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流化床干燥机优缺点分析

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。流化床干燥机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。

流化床干燥机的分类

流化床干燥机在不到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、流化床干燥机脉冲流化型等类型。

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1.5mm,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。热效率较高,适用于降速干燥阶段较长的物料以及湿含量较高(水分含量>14%)的物料的干燥。

2 卧式多室流化床

由于多层流化床还是存在操作困难、床层阻力大和结构复杂等缺点,为克服这些缺点,20世纪60年代末70年代初发展了一种卧式多室流化床。该设备结构简单、操作方便,适用于各种难干燥的粉粒状物和热敏性物料的干燥。可以说,卧式多室流化床干燥器相当于多个方形界面流化床串联系统。

流化床干燥机其主要特点:

(1)在相邻隔室间安装挡板,从而可制得均匀干燥的产品,改善了物料停留时间的分布;

(2)物料的冷却和干燥可结合在同一设备中进行,简化了流程和设备;

(3)由于分隔成多室,可以调节各室的空气量,增加的挡板可避免物料走短路排出。

该设备在制药工业中推广较快,目前国内有几十个工厂用此设备来干燥各种片剂颗粒药物、粉粒状物料以及片状物料。如果在操作上对各室的风量、气温加以调节,或将最末几室的热空气二次利用,或在床内添加内加热器等,还可提高热效率。

3 搅拌流化床

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,研究人员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:

(1)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;

(2)可以避免沟流、腾涌和死床现象,获得均匀的流化状态,提高热质传递强度。

近年来搅拌流化床在制药工业上得到了相当广泛的应用,其常作为制药过程的后续工艺的干燥装置,以简化设备及工艺,降低成本。


 

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