传质，而且还确保了干燥设备在相当稳定的流体力学条件下工作，以至使不易流化或流化时易产生大量块团或高分散物料也能顺利干燥，克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象，真正做到了被理想流体力学称之为活塞流的流动。
但振动流化床干燥器多数情况下是在低料层下操作，单层床介质与干燥物料的接触效率不一定良好，因而采用多层来提高接触效率。多层振动流化床不仅具备单层振动流化床的各种特性，而且由于设置了多层分布板（输料板），使热风能多次穿过物料层，供热介质的热量得到了充分利用，在采用较高温度干燥的场合其节能效果更为显著。多层振动流化床干燥器为逆流操作，物料在床内移动路径长，所以可以干燥含湿量很高的物料，并可以一次干燥到很低的含水率（低于0.1%），因而可以用来干燥那些原本要求预干燥的高湿物料。分布板多层叠加，减少了设备占地面积，相应降低了造价。
3、结构
如图1所示，多层振动流化床干燥机由分布板、加料机构、出料机构、进出风系统及振动源组成。床体分上、中、下三层，如分布板层数较多，中层又可分解成若干层，分布板倾斜或水平布置在床体中间。待干燥物料由料斗经加料装置均匀地加到分布板上，在振动和气流共同作用下，物料以活塞流形态向前输送。分布板每层之间设置一组落料阀，物料能顺利通过进入下层分布板，但能阻止热风通过。热风从下箱体侧面进入，经过气体分布器后均匀进入下箱体，热风自下向上层层穿过分布板，与每层分布板上的物料进行热量和物质的交换。振动是由两台振动电机产生的，调整振动电机偏心块的夹角，可以无级调整电机的激振力与振动床的振幅。转动振动电机的安装角，可改变电机激振力的方向。改变振幅和振动力方向均可改变物料在分布板上的移动速度，从而改变物料在振动床上的停留时间。
4、应用
多层振动流化床干燥器是一种通用型干燥设备，单层振动流化床能干燥的物料多层振动流化床同样能干燥，尤其含湿量特别高的物料，一次便能干燥到所需含水率，因此可以预见多层振动流化床具有广泛的应用前途。下面两例为多层振动流化床用于活性炭干燥。图2为内江活性炭厂用于干燥磷酸法化学活性炭的干燥装置系统图。物料粒度3～0. Imm，比重0.4（成品），初始含水率68%～7删（湿基），成品含水率10%（干燥后6%～8%），采用燃煤热风炉，间接加热，热风温度200℃，排风温度65～70℃，蒸发量215kg（水）/h，振动床单层面积2.4m2，分布板两层，单位输料板上水分蒸发强度Ai=44. 7kg（水）/m3．h。原粉状活性炭用外热式回转圆筒干燥器，每干燥一吨活性炭耗煤1～1.2吨，采用多层振动流化床干燥器仅需500～600kg，节煤50%。上海活性炭厂用于颗�；钚蕴扛稍铮锪狭６�1～0.6mm，比重0.4，初始含水率35%～40%，成品含水率5%，热风温度250℃，蒸发量146—180 kg（水）/h，振动床单层面积l.2m2，分布板三层，单位输料板上水分蒸发强度4=40.6～50kg（水）/h。
5、结论
多层振动流化床在活性炭干燥中经初步应用，与现有干燥设备相比表现出明显的优越性：
(1)节能 仅活性炭为例，比外热式回转圆筒干燥节量能so%。
(2)干燥强度大，占地面积小，设备投资小 本设备占地面积仅是单层床的2/3左右，是回转圆筒的1/2。
(3)减少产品损耗 活性炭干燥通常使用平板炉干燥，敞开式烘干，人工翻炒，经调查统计活性炭仅飞扬损失5%～7%。外热式回转圆筒干燥器同样有大量的碳飞散，多层振动流化床负压操作，细粉回收，仅此一项一个年产500t的活性炭厂一年就可收回干燥设备的全部投资。
(4)提高了产品质量 本设备采用不锈钢制造，负压操作，间接加热，不受环境污染，产品尤其是颗粒炭不受磨损，可保持完整的颗粒，炭粒表面的粉尘在干燥中被吹净，提高了产品的净度。产品中含有的细沙粒经分布孔落入下箱体，从而减少了产品的灰粉。据福建青杉炭素公司统计，可使产品的灰粉从4%下降到2.5%以下。
(5)改善了环境，减轻了劳动强度 该设备仅需二人操作（包括烧热风炉），车间内几乎看不到炭粉飞扬，二级除尘，除尘效率达到99%以上。
