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流化床干燥器运行过程中影响流化的因素分析

摘要：在化学工业中，湿分是以自由溶剂和（或）化合剂溶剂

存于湿物料中的水分或溶剂。我们常常把借热能使湿物料中湿分气

化，并将产生的蒸汽由惰性气体带走，从而得到含有一定含有湿分

的固体产品的过程叫做干燥。而干燥由恒速干燥和降速干燥两个过

程组成，它们影响着干燥速率的好坏。在正常的生产中，干燥器的

应用非常广泛。但结块现象的出现严重的影响了车间的正常生产与

产品的质量，因此流化行为的正常与否已成为干燥器运行过程好坏

的重要指标。流化干燥是指干燥介质使固体颗粒在流化状态下进行

干燥的过程。本文就以振动流化床为例，从流化床干燥器的运行过

程出发，对流化床干燥器的工作原理、影响流化的因素及其解决方

案进行分析，以期望提升流化率，提高生产效率。

关键词：干燥原理振动流化床流化行为

一、流化床干燥器的工作原理

流化床干燥器由空气过滤器、流化床主机、布袋除尘器、旋风分

离器、高压离心通风机、操作台组成。根据干燥物料的不同性质，

配套除尘设备时，根据实际需要，可选择布袋除尘器、旋风分离器

中一种，也可以同时选择。生产中常使用旋风分离器来干燥比重较

大的冲剂及颗粒物料。而布袋除尘器则需备有气力送料装置及皮带

输机用以干燥比重较轻的小颗粒状和粉状物料。

流化床干燥器的工作原理是将散粒状固体物料由加料器加入流

化床干燥器中，经过滤处理的空气加热后由鼓风机送入流化床底部

经分布板与物料接触，形成流化态达到气体与固体的热量交换。干

燥后的物料经排料口排出，产生的废气由流化床顶部送入旋风除尘

器组和布袋除尘器回收固体粉料后排出。

二、流化床干燥器运行中影响硫化的因素

1.影响干燥过程的条件

湿分以化学结合形式和液态溶液形式存在于固体中的液体称之

为结合水，而固体表面的液体称为非结合水。干燥包括恒速干燥和

降速干燥两个过程，这两个过程先后控制着干燥的速率。恒速干燥

过程（又称为外部条件控制过程）是能量流经物体表面，使其表面

的湿分蒸发，物料所处环境、温度气流的方向及流速等因素都能影

响干燥的速率。而降速干燥过程（又称为内部条件过程）是固体内

部的湿分游离到其表面，再进行表面蒸发，而物料内部的湿分迁移

为物料性质、温度湿分含量的函数。适当减小物料尺寸、施加脉冲

等都有助于内部的湿分向外部扩散，提高干燥效率。

2.气速对流化行为的影响

在干粉车间中运用了气固流态化的模式，其原理是通过气体和固

体的对流效应将物料中的湿分带走进而达到干燥的目的。当气速达

到一定的程度时，干燥器的平衡压等于颗粒的重力，床层开始硫化。

当增加气速，总压降不变，此时的流化状态是散式流化。再进一步

增加气速将产生聚式流态化。正常的硫化状态是散式流化。由此可

知，气速的大小将影响流化的好坏。

3.颗粒对硫化行为的影响

颗粒对流化行为的影响主要表现为颗粒直径与休止角两方面。

生产中，根据颗粒直径的大小将其分为a、b、c、d四种。其中，

影响干燥器干燥效果最为明显的是a、b两种颗粒。a类颗粒称为细

颗粒，其鼓泡速度高于初始硫化速度。b类颗粒称为粗粒，其鼓泡

速度等于初始流化速度。由此可知，颗粒在正常的初始流化速度下，

a类易于造成物料凝聚，产生结块，形成聚式流化。

休止角指在重力场中，粉料堆积体的自由表面处于平衡的极限状

态时自由表面与水平面之间的角度。同一种物料，颗粒越大，其休

止角越大，颗粒间的粘附性越小。因此，颗粒的尺寸越小，干燥过

程中流化的效果就越差，导致干燥器内物料结块。

三、干燥器的选择对流化行为的影响

干燥器有很多种分类。再次本文就以振动式流化床为例进行简单

的分析。振动式流化床具有气固两相传热的表面积较大、固体颗粒

易于混合的优点。但其也有以下几点不足：

1.颗粒温度很高时易于形成团聚和结块

当很多透明物料积聚在较低的物床层，在温度超过规定要求范围

时，就很容易发生结块。这是因为物料所含水分较多，较高的温度

造成物料过快的干燥产生湿度梯度，最终物料弯曲破裂。

2.颗粒粒度分布广时，严重挟带

筛板规格不符合要求、造粒机刀间隙不合适等情况下，干燥过程

中会有许多块状物料从烟囱中飞出，严重影响了正常的生产秩序与

车间的卫生。

3.出力颗粒要大于50微米小于100微米，否则不会产生制动区

与沟流，造成结块

在旧式的干燥器运行中，细粉回掺水量的调节至关重要，在研磨

物料时，物料升温快，但风温较低，这样物料就会形成聚式流化。