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解析流化床干燥器运行过程中影响流化因素

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梁元月董富荣

摘要：化学工业中常常需要将湿物料中的湿分进行气化，同时通过惰性气体将蒸汽带走而得到具有一定湿分固体产品。此过程常常通过流化床干燥器来进行，但是结块问题会对车间正常生产以及产品质量造成较大影响，所以是否能够进行正常的流化已经成为了干燥器运行好坏重要的影响因素。本文主要分析流化床干燥器运行过程中影响流化因素，希望能够对提升流化率以及生产效率提供一定参考和帮助。

Abstract： In the chemical industry， it is often necessary to gasify the moisture in wet materials， and at the same time， the steam is taken away by inert gas to obtain a solid product with a certain humidity. This process is often carried out by a fluidized bed dryer， but the problem of agglomeration will have a greater impact on the normal production of the workshop and the quality of the product， so whether it is possible to carry out normal fluidization has become an important factor influencing the operation of the dryer. This article mainly analyzes the factors affecting the fluidization during the operation of the fluidized bed dryer， hoping to provide some reference and help for improving the fluidization rate and production efficiency.

关键词：流化床干燥器;运行;影响因素分析;解决措施分析

Key words： fluidized bed dryer;operation;analysis of influencing factors;analysis of solving measures

中图分类号：TQ051.892? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文献标识码：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章编号：1006-4311（2020）22-0210-02

0? 引言

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。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，是化学工业中非常重要的设备。在流化床干燥器运行过程中，会存在较多因素影响流化的正常运行，所以为了保证流化床干燥器的正常运行，需要对这些影响因素进行分析，采取针对性措施进行处理，进一步提升流化效率。

1? 流化床干燥器运行过程中影响流化因素分析

1.1 影响干燥过程的相应条件分析

第一，内部条件分析。若是内部物料表面缺少足够的自由水分，那么热量就会向物料内进行传递，从而形成温度梯度，使得湿分从物料内部向外表面进行迁移而实现干燥。为了能够达到更好的干燥效果，可以一定程度上降低物料的尺寸，并通过振动、脉冲以及超声波等方式加快内部水分的扩散。

第二，外部条件分析。影响到干燥过程的外部条件主要包括温湿度、空气流速、物料所处状态、搅动状况、干燥过程中的持料方法等，通过这些条件的控制能够将非结合水（物料表面的湿分）排除掉。

1.2 颗粒性质对于流化的影响

第一，气速对于流化的影响。干粉车间运行时常常采取的是气固流态化模式，主要是通过气体和固体之间的对流将物料进行干燥。若是空气速度较小，固体颗粒处于静止状态，气体会从颗粒的间隙中流过床层，该床称之为固定床。随着气速不断增加，干燥器的压降一旦和床层颗粒重力处在平衡状态，那么床层就会因为膨胀而发生流化，此种状态下的气速可以称之为“初始流化速度”;在气速持续增加到一定限度时，总体压降并不会发生改变，此流化状态称之为散式流化（正常流化状态）;在此基础上再提升气速就会发生鼓泡，压强会有显著的波动，此种情况下称之为“鼓泡床”，也可以称之为聚式流态化（非正常流化状态）。

第二，顆粒对于流化的影响。

①颗粒直径对于硫化情况的影响。按照颗粒直径大小的区别可以将其分为A、B、C、D四种类型，这其中A、B两类是对干燥效应影响最大的两种，同时也是干粉车间最为常用的两种。其中A类颗粒的粒度在30-100μm范围内，属于细粉颗粒，该类颗粒具有较快的鼓泡速度，要超出初始流化速度;B类颗粒的粒度在100-600μm范围内，称之为粗颗粒或者鼓泡颗粒。此类颗粒的初始鼓泡速度和初始流化速度相一致，若是气速>初始流化速度就会在床层内出现“气泡相”以及“密相”两相，其中密相中气固返混相对较小。针对上述两种颗粒来说，大量的A类颗粒容易造成鼓泡床，从而引发物料的聚集而形成聚式流化，进而形成结块。

②休止角对于流化情况的影响。所谓的休止角也可以称之为自然堆角，如图1所示。对于同种物料来说，随着颗粒粒径的降低，休止角也会降低，而微粒子间的粘附性会随之增加。所以对于同种物料来说，随着粒徑的降低，在进行干燥时由于粘附性较大会造成流化效果的下降，从而造成干燥物料结块的发生。在流化床干燥器正常运行时，在角落位置容易发生结块问题，通过对这些结块的深入分析可知，结块主要是由细粉堆积形成（细粉达到80%以上），并且成块物料相对较软。

1.3 干燥器选择对于流化的影响

第一，干燥器的类型。

①按照干燥器容器的不同可以将其分成托盘型、转股型、流化床型、气流或者喷雾型。对于目前的干粉车间来说，最为常用的就是流化床干燥器，其比较适合用在大型干燥机床中;

②按照传热方式的不同可以将其分成传导加热型、对流加热型、辐射加热型、微波以及介电加热型。对于目前的干粉车间来说，最为常用的就是对流加热型干燥器;

③按照产品在干燥器内部停留的时间不同可以分成1min内的喷雾、转鼓干燥器;1h以上的隧道或者带式干燥器;1min-1h之间的干燥器等。对于目前的干粉车间来说，最为常用的就是1min-1h之间的干燥器。

第二，振动式流化床。此种流化床是目前干粉车间应用最广泛的类型，此种流化床能够使得固体颗粒较好混合，并且气固两相的传热传质表面积较大，但是存在一定的问题。

①颗粒温度较高情况下容易结块。当大量透明物料堆积在较低物床层的情况下，一旦温度超出规定就会产生结块。

②若是筛板以及造粒机刀间隙不合适，那么在干燥情况下会产生大量块状物料，对于正常生产造成较大影响;

③出力颗粒要控制在50-100μm范围内，否则会形成沟流以及滞动区域，容易引发结块。

1.4 流化床工艺参数影响因素分析

通常来说，流化床风速率、风温地把控环节，对于推动流化床地顺利运作具有很强的显示作用。如果风速高达临界流化速率的时候，颗粒就会慢慢地悬浮在上游的气流环境之中。而且，如果风速越大，那么流化床床层就会变得越高。如果风速生成的浮力超出了部分颗粒的重量时，那么此时颗粒就很容易被外部气流所转移走。伴随风速地不断上升，此时气流夹杂的物料就会逐渐增加。所以，相关的工作人员需要依据设备自身的实际状况，将流化风速逐渐把控在一定的范畴这种，这样一来，不但可以让床内物料实现流化，同时也可以让床层高度处于可控的范畴之中。不仅如此，相关的工作人员也需要将风温把控在既定的范围：如果风温较低，那么物料之中的水分，就很难被完全性地带出，时间一旦过长，那么就很容易造成物料累积，造成运行周期变短。而如果风温较高，不仅会造成资源被耗费，还容易导致物料出现理化上的变化。因此，相关的工作人员在操作流化床干燥器的过程中，务必要把控好进风速率以及进风温度两项关键性的参数。

2? 流化床干燥器运行中影响流化因素的解决方式

2.1 颗粒性质对于流化影响的解决方式

此方面的影响最主要的因素就是颗粒直径，针对此种情况可以通过如下方式来降低干燥器结块发生概率：

第一，定期实施设备的维护以及研磨油的标定，能够在降低研磨油功耗的情况下通过大油量来提升造粒机的造粒效果;

第二，相应包线工作人员要及时检查造粒机三角区和造粒机底部的物料情况，明确最终的造粒效果以及物料中透明胶粒含量;

第三，要在每一次停线时对于造粒机刀间隙和筛板进行仔细检查，明确是否存在筛板渗漏、刀间隙较大以及刀具损坏问题，否则需要对其进行及时更换;

第四，制定出完善的细粉回掺水量调节考核机制，在进行不同班组工作交接时需要仔细检查上班水量调节情况。工作人员要不定期对细粉掺水量情况实施检查，通过相应的奖惩制度对表现优异的员工给予鼓励，有效提升工作人员的积极性。

2.2 干燥器自身结构对于流化影响的解决方式

因为冬季的温度较低且热损失较大，所以冬季干燥器想要确保较高负荷的运行是比较困难的。但是冬季是干粉产量的上升期，此阶段空气湿度较低，在干燥器中引入外部空气后会形成非常好的传热传质效果，影响干燥器高负荷运行的最主要因素就是风温的影响，所以可以在干燥器内部设置加热器的方式来提升流化效果。

2.3 透明物料对于流化影响的解决方式

第一，加强高质量透明物料的研发以及生产，严格遵照试验好的生产工艺进行生产，一旦反应情况出现改变就要及时联系科研机构制定针对性措施。

第二，若是存在透明物料的情况，一旦另外预研磨内存在较好物料，那么可以利用两个预研磨共同出料的方式来降低透明物料量。若是两个预研磨内都存在大量透明物料，那么要降低转数的同时提升油量，同时要实时明确干燥器内物料流化情况，一旦发生结块就要进行及时清理。

第三，若是透明物料已经对装置生产造成影响，那么可以通过湿度相对较高的热空气实施物料干燥，从而避免发生质量问题。若是采用外部空气，那么要对空气湿度进行必要调节后将其送入到干燥器中。

3? 结束语

综上所述，要想实现流化床干燥器地长时间顺利运行，相关的工作人员需要将之与各项工序合理地配合在一起方可实现。通常来说，流化床本身参数所做的调控，要由各个工序进料的状况来决定，在此之中，控制流化床的进风风量是流化床进行调节的关键性方法。基于此，本文详尽地阐述了流化床干燥器运行过程中影响流化因素，在此基础上提出了流化床干燥器运行中影响流化因素的解决方式。通过本文的介绍能够对流化床干燥器正常运行提供一定参考和帮助。

参考文献：

[1]姜振明.流化床干燥器运行过程中影响流化的因素[J].中国石油和化工标准与质量，2011（11）：15-17.

[2]陈凤，冯斌，姜禹，崔光荣.卧式多室流化床干燥器的运行总结[J].聚氯乙烯，2019（05）：18-19.

[3]张健平，赵周能.油菜籽流化床干燥水分扩散规律的实验研究[J].中国粮油学报，2018（07）：88-91.

[4]李仕辉.浅谈流化床干燥的实验教学[J].广东化工，2017（02）：18-19.

作者简介：梁元月（1982-），女，山东泰安人，硕士研究生，高级工程师，主要从事聚丙烯干燥设备研究工作。

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