流化床干燥实验思考题_流化床干燥_流化床干燥干燥速率(8)

振动流化床干燥机是一种强化的有特殊用途的干燥装置，它通常供物料最终干燥之用。由于在干燥过程中由机械振动帮助流态化，不仅有利于边界层湍流，强化传热传质，而且还确保了干燥设备在相当稳定流体力学条件下工作。这种设备除具有很好干燥功能之外，还能根据工艺需要附加地完成物料造粒、冷却、筛分和输送等工序。目前已在制糖、医药、化肥、塑料、乳品、盐业和矿冶等工业部门得到广泛应用。

对于初始含水率很高的物料，若采用箱式干燥需10~20h，用带式干燥机需2h，而采用振动流化床干燥机一般只需30min便可达到干燥要求。相比之下，使用振动流化床干燥不仅节省大量能源，而且产品受热温度低，使产品质量更好。大型振动流化床干燥机在干燥高初始含水率蔬果切片时，每小时可以从物料中排除1t水分。

（一）工作原理

如果有一料层放在振动空间，就会出现以下现象：最初随振动加速度的增加，料层逐渐被压实；当加速度值接近重力加速度g（9.81m/s2）时，料层密度达到最大；如果进一步增加振动加速度，则料层便开始膨胀，并出现所谓振动流化状态。这时，放在振动表面的物料产生强烈混和，并且很容易作水平或倾斜移动，也可沿螺旋面向上输送。在此条件下，若利用传导、对流、辐射或其中两者复合方式向料层供入热量，即可达到物料干燥目的。

将机械振动强加于流化床即为振动流床，就是在物料流化的基础上增加床层的振动，使物料有一个抛掷和松动的过程，使两者有机地结合起来，以达到低床层流化效果。它与传统的流化床不同点在于普通流化床的物料输送与流化是借助于风力（热空气）来完成，而振动流化床则籍振动来完成。振动流化床可以使物料的最小流化速度降低，尤其是靠近底部的颗粒先流化，改善了颗粒在底部的流化质量，使一些难以流化的物料能进行正常的干燥操作。

（二）基本构造

干燥机的关键部件之一是流化室。在流化室中，物料借助振动及气流由进料口向出料口移动，并呈流化状态。气体与物料进行良好接触，使物料中的水分加热蒸发后迅速地传递到空气中，使物料得以干燥。

分布板是保证正常操作的关键，它需有足够压降以保证通过开孔率的气量均匀。在振动流化床中，物料在周期地抛起、落下的过程中跳跃前进，并与分布板孔洞中出来的气体激烈碰撞，流化床中大气泡受冲击而成为分散的小气泡，从而改善流化质量。由于开孔率大，床层压降小，减少了动力消耗，降低操作成本。然而开孔率太大，会使孔内流速相应降低，产生漏料现象，影响正常操作。因此，应该根据不同物料来选择适宜的孔径、孔型及开孔率，并通过实验确定。

振动装置产生振动力（激振力）的大小直接影响到承载体的振幅和移动速度。目前振动器可分为惯性型振动器（偏心块振动器、振动电机）和偏心连杆振动器两种。

（三）特点

振动流化床和普通流化床相比，具有下述优点：

①通过调节振动的频率和振幅，容易控制粉粒料的停留时间分布，实现连续操作；

②机械振动的加入，减低了操作流化速度，减少粉粒料夹带；

③振动有助于分散湿含量大、易团聚、粘结的颗粒，改善流化状态；

④低床层操作，颗粒的破碎、磨损较少。

实践表明，振动流化床干燥速率除同物料性质有关外，主要同装置的振动频率、振幅和供热方式有关。在装置强度和噪声标准允许条件下，应尽可能采用较高振动频率和振幅。在供热方面，一般采用传导方式较对流方式更为有效。对于易粘附在振动表面的热敏性物料干燥，更适宜的是采用对流或对流与辐射复合的供热方式。

另外，从干燥过程动力学观点出发，振动流化干燥时间是干燥物料初、终湿含量的函数；从机械上讲，振动流化干燥时间又取决于物料移动速度。很显然，为确保干燥过程顺利进行，干燥时间长短的选择必须同时满足上述两方面要求。