流化床技術(shù)是GEA的一項(xiàng)核心技術(shù),幾種不同類型的流化床裝置,適用于食品和乳制品,化學(xué)藥品和藥品。所有這些都適用于干燥或冷卻顆粒-粉末,附聚物或顆粒-以及由細(xì)粉生產(chǎn)附聚物和顆粒。流化床干燥機(jī)均針對(duì)客戶的特定目的而設(shè)計(jì),符合行業(yè)特定的標(biāo)準(zhǔn)和要求。所有這些都基于成熟的技術(shù),并結(jié)合了新的技術(shù)發(fā)展。
不管具體的應(yīng)用是什么,流化床都可以處理漂浮在空氣或氣體墊層上的產(chǎn)品。處理空氣通過(guò)特殊的帶孔分配板供入管道,并以足以支撐流態(tài)顆粒重量的速度流過(guò)固體床。氣泡在材料的流化床中形成并坍塌,從而促進(jìn)了劇烈的顆粒運(yùn)動(dòng)。在這種狀態(tài)下,固體的行為就像自由流動(dòng)的沸騰液體。
由于與固體的緊密接觸以及單個(gè)顆粒與流化氣體之間的速度差異,因此獲得了很高的傳熱和傳質(zhì)值。淀粉干燥設(shè)備流化床干燥機(jī)淀粉干燥設(shè)備流化床干燥機(jī)
氣體分布板開孔結(jié)構(gòu)對(duì)流化床干燥性能的影響
對(duì)于惰性粒子流化床干燥操作,不論氣體分布板的孔道是直孔還是斜孔,其床層壓降均主要來(lái)自惰性粒子的流化阻力,而液狀物料對(duì)床層壓降的影響較??;適當(dāng)提高進(jìn)料量和進(jìn)風(fēng)速度,或減小惰性粒子直徑,將有利于體積傳熱系數(shù)的增大;當(dāng)進(jìn)風(fēng)溫度一定時(shí),適當(dāng)增加進(jìn)料量,可提高干燥器的熱效率 ;當(dāng)進(jìn)料量一定時(shí),不宜追求過(guò)高的進(jìn)風(fēng)溫度,以免導(dǎo)致體積傳熱系數(shù)和熱效率下降。
在相同的條件下,氣體分布板開斜孔與開直孔相比,流化床干燥器的床層壓降將有所上升,但其體積傳熱系數(shù)和熱效率也同時(shí)增大,這說(shuō)明斜孔分布板造成的粒子高速旋轉(zhuǎn)有助于傳熱性能的提高。
改善粘性顆粒流化質(zhì)量的方法
目前改善超細(xì)顆粒流態(tài)化性能的方法主要可分為四類:
(1)用顆粒設(shè)計(jì)改變本征流態(tài)化方法。即利用不同性質(zhì)、不同粒徑或不同形狀的添加顆粒以及表面改性來(lái)改善顆粒的流化質(zhì)量,其本質(zhì)是減弱或調(diào)節(jié)顆粒問(wèn)的黏附力。顆粒設(shè)計(jì)主要包括原始顆粒設(shè)計(jì)與添加顆粒組分設(shè)計(jì)兩大類,其中添加顆粒組分設(shè)計(jì)是如今研究的重點(diǎn)。在SIC(5μm)中添加FCC催化劑(180-200目),在SiC(~2μm)中添加50%的漂珠,其流化性能得到明顯改善。
(2)內(nèi)部構(gòu)件和床型設(shè)計(jì)。為了破碎氣固流化床中的氣泡和顆粒聚團(tuán),改善流化質(zhì)量,在流化床中增設(shè)內(nèi)部構(gòu)件不失為一種好的方法。內(nèi)部構(gòu)件一般可分為水平構(gòu)件、垂直構(gòu)件和固定填料三類。通過(guò)內(nèi)部構(gòu)件的合理增設(shè)可以起到破碎氣固流化床中的氣泡和顆粒聚團(tuán)。
(3)內(nèi)部構(gòu)件和床型設(shè)計(jì)。為了破碎氣固流化床中的氣泡和顆粒聚團(tuán),改善流化質(zhì)量,在流化床中增設(shè)內(nèi)部構(gòu)件不失為一種好的方法。內(nèi)部構(gòu)件一般可分為水平構(gòu)件、垂直構(gòu)件和固定填料三類。通過(guò)內(nèi)部構(gòu)件的合理增設(shè)可以起到破碎氣固流化床中的氣泡和顆粒聚團(tuán)。
(4)外力場(chǎng)方法。外力場(chǎng)可以有效地消弱和克服超細(xì)顆粒之間的黏性力,減小聚團(tuán)尺寸,改善顆粒流化質(zhì)量,如在流化床中引入外部振動(dòng)器、內(nèi)構(gòu)件、聲場(chǎng)、磁場(chǎng)等。關(guān)于用振動(dòng)力場(chǎng)來(lái)改善黏性顆粒流化質(zhì)量的報(bào)道較多。聲場(chǎng)和磁場(chǎng)聯(lián)用時(shí),表現(xiàn)出A類顆粒的流化特征,小流化速度比任何單獨(dú)場(chǎng)中的都小。
沸騰流化床在干燥過(guò)程中可能出現(xiàn)的問(wèn)題及解決方案
1. 流化狀態(tài)不佳:原因有二。一是風(fēng)量偏小。首先應(yīng)檢查鼓風(fēng)量的大小,調(diào)大鼓風(fēng)量或調(diào)整均壓風(fēng)箱配風(fēng)門;若效果還不理想,則說(shuō)明均壓風(fēng)箱被落料堵塞嚴(yán)重,應(yīng)清理均壓風(fēng)箱。二是原料過(guò)濕,物料在床上結(jié)塊,這時(shí)應(yīng)在原料中適當(dāng)加些干料,同時(shí)清理結(jié)塊,加大 攪拌,必要時(shí),啟動(dòng)前先通風(fēng)后加料。
2.
2.溝流現(xiàn)象:由于各種原因流體通入固定床層時(shí),在床層中分布不均勻,在床層的局部產(chǎn)生了短路,使相當(dāng)多的流體通過(guò)短路流過(guò)床層,即使通過(guò)床層的氣流速度大于臨界速度,床層仍不流化。 此現(xiàn)象產(chǎn)生的原因,一是料層顆粒分布不均勻,細(xì)小顆粒較多,且干燥介質(zhì)的流速過(guò)低;二是物料潮濕易結(jié)塊,在床層中料層薄厚不均,易在床層薄、結(jié)塊少的地方產(chǎn)生溝流,使干燥介質(zhì)與被干燥的物質(zhì)接觸不良,造成干燥效率下降。對(duì)此,可采用較大的流速、加干料、加大攪拌,操作時(shí)先送氣后加物料等辦法來(lái)解決。
3.
3.騰涌現(xiàn)象:粉狀物在流化狀態(tài)下干燥時(shí)被氣流所夾帶,較大顆粒因重力紛紛落下,出現(xiàn)物料翻騰現(xiàn)象。這是因?yàn)樵诹骰矁?nèi)固體顆粒分布不均勻、氣體通過(guò)分布板不均勻或流化床的高度與直徑 比值較大等因素,使床層內(nèi)氣泡匯合長(zhǎng)大,直至氣泡直徑大到接近床層內(nèi)徑時(shí),由于氣速較大,固體顆粒在床內(nèi)形成活塞狀向上運(yùn)動(dòng),當(dāng)氣泡在密相界面上破裂時(shí),顆粒被向上拋出很高,小顆粒被氣流夾帶,較大的顆粒紛紛落下。往復(fù)循環(huán)幾次后,會(huì)使顆粒與干燥介質(zhì)接觸不良,干燥效率降低,同時(shí)使床層受到較大的沖擊,被干燥的固體顆粒物料磨損加劇,大量的細(xì)粉被氣流帶出。為了避免此現(xiàn)象,需將床內(nèi)擋板加以適當(dāng)調(diào)整,使內(nèi)部結(jié)構(gòu)調(diào)整至化。
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