流化床干燥设备存在的问题与解决方法

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。

流化床干燥设备存在的问题与解决方法

经过工程技术人员的共同努力，近年来我国的流化床干燥设备有了长足的进步。目前国内常用的流化床干燥器有：内藏热管式流化床干燥机、ZLG振动流化床干燥机、沸腾流化床干燥机等。流化床干燥机的结构、性能都有明显改善，质量也在不断提高，但还存在着一些问题。

2.1 热能利用的不充分

流化床干燥设备存在热能利用不充分的问题，导致干燥效率不理想，能耗增加。如果在流化干燥过程中物料和热空气接触不紧密，就存在热交换不完全的问题，不但降低干燥效率，而且增加能耗。

德国GEA集团的下属公司[1]专门设计了使进气量更加均匀与平稳的筛板，该筛板可以使流化干燥过程中热交换更加充分和合理，并且降低了加热空气产生的能耗，可大幅提升经济效益。瑞士的苏尔寿公司和日本奈良机械[2]制造的内藏热管式流化床干燥机，改变了以往流化床热量全部由热风带入的方法，它将管式热交换器沉浸在流态化干燥物料中，物料脱水所需热量分别由埋管热交换器和流化用热空气提供，以较小的风量满足物料流化干燥的要求，由于部分热量来自管内热介质的传导传热，因此大大提高了热效率，而热介质一般为蒸汽、导热油等。

此外我们还可以采用新的加热技术或新能源来提高设备的热效率。如在床底层埋植换热管，利用液体潜热进行喷雾热交换，采用微波加热等形式进一步提高流化床干燥设备的热效率，从而降低能源损耗，达到经济环保的目的。

2.被干燥物料湿度的在线监测

流化床干燥过程中还存在无法在线监测被干燥物料湿度的问题，如果能够在干燥过程中在线检测物料的湿度，便可根据实际情况调整参数，提高干燥的效率。

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a[3]等人设计了一种在线检测流化床干燥时物料湿度的装置，该装置采用双比色皿系统，通过测量物料的电导率来检测物料的湿度，使整个干燥过程处于可控制状态。

此外还有利用重量改变、红外扫描等技术对被干燥的物料进行在线湿度检测的报道[4]，这些方式使流化床的整个干燥过程可以加以适时调控。

2.3 干燥结果的差异性

目前流化床干燥设备存在的问题与解决方法中普遍存在干燥结果差异较大的问题：

（1）同一种物料、不同投料量的干燥结果存在差异；

（2）不同种类物料、相同投料量的干燥结果存在较大差异。

因此，针对这两个问题，一般都是对流化床的结构进行改进，使其设计更为合理，从而增加干燥物料的种类，而且可以提高干燥效率，降低干燥结果的差异性。

德国GEA集团[5]针对同一种物料、不同投料量干燥结果不同的问题，设计有适用于较小量干燥物料的两层圆筒型流化床干燥器、适用于中等规模干燥量的四层串联流化床干燥器以及适用于大规模干燥量的矩形三层流化床干燥器。针对不同种类物料、相同投料量干燥结果不同的问题，设计有专门适用于干燥易团聚的固体物料的流化干燥器和适用于液体物料干燥的流化干燥器。

德国的Glatt公司[6]针对同种物料、不同投料量干燥结果不同的问题，设计有间歇型流化床和连续型流化床，间歇型生产量为2

kg/h～1.5 t/h，连续型生产量为20 kg/h～5

t/h，此设计可以有效地解决同种物料、不同投料量干燥结果不同的问题。

2.4 特殊物料的干燥稳定性

热敏感物料、氧敏感的物料以及含溶剂易燃物料的干燥条件要求较高，干燥条件不合理会导致被干燥物料的降解、变质。美国的Bepex公司[7]设计的固定式流化床干燥器是一种较新的适用于热敏感物料、氧敏感的物料和含溶剂易燃物料干燥的流化干燥设备。此流化床干燥器中具有多个区域，可在同一个装置中进行加热和冷却，每个区域都可以对温度、露点和流化速度进行独立控制，通过调节每个区域的围堰高度，物料在干燥器中的停留时间可相差最多4倍。由于采用较低的蒸汽压，热敏感物料可在低于沸点的温度下进行干燥，并且加入间接传热表面，提高干燥能力。

此外，该设备使用了能够将惰性气体进行回收的封闭循环流化床系统，可以处理对氧敏感的物料和含溶剂易燃物料。

2.5 冷却系统

部分流化床干燥设备缺少冷却系统，因此冷却过程一般较长。目前，国内外的研究人员和生产商在设计和制造流化床时，都考虑设计并采用更为合理和高效的冷却装置，使干燥后的物料能迅速冷却降温，达到简化生产过程，或直接包装的目的。

3 展望

目前，国外公司生产的流化床干燥设备由于采用了先进的技术而使其生产质量得到了较好的保证，我国由于起步晚，流化床干燥设备与国际先进水平相比有一定的差距，但随着我国制药工业的发展，在学习国外先进技术和实践经验的基础上，选择特定的突破点，加大自主创新力度，一定可以缩小与国际先进水平的差距。