流化床干燥设备是一种使用流体对物料进行搅拌的搅拌型干燥设备。其原理是进入流化床内的湿物料与热空气在布风板上方接触,物料颗粒悬浮于气流之中,形成流化状态。呈流化状态的物料颗粒与热空气均匀、充分地混合,进行十分强烈的传热和传质,脱除水分,达到干燥。合格的产品由流化床的出料口排出,含尘气体经除尘装置净化后由引风机排入大气。
流化床干燥设备在化工、轻工、医药、食品等工业中广泛应用。常见的设备类型有以下几种:
1、单层流化床干燥机
单层流化床干燥机是最简单的一种机型,可分为连续、间歇两种操作方法。连续操作停留时间分布较广,因而多应用于比较容易干燥的产品或对干燥指标要求不是很严格的产品。间歇操作可用于含水率较高的物料的干燥对于一些颗粒度不均匀并有一定粘性的物料,多采用在床层内装有搅拌器的低床层操作。
这种干燥机操作简单,检修方便,床层温度平稳,干燥效果好,但运转周期长。
2、多层流化床干燥机
多层流化床干燥机由于停留时间分布均匀,所以实际需要的干燥时间比单层流化床短。可以改善干燥产品含水的均匀性,易于控制产品的干燥质量。但是,多层流化床干燥机因层数增加,各层之间又要保证形成稳定的流化状态增加了设备结构的年复杂性。对于除去结合水分的物料,采用多层流化床是恰当的。
3、卧式多室流化床干燥机
卧式多室流化床干燥机克服了多层流化床结构复杂、层床阻力等缺点湿料由加料机连续加入干燥器的第一室,由于物料处于流化状态,所以可自由地由前一室向后一室。干燥后的物料由最后干燥室卸料口卸出,可干燥各种难于干燥的粒状物料和热敏性物料,并逐渐推广到粉状物料。
4、搅拌式流化床干燥机
为了使某些湿颗粒物料或已凝聚成团的物料亦能采用流化干燥技术,在加料口附近装备床内搅拌叶片,使呈团状或块状的物料及时打碎,以利于形成流化,这种装备有搅拌器的流化床称为搅拌流化床。
其优点在于:适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者可能结块的物料的干燥;可以有效避免沟流、腾涌和死床现象,获得均匀的流化状态,提高热质传递强度。
5、脉冲式流化床干燥机
此种针干燥机主要对一些不易流动的物料及干燥温度不允许超过50~80℃的结晶药物。脉冲流化床改变了传统流化床的恒定送风为周期性送风,通过调节气流的脉冲频率或脉冲气流导通率,使通过孔板的气体流量或流化区发生周期性变化,对物料进行干燥。
其主要结构特点是在干燥湿底部的周围装有几根热空气进口管,在每根热空气管上装有脉冲阀,它们按一定的频率和次序开启,开启时间与床层厚度和物料性能有关,当气体突然引进时,在短时间内形成一个脉冲,使粒子剧烈流化,促使物料之间进行强烈的传热与传质,当阀门关闭时,床层的流化状态逐渐消失,则物料处于静止状态,此时仍通入部分气体通过床层,以便下一个脉冲能有效地在床中传递。
优点:传热系数高,干燥时间短,空气耗量减少,电能耗量低。脉冲流化床能有效克服沟流、死区和局部过热等传统流化床常见的弊端,因而可用于处理黏性强、易结团和热敏性物料。
6、离心式流化床干燥机
离心式流化床是在离心力场中进行流化干燥的一种新型干燥设备,其原理是在机械转动造成的离心力场作用下使粒状物料分布在丝网覆盖的圆筒型多孔壁上,热气流穿过多孔壁使之流化干燥。由于离心力场的存在离心加速度可以是重力加速度的几倍到几十倍,因此与普通重力流化床相比较,强化了湿分在物料内部的迁移过程,干燥时间短,传热传质速率高,能够有效地抑制气泡的生成及物料的夹带,对于在重力流化床中难以干燥的低密度、热敏性、易粘结的固体物料都可以有效地干燥。