干燥机械与设备3

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无悔无愧于昨天，丰硕殷实 的今天，充满希望的明天。
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第七节 沸腾干燥装置
一、沸腾干燥的基本概念
沸腾就是指流化(Fluidized)，“流化”是指固体颗 粒被流体吹起呈悬浮状态，粒子可以相互分离，作 上下、左右、前后运动，这种状态我们称作“流 化”，或流态化，流动化或沸腾状态。
沸腾干燥是指干燥介质使固体颗粒在沸腾状态下进 行干燥的过程。
1、固定床阶段
2、流化床阶段
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三、 沸腾干燥器（Fluidized-bed dryer） 的结构型式
1、流化床干燥器的分类
按被干燥的物料可分为：①粒状物料；②膏状物 料；③悬浮液和溶液等具有流动性物料。
按操作情况不同，流化床干燥器可分为：间歇式 和连续式。
按设备结构形式可分为：①单层流化床干燥器； ②多层流化床干燥器；③卧式多室流化床干燥器； ④喷动式流化床干燥器；⑤振动流化床干燥器； ⑥脉冲流化床干燥器；⑦惰性粒子流化床干燥器； ⑧锥形流化床干燥器。
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② 多层沸腾干燥器
物料有规则的自上而下移动，故停留时间分布均 匀，物料的干燥程度均匀，易于控制产品质量。 热利用率高，适宜物料降速干燥或产品要求含水 量很低的物料。
又可分为溢流管式和穿流板式，前者用的场合多。 溢流管的设计和操作是关键，否则易造成堵塞或 气体穿孔，从而造成下料不稳定，破坏沸腾床。 故一般溢流管下面均装有调节装置，其结构主要 有三种。
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2、粒状物料的沸腾干燥器
① 单层沸腾干燥器
结构简单，操作方便，生产能力 大，最广泛应用。
一般床层高度为300-400mm，由 干燥介质不同，生产强度可达 1m2 分 布 板 从 物 料 中 脱 水 5001000kg/h，空气消耗量为3-12kg ／kg水。
适用于较易干燥或干燥强度要求 不严格的粒状物料，对于一些粒 度分布较广并有一定粘性难以流 化的物料，可加搅拌器。
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1. 沸腾干燥器的优点
（1）物料与干燥介质接触面积大，搅拌激烈，表 面更新机会多，热容量大，传热好，产量高，可实 现小设备大生产。
（2）干燥速度大，停留时间短，故最适宜于某些 热敏性物料干燥。
（3）床内纵向返混激烈，温度分布均匀，对物料 表面水分可使用比较高的热风温度。同一设备，既 可用于间歇又能连续生产。
2—螺旋 1—挤压通过板 2021/3/9
振动加料器 1一弹簧2一轴承
3—转轴 4一不平衡体 5—加料斗 6一多孔板 27
4. 溶液、悬浮液等物料的沸 腾干燥器
① 葡萄糖沸腾造粒干燥设备 喷成雾状的葡萄糖溶液进入沸腾干燥器后有两种情况，一
种是在碰到沸腾床中流化粒子前，便已蒸发结晶干燥成微 粒，这部分微粒成为晶种； 另一种情况是雾化的溶液，在它未蒸发、结晶、干燥前， 便与沸腾床中流化粒子碰撞，而涂布于其表面，在其表面 不断蒸发、结晶干燥，使流化粒子不断增大，尤其以后者 为主要。故粒子越来越大，以致最后沸腾不起来。破坏了 沸腾正常操作，故控制粒子大小成关键问题，目前采用以 下三种方法来处理。
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3、膏状物料沸腾干燥器
它和粒状物料所用的沸腾干燥器基 本上相同，主要区别是加料器不同， 必须使膏状物入沸腾干燥器内很快 分散、均匀、定量、连续进行操作， 目前有两种型式的加料器：
① 螺旋挤压型② 振动加料器
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螺旋挤压型加料器 4—搅拌叶片 3—第一个叶片
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第八节 气流干燥器
气流干燥器 (Pneumatic dryer) 是一 种连续式高效固体流态化干燥方法。 它是利用高速热气流将潮湿的粉、粒、 块状物料分散而悬浮于气流中，一边 与热气流并流输送，一边进行干燥。
气流干燥器在食品行业中应用于淀粉、 面粉、葡萄糖、食盐、味精及肉丁食 品的干燥。
主要干燥由造粒机制成4-14目散粒状物料，初湿 量在10-30％，产品终湿量在0.02-0.3％。缺点 是热效率不及多层式高，在l、2两室易结块。
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卧式多室沸腾干燥器
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④ 喷动床干燥器
喷动床干燥器底部为圆锥形，上部为圆筒形。 气体以高速从锥底进入，夹带一部分固体颗粒 向上运动，形成中心通道。
（4）干燥停留时间，可按需要进行调整，对产品 含水量有变化或原料含水量有波动的物料更适应。
（5）设备简单，投资费用低廉，操作维修简单。
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2、 沸腾干燥器的缺点
（1）对被干燥物料的颗粒度有一定的限制，当几 种不同物料混在一起干燥时，各种物料的密度应 当接近。
（2）湿含量高而且易结团的物料不适合。 （3）易结块物料与设备会粘壁或堵塞。 （4）因纵向沸腾，对单级连续式沸腾干燥器，物
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采用锥形沸腾床——因流速随沸腾床高度而改 变，使颗粒在沸腾床中分级，大颗粒在下面， 小颗粒在上面，这样就有可能使大颗粒从下 面的出料口排出，以免继续增大，而小颗粒 留在床层内，保持一定的粒度分布。
在沸腾床内安装粉碎装置——可将大颗粒粉碎， 以控制床内粒度分布。
加返料——将小颗粒不断加入沸腾床内作晶种， 用调节返料量来控制床层的粒度分布。目前 用得最多的为加返料的方法，因容易控制。
正负压二级气流干燥机
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二级气流干燥机工作原理
是将湿物料干燥分为两步完成:
原料先由二级干燥之尾气和补充热气的混合体 进行一级正压干燥使用后的高湿低温尾气排出 机外;
干燥后的半成品由新鲜的热空气进行二级负压 干燥，干燥后的成品计量装，使用过的高温低 湿尾气用作一级干燥，从而完成干燥，机器适 用性广。
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一、气流干燥的特点
1. 干燥强度大
2.干燥时间短 3. 热效率高
4. 设备简单 可以同时把干燥、粉碎， 筛分，输送等单元过程联合操作。
不适用的物料为： 产品要求有一定形状 的物料；易于粘壁、非常粘稠以及要求 干燥至临界湿含量以下的物料。
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二、气流干燥器组成及型式
(2)物料含水率
要求粉状原料含水量在2-5％，颗粒物料含水量在10-15％， 使用沸腾干燥是合适的。因流化性能不一致也没有严格规定。 停留时间选择适当，产品含水可达0.03％。
(3)气体的温度
高温干燥介质可提高热的利用率，但保证温度控制在使产品 安全以内。
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(4)流化速度与截面积
在床层顶部颗粒好似喷泉一样，从中心喷出向 四周散落，然后沿周围向下移动，到锥底又被 上升气流喷射上去。如此循环以达到干燥的要 求。
喷动床用于谷物、玉米胚芽等物料的干燥。
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喷动床干燥器
1一放料阀 2一喷动床 3一旋风分离器 4一加料器
5一蝶阀 6—加热炉 7一鼓风机
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溢流式多层流化床干燥机
湿物料颗粒由第一层加入， 经初步干燥后由溢流管进入下 一层，最后从最底层出料。停 留时间较长，产品能达到很低 的含水量且较为均匀，热量利 用率也显著提高。
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溢流管调节装置 自封式溢流管结构图
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Βιβλιοθήκη Baidu
穿 流 板 式 多 层 沸 腾 干 燥 器
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单层沸腾床于燥流程示意图
1—抽风机 2一料仓 3—星形下料器 4一集灰斗 5一旋风
分离器 6一带式输送机 7—加料机 8一卸料管 9一流化床
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气流分布板
是流化床干燥机的主要部件之一。作用是支持物料， 均匀分配气体，以创造良好的流化条件。多采用金属 或陶瓷材料制作。
气流干燥器一般由空气滤清器、热交换器、 干燥管、 加料器、旋风分离器、出料器及除 尘器等组成。
其结构型式有直管式、脉冲式、倒锥式、套 管式和旋风式。
目前，我国生产的气流干燥机主要有两种：
直管式
脉冲式
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一级气流干燥机
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3、气流输送阶段
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二、沸腾干燥的特点
一般适用于30um-6mm颗粒状物料，或结团现 象不严重的场合，故常用于气流或喷雾干燥后 的物料作进一步干燥之用。
对溶液或悬浮液的液体物料的干燥和造粒也很 合 适 。 沸 腾 干 燥 设 备 的 热 容 量 系 数 为 23007000w／m2，生产能力可在小至几kg／h，大 到数百t／h范围内变动，物料停留时间可任意 调整，尤其对含水要求很低的产品特别合适。
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振动流化床干燥器
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振动沸腾床干燥器
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⑥ 脉冲沸腾干燥器
特点与适用性 脉冲式流化床干燥器作用能量集中，适用于不易干燥或有
特殊要求的物料，属间歇操作，适用于粒度为 10μm~0.4mm的物料，床高0.1~0.4m。 与常规流化床干燥机相比，具有如下优点： 能够流化非球形大颗粒，如直径为20~30mm、厚度为 1.5~3.5mm的蔬菜也能获得良好的流化状态; 粒子间对流混合较充分，无沟流现象，改善了床层结构; 压降较低，节能效果明显，高达30％。
(5) 沸腾床层高度：一般只能由经验确定。
(6)多孔板的开孔率及其它数据
如孔径太大，引起气流分布不均匀；
孔率太小，阻力损失太大。故一般开孔比 可取20％，孔径可取5-20mm，多孔板的 压力损失为1332.89-13328.95Pa。
对多段流动层，其段间隔取300mm为宜。 卧式连续多室流动床，如隔板为4块，分 成5个小室，隔板与孔板间隔为30-60mm。
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⑤ 振动沸腾干燥器
适用不易流化的物料颗粒太粗或太细易粘成成块， 以及对产品质量有特殊要求的物料 (如保持完整 晶体，晶体闪光度好等)。
由振动电机产生激振力使机器振动，物料在给定 方向的激振力的作用下踊跃前进。同时床底输入 的热风使物料处于流化状态，物料与热风充分接 触，从而达到理想的干燥效果。
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③ 卧式多室沸腾干燥器
结构简单，操作方便，适合难干燥和热敏感性物 料的干燥，现已推广到粉状、片状等物料。为一 矩形箱式沸腾床，底部为多孔筛板，开孔率一般 为4-13％，孔径为1.5-2.0mm，上方有竖向挡板， 将床分成8个小室，每块板可上下移动调节板间 距，每小室下部有一进气支管，支管上有调节气 体流量的阀门。
料停留时间可能不均匀，未干燥的物料会随产品 一起排出床层。
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3. 适用范围和有关参数的选择
(1)固体颗粒大小
要求>30um，如太小，会产生沟流现象即局部并不流化，在 颗粒间形成通道称沟流，干燥效率下降。湿度越大，沟流现 象越严重。如颗粒>6mm时，要求气流速度高，经济效益不 合算。