SS干燥原理及设备流化床汇总

3.1.2 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。
单层流化床可分为连续、间歇两种操作方法。连续操 百度文库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。
若流体的速度稍高于带出速度、颗粒则被流体带走。
3.2.2 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。
3.1.4 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。
颗粒间空隙体积 床层总体积
2）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）。
至分离器
加料
出料
分布盘 热空气
单层圆筒流化床干燥器
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。
床内分离器
气体出口
第一层
加料
第二层
出料
热空气
3.2 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。
多层流化床干燥器
多室卧式流化床干燥机
振动流化床干燥机
喷动流化床干燥机
3.1.3 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。
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。
3.2.4 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。
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。
3）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”。
Dry Theory & Equipment
第3章 流化床干燥
3.1 概述
3.1.1 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。
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。
2）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。
3.2.3 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。
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。