振动流化床干燥器在聚丙烯酰胺生产中应用

 1 流化床干燥器的发展历程
从上世纪50年代起，流化床干燥器就开始被研究和用于生产之中。它最先被应用在奶粉的生产之中，是丹麦的尼罗公司首先运用的，而且还取得了专利。我国流化床干燥器的发展较晚，从上世纪80年代开始才引进和研究，并在此基础上研制出振动流化床干燥器，振动流化床干燥器现在受到很多企业的青睐，被应用在很多产业，比如医药食品、化工、食盐，饲料工业的干燥、冷却、造粒生产上。
90年代初期随着法国SNF公司成套聚丙烯酰胺生产线的引进，振动流化床干燥器被广泛应用聚丙烯酰胺胶粒物料的干燥当中，在生产过程取得了良好的干燥效果。
2 振动流化床干燥器在同类设备中对干燥聚丙烯酰胺有哪些优势
振动流化床比普通的流化床多了一个振动功能。如果把聚丙烯酰胺胶粒放在振动输料板上，聚丙烯酰胺料层会随着振动加速度的增加而被振实；聚丙烯酰胺料层密度最大的时候是当a值接近重力加速度g（9.81m/s2）的时候，如果接近重力加速度的时候仍然提高振动加速度，聚丙烯酰胺料层就会出现膨胀现象，开始呈现振动流态化的状态。此时被放在床层板上的聚丙烯酰胺物料会混合在一起，同时很容易作水平和倾斜移动。这个时候如果向料层采取对流、传导、辐射等方式来供给热量，就可以达到干燥的效果了。此项干燥过程可使聚丙烯酰胺物料的水分由70%降至10%。因此，振动流化床是一种单元操作设备，而且能在重力加速度小于振动加速度的时候完成物料的输送、干燥、冷却。
在物料的输送和流化方面，振动流化床干燥器和普通的流化床也有所不同，前者是靠振动来完成的，后者是完全是靠风力来完成的。正因如此，振动流化床干燥器供给的热风不用来输送和流化，只用来传热和传质，能量的消耗上会大大减少。另外，振动流化床干燥器因为它振动的特点，传热和传质的阻力会被大大减小，振动流化床在干燥速率方面也比其他流化床高，其中比对流流化床高1.5-2.5倍。它的干燥速率在恒速干燥阶段与固定床相比能提高6倍，而在降速干燥阶段，临界含水量也因振动而降低。振动能调整固体毛细管中所含水分的共振频率，使由次分子形态结合的水分因振动而部分被排除。
3 振动流化床干燥器的发展方向
振动流化床干燥器多数情况下是在低料层下操作，单层床介质与干燥物料的接触效率不一定良好，因而采用多层来提高接触效率。多层振动流化床不仅具备单层振动流化床的各种特性，而且由于设置了多层分布板（输料板），使热风能多次穿过物料层，供热介质的热量得到了充分利用，在采用较高温度干燥的场合其节能效果更为显著。多层振动流化床干燥器为逆流操作，物料在床内移动路径长，所以可以干燥含湿量很高的物料，并可以一次干燥到很低的含水率（低于0.1%），因而可以用来干燥那些原本要求预干燥的高湿物料。分布板多层叠加，减少了设备占地面积，相应降低了造价。
振动流化床干燥器不仅有利于传热和传质，还能够克服普通流化床的弊端，比如返混、沟流、粘壁等现象，真正做到被理想流体力学称之为活塞流的流动。因为振动流化床干燥器能够确保干燥设备在相当稳定的流体力学条件下工作，以至使不易流化或流化时易产生大量块团或高分散物料也能顺利干燥。
多层振动流化床干燥器的优势在于，单层振动流化床能干燥的物料多层振动流化床同样能干燥，尤其含湿量特别高的物料，一次便能干燥到所需含水率。因此多层振动流化床的性能特点也就展现出来：
①节约能源。比同类型干燥机节省热能30%，节省电能10%，因为能够让聚丙烯酰胺物料与热空气相对而行，充分逆向接触。
②干燥质量高、效果好。不会出现聚丙烯酰胺物料局部过热及干燥不均匀现象，因为聚丙烯酰胺物料是沿水平环状孔板跳跃运动的。聚丙烯酰胺物料破碎率低，磨损少，成品中细粉粒度指标不会超过3%，成品含水率可以低于0.1%。
③投资省。它的结构紧凑，占地面积仅为同类型干燥机的二分之一，因为它采用的是多层叠装形式，聚丙烯酰胺物料环状垂直运动。而且坚固耐用、密封可靠、维修方便、重量轻。
④噪音低，隔振性能好。
⑤生产效率高。聚丙烯酰胺物料运动时与热空气多次充分接触，热效率高，因而每小时聚丙烯酰胺产量是同类型干燥机的2.2～3倍。
4 总结
多层振动流化床干燥机在聚丙烯酰胺干燥中经初步应用，与现有干燥设备相比表现出明显的优越性。干燥强度大，占地面积小，设备投资小此类设备占地面积仅是单层床的1/2-2/3左右，是回转圆筒干燥机的1/2。提高了产品质量，本设备采用不锈钢制造，负压操作，间接加热，不受环境污染，产品尤其是颗粒炭不受磨损，可保持完整的颗粒，聚丙烯酰胺颗粒表面的粉尘在干燥中被吹净，提高了产品的净度。聚丙烯酰胺物料中含有的细沙粒经分布孔落入下箱体，从而减少了产品中夹带的粉尘。据杭州钱江统计，可使产品的粉尘从4%下降到2.5%以下。改善了环境，减轻了劳动强度，生产车间内几乎看不到粉尘飞扬，二级除尘，除尘效率达到99%以上。
在聚丙烯酰胺生产中多层振动流化床干燥机不断有提高工作的效率，而且工作环境也得到了计大的改善，因此可以预见多层振动流化床在聚丙烯酰胺生产中具有广泛的应用前途！