流化床能干燥易燃液体吗？

摘要：流化床干燥器因具有较高的热质传递速率、结构紧凑、便于操作等优点而被广泛用于化工、食品、陶瓷、制药等行业，就流化床干燥设备的种类及普遍存在的一些问题和解决方法做一简要综述。

关键词：干燥；卧式多室流化床；搅拌流化床；振动流化床；离心式流化床；脉冲流化床

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。

1 流化床干燥设备的分类

流化床干燥设备在不到100年的时间里，经过科研人员的不断改进和创新，得到了长足的发展和广泛的应用。其种类很多，根据待干燥物料性质的不同，所采用的流化床也不同，按其结构大致可分为：单层和多层圆筒型流化型、卧式多室流化型、搅拌流化型、振动流化型、离心式流化型、脉冲流化型等类型。

1.1 单层和多层圆筒型流化床

最早应用的流化床为单层圆筒型，其材料为普通碳钢内涂环氧酚醛防腐层，气体分布板是多孔筛板，板上小孔半径1.5 mm，正六角形排列。

整个干燥过程为：湿物料由皮带输送机运送到抛料加料机上，然后均匀地抛入流化床内，与热空气充分接触而被干燥，干燥后的物料由溢流口连续溢出。空气进入鼓风机、加热器后进入筛板底部，向上穿过筛板，使床层内湿物料流化起来形成流化层。尾气进入旋风分离器组，将所夹带的细粉除下，然后由排气机排到大气中。此干燥器操作简单、劳动强度低、劳动条件好、运转周期长。

但是由于单层圆筒流化床直径较小，物料停留时间较长，干燥后所得产品湿度不均匀。因此发展了多层流化床，该流化床不仅可以提高效率，更重要的是能够得到较为均匀的停留分布时间。为了对物料进行内扩散控制，多层流化床还先后经历了溢流管式、下流管式和穿流板式3个阶段。多层流化床的物料干燥程度均匀，干燥质量易于控制。热效

流化床干燥器又称沸腾床干燥器，是利用流态化技术干燥湿物料。流化床干燥器种类很多,大致可分为以下几种:单层流化床干燥器、多层流化床干操器、卧式多室流化床干燥器、脉冲流化床干燥器、旋转快速干燥器、振动流化床干燥器、离心流化床千燥器和内热式流化床干燥器等。

产品简介：流化床干燥机是由物料自进料进口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平面流化床抛掷，向前连续运动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风1：3排出．干燥物料由排料进口排出。适用于化工、制药、食品、脱水蔬菜、粮食、矿产等行业的粉状、颗粒状物料的干燥、冷却等作业。

工作原理

物料自进料进口进入机内，在振动力作用下，物料沿水平面流化床抛掷，向前连续运动，热风向上穿过流化床同湿物料换热后，湿空气经旋风分离器除尘后由排风1：3排出．干燥物料由排料进口排出。

适应物料

适用于化工、制药、食品、脱水蔬菜、粮食、矿产等行业的粉状、颗粒状物料的干燥、冷却等作业。 如：柠檬酸、味精、硼砂、硫铵、复合肥、萝l、丝、豆粕、酒糟、种子、矿渣、砂糖等。

性能特点

◎振动源是采用振动电机驱动，运转平稳，维修方便，噪音低，寿命长。

◎流态化匀称，无死空隙和吹穿现象，可以获得均匀的干燥，冷却制品。

◎可调性好，适用面宽。料层厚度和在机内移动速度以及全振幅变更均可实现无级调节。

◎对物料表面的损伤小．可用于易碎物料的干燥，物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。

◎采用全封闭式的结构．有效地防止了物料与空气间交叉感染，作业环境清洁。

◎机械效率与热效率高，节能效果好，比一般干燥装置可节能30一60％。

分类：

按照被干燥物料，可分为三类：（1）适用于粒状物料；（2）适用于膏状物料；（3）适用于悬浮液和溶液等具有流动性的物料。

按操作条件不同，可分为两类：连续式和间歇式。

按结构状态，可分为一般流化型、搅拌流化型、振动流化型、脉冲流化型、碰撞流化型。

特点：

可实行自动化生产，是连续式干燥设备。干燥速度快，温度低，能保证生产质量，符合药品生产GMP要求。

应用范围：

它适用于散粒状物料的干燥，如医药药品中的原料药、压片颗粒料、中药；中剂、化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的干燥除湿，还用于食品饮料；中剂，粮食加工，玉米胚芽、饲料等的干燥，以及矿粉、金属粉等物料。 物料的粒径最大可达6mm．最佳为0．5-3mm。

除湿/干燥床编辑

使加热的外界空气流过水分饱和的除湿/干燥床上方,

流化床干燥技术是近年来发展起来的一种新型干燥技术，其过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递。目前被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业。

如果气体通过一个颗粒床层，该床层随着气流速度的变化会呈现不同的状态。在流速较低时，气流仅是在静止颗粒的缝隙中流过，这时称为固定床。当气流速度增大到一定值时，所有的颗粒被上升的气流悬浮起来，此时气体对颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡，床层达到起始流态化，这时的气流速度称为最小流化速度。当气流速度超过这个值，高到超过颗粒的终端速度（最大流化速度）时，床层上界面消失并出现夹带现象，固体颗粒随流体从床层中带出，这种情况就是气力输送固体颗粒现象，或称分散相流化床。

流化床干燥的特点及应用

流化床干燥具有较高的传热和传质速率，干燥速率高，热效率高，结构紧凑，基本投资和维修费用低，便于操作等优点。因此流化床干燥器被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业。

流化床干燥器

典型的流化床干燥器有一个锥形反应室，热空气从底部进入，通过物料层，再从顶部排出。

工程上在普通流化床干燥器的基础上进行改型，研制开发了振动流化床干燥机、搅拌流化床干燥器、离心流化床干燥机等，扩大了流态化干燥的范围，改善了流化质量，提高了热质传递的强度。

1．振动流化床干燥机

振动流化床(vFB)就是在普通流化床上施加振动而成。在输料板上放上一层物料(粉状、粒状、条状等)，对输料板施以振动，当振动加速度大于重力加速度时，料层开始膨胀，出现所谓的振动流态化状态。这时放在输料板上的物料产生强烈的混和，并且很容易作水平和倾斜移动。在此条件下，利用对流、传导、辐射向料层供给热量，即可达到干燥的目的。

由于床层的强烈振动，传热和传质的阻力减小，提高了振动流化床的干燥速率，同时使不易流化或流化时易产生大量夹带的块团性或高分散物料也能顺利干燥，克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象。振动流化床现在广泛应用于医药、食品、食盐、化工，饲料工业的干燥、冷却、造粒生产上。

2．搅拌流化床干燥器

搅拌流化床干燥器是在流化床内装设搅拌器，使某些湿颗粒物料或易凝聚成团的物料也能采用流化干燥。可用于硫酸铵、氨基酸、酐酪素、聚丙烯树脂等物料的干燥。

搅拌流化床干燥器具有下列优点：首先，扩大了流态化干燥技术的应用范围，适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者在干燥脱水过程中可能结块的物料的干燥；其次，可以有效避免沟流、腾涌和死床现象，获得均匀的流化状态，改善了流化质量，从而提高了热质传递强度。近年来随着搅拌流化床在药物、食品、化工产品的造粒、涂层等过程中的应用，搅拌流化床干燥器在工业上得到了相当广泛的应用。

流化床不能干燥，易燃的液体

流体向上流过一个微细颗粒的床层（塔体），当流速低的时候流体只是穿过静止的颗粒之间的空隙，此时的床体称为固定床；随着流速的增加，颗粒互相离开，并可看到少量的颗粒在一定的区间进行震动和游动，称为膨胀床；速度再升高达到使全部颗粒都刚好悬浮在向上流动的气体或者液体中，此时的床层就是流化床起点。

简单的说固体颗粒在流体作用下表现出类似流体状态的现象称为流态化。流化床是流态化发生的设备

流化床干燥就是将待干燥的物料颗粒填入流化床中，再通入热的气流，形成流化状态，此时由于颗粒分散并作不规则运动，流体湍动程度加剧，造成了气体和固体之间的良好接触，加速了气固相之间的传质传热，而且床层温度均匀，没有局部过热，设备结构较简单紧凑，连续操作。

流化床干燥技术是近年来发展起来的一种新型干燥技术，其过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递。目前被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业

中文名

流化床干燥

外文名

fluid-bed drying

应用领域

化工、食品、药物、陶瓷

用途

物料干燥

简介

流化床干燥过程是散状物料被置于孔板上，并由其下部输送气体，引起物料颗粒在气体分布板上运动，在气流中呈悬浮状态，产生物料颗粒与气体的混合底层，犹如液体沸腾一样。在流化床干燥器中物料颗粒在此混合底层中与气体充分接触，进行物料与气体之间的热传递与水分传递[1]。

流化原理

如果气体通过一个颗粒床层，该床层随着气流速度的变化会呈现不同的状态。在流速较低时，气流仅是在静止颗粒的缝隙中流过，这时称为固定床。当气流速度增大到一定值时，所有的颗粒被上升的气流悬浮起来，此时气体对颗粒的作用力与颗粒的重力相平衡，床层达到起始流态化，这时的 气流速度称为最小流化速度。当气流速度超过这个值，高到超过颗粒的终端速度（最大流化速度）时，床层上界面消失并出现夹带现象，固体颗粒随流体从床层中带出，这种情况就是气力输送固体颗粒现象，或称分散相流化床[2]。

流化床干燥的特点及应用

流化床干燥具有较高的传热和传质速率，干燥速率高，热效率高，结构紧凑，基本投资和维修费用低，便于操作等优点。因此流化床干燥器被广泛用于化工、食品、陶瓷、药物、聚合物等行业[3]。

流化床干燥器

典型的流化床干燥器有一个锥形反应室，热空气从底部进入，通过物料层，再从顶部排出。

工程上在普通流化床干燥器的基础上进行改型，研制开发了振动流化床干燥机、搅拌流化床干燥器、离心流化床干燥机等，扩大了流态化干燥的范围，改善了流化质量，提高了热质传递的强度。

1．振动流化床干燥机

振动流化床(vFB)就是在普通流化床上施加振动而成。在输料板上放上一层物料(粉状、粒状、条状等)，对输料板施以振动，当振动加速度大于重力加速度时，料层开始膨胀，出现所谓的振动流态化状态。这时放在输料板上的物料产生强烈的混和，并且很容易作水平和倾斜移动。在此条件下，利用 对流、 传导、 辐射向料层供给热量，即可达到干燥的目的。

由于床层的强烈振动，传热和传质的阻力减小，提高了振动流化床的干燥速率，同时使不易流化或流化时易产生大量夹带的块团性或高分散物料也能顺利干燥，克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象。振动流化床现在广泛应用于医药、食品、食盐、化工，饲料工业的干燥、冷却、造粒生产上[4]。

2．搅拌流化床干燥器

搅拌流化床干燥器是在流化床内装设搅拌器，使某些湿颗粒物料或易凝聚成团的物料也能采用流化干燥。可用于硫酸铵、氨基酸、酐酪素、聚丙烯树脂等物料的干燥。

搅拌流化床干燥器具有下列优点：首先，扩大了流态化干燥技术的应用范围，适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者在干燥脱水过程中可能结块的物料的干燥；其次，可以有效避免 沟流、腾涌和死床现象，获得均匀的流化状态，改善了流化质量，从而提高了热质传递强度。近年来随着搅拌流化床在药物、食品、化工产品的 造粒、涂层等过程中的应用，搅拌流化床干燥器在工业上得到了相当广泛的应用。

3．离心流化床干燥机

离心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，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，干燥时问短，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。离心式流化床的应用比较广泛，目前已在水果、蔬菜、米饭等食品的干燥方面取得较好效果[5]。