闪蒸干燥机

三、旋转闪蒸干燥机

旋转闪蒸干燥装臵是20世纪80年代在国外新推出的一种将干燥技术和流态化技术综合为一体的新型干燥设备，它克服了喷雾干燥设备高，能源消耗大和流化床干燥不均匀的缺点，集两者之所长，成为具有高效、节能、快速等特点的理想干燥设备。它特别适合于高黏度膏状物、滤饼等物料的直接干燥，并可一次获得颗粒微细的粉体，弥补了耙式干燥效率低、产量小的不足，改变了喷雾干燥先稀释再进行喷雾处理的复杂过程；由于热风与物料接触时间短，可以对触变性、热敏性物料及生物菌体进行干燥，并具有防止焦化变色的作用。几年来，旋转闪蒸干燥广泛应用于轻工、石油、化纤、食品、矿山、涂料、染料及中间体等化工行业的高黏度、高稠度、热敏性膏状物的干燥。

与其他干燥设备相比，旋转闪蒸干燥装臵技术先进、设备紧凑、操作简单、维修方便，强化了气固传热效果，使干燥时间大为缩短，产品产量及质量大大提高，节能效果十分显著，设备占地面积小，既节省能源又节约投资。因此，这种装臵出现后立即引起了世界各大化学工业公司的重视，纷纷引进用于各种物料的干燥。现在世界大约有17个国家引入了这种装臵。

3.1旋转闪蒸干燥器的工业流程

旋转闪蒸干燥流程如图所示，主要由空气过滤器1、加热器2、加料器3、热风分布室4、闪蒸干燥器5、分级室6、旋风收

集器7、布袋除尘器8、引风机9等主要设备构成。

来自压滤机的膏状物料在加热器中经搅拌初步破碎后，由螺旋加料器定量送入干燥器流化段，在流化段被搅拌器进一步离心、破碎，干燥过程中所需新鲜空气由过滤器引入，经加热期加热到所要求温度，送入热风分布器，经干燥器底部狭缝以较大风速进入流化段，与被搅拌物料充分接触，促使物料形成流化状态开始沸腾。由于物料处在离心、搅拌、粉碎的状态下，块状（或球形）物料表层迅速干燥，并分离形成体积较小的球形或不规则球形颗粒，在旋转热风作用下送入分级器，较大较湿的未干燥颗粒又落回干燥室中。送入分级器后的细小物料由旋风收集器排出，再经布袋过滤器分离，空气经尾气风机排入大气，物料由旋风收集器和布袋过滤器底部排出。

3.2旋转闪蒸干燥器的特点

由图看出，旋转闪蒸干燥器具有以下的结构特点。

①在闪蒸干燥室底部流化段设臵倒锥体结构，使干燥气体流通截面自下而上逐渐扩大，底部气流相对较大，上部气流相对较小，从而保证下部的大颗粒处于流化状态的同时，上部的小颗粒也处于流化状态，并使热风沿锥体部旋转，提高底部风速，缩小了搅拌轴悬臂部分的长度，增加了运转的安全可靠性；可使轴承放在机外，有效地防止轴承在高温区工作，从而延长了轴承的使用寿命。

②搅拌齿上设臵刮板，物料在被搅拌齿粉碎的同时，又被抛

向机壁，黏结在壁面上，如不及时刮下，严重时会使设备振动，甚至导致搅拌器闷住不转。搅拌齿上设臵刮板，可以及时剥落黏在机壁上的物料，避免黏壁。

③搅拌轴的转数由无级调速电机控制。根据产品粒度要求选择不同的转速，搅拌轴转速越快，所的产品的粒度就越小。

④干燥器上部设臵分级器，通过改变分级器的孔直径和分级段的高度，进而改变空气流速，控制离开干燥器的粒子尺寸和数量、最终含水量及物料在干燥段内的停留时间。

⑤加料机的螺旋输送机转数由无机调速电机控制。根据物料性质和干燥工艺参数控制加料速度。

旋转干燥器的工作性能如下：

①能处理膏状、滤饼状等物料；因是闪蒸、瞬时完成干燥，可用于处理热敏物料；干燥室中有搅拌器，同时在高速气流中干燥，可处理黏性物料。

②单位产品能耗低，该干燥器可在较高温度下干燥固含量高的物料，较其他许多干燥设备能耗低。与喷雾干燥器相比，相同体积时，其干燥能力是喷雾干燥的2倍，能耗是喷雾干燥的1/3。

③产品收率高，质量好。以干燥H-酸为例，利用闪蒸干燥装臵可提高收率5%，而且粒度均匀，含水量小。

④颗粒在热气流中高速分散，干燥时间短、速度快、热效率高。

⑤设备结构紧凑，占地面积小，集干燥、粉碎、分级为一体，

是旋流技术、流化技术、喷动技术及对流技术的有机结合，干燥后不需要再粉碎、筛分，简化了生产工艺，节省了动力和设备费用。

⑥设备紧凑，占用空间少，生产效率高。

⑦该系统密闭性好，保护工人健康和减少了对环境的污染。

3.3工作原理

图是旋转闪蒸干燥器的工作原理。根据干燥过程中发挥的作用可以把主体设备分为三部分：流化段、干燥段和分级段。图中1是热风进口，2是旋转轴，3是热风出口，4是分级器，5是加料器，6是搅拌齿。

①如图所示，流化段是物料入口以下部分，内设有搅拌器。它能帮助破碎高黏性物料，使湿料与干燥热空气充分接触，产生最大的传热系数。干燥热风从切线方向以一定风速进入干燥器底部环形通道，从壳底缝隙进入流化段，由于通道截面突然减小，使动能增加，风速增大，这样在器内形成具有较大风速的旋转风场。

物料自螺旋输送器进入干燥器后，首先承受搅拌器的机械粉碎，在离心、剪切、碰撞的作用下物料被微料化，与旋转热风充分接触形成流化床而被流态化，处于流化状态的颗粒表面完全暴露在热风中，彼此间互相碰撞和摩擦，同时水分蒸发，使粒子间黏性力减弱，颗粒之间成分散、不规则的运动，使气固两相充分接触，加速了传质、传热过程。

在流化段内冷热介质温差最大，不部分水分在此区被蒸发，只有充分干燥后的微粒才能被热风带出流化段。流化段属于高温区，物料湿含量较大，当物料水分散失后，它已完全脱离了高温区进入干燥段，因为流化段物料颗粒内部保持一定水分，物料不会过热，干燥的微粒瞬间脱离高温区，所以旋转闪蒸干燥设备对热敏性物料非常适用。

经过流化床干燥后，物料被粉碎干燥成各种粒度不同的球形和不规则颗粒，在旋转空气的浮力和径向离心力作用下，未干燥的颗粒在较大离心力作用下向器壁运动，因具有较大的沉降速度而落回流化段重复流化干燥，较小颗粒向上进入下一步干燥——干燥段。

②干燥段是加热螺旋以上到分级器之间的空间，此时物料在旋转风场中继续干燥。较小颗粒继续向上进入分级段，较大颗粒在器壁周围向上运动与分级器碰撞下落重新干燥，直到达到干燥质量要求。

干燥段的热风经过流化段质热交换后，湿度增加，由于断面面积增大，风速减小，这保证了干燥段运行条件的稳定，并控制了物料在干燥器停留时间。根据空气在干燥器内停留时间来调节空气流速，就使产品的粒度、产品及最终含水量得到控制，从而在干燥器内形成一个进料速率和符合要求的干品产量之间的平衡。由于流化床具有自调停留时间的特性，旋转闪蒸干燥器最终产品的含水量很少受进料湿含量波动的影响，这也是该干燥器的