振動流化床干燥器在聚丙烯酰胺生產(chǎn)中應(yīng)用

 1 流化床干燥器的發(fā)展歷程
從上世紀50年代起，流化床干燥器就開始被研究和用于生產(chǎn)之中。它最先被應(yīng)用在奶粉的生產(chǎn)之中，是丹麥的尼羅公司首先運用的，而且還取得了專利。我國流化床干燥器的發(fā)展較晚，從上世紀80年代開始才引進和研究，并在此基礎(chǔ)上研制出振動流化床干燥器，振動流化床干燥器現(xiàn)在受到很多企業(yè)的青睞，被應(yīng)用在很多產(chǎn)業(yè)，比如醫(yī)藥食品、化工、食鹽，飼料工業(yè)的干燥、冷卻、造粒生產(chǎn)上。
90年代初期隨著法國SNF公司成套聚丙烯酰胺生產(chǎn)線的引進，振動流化床干燥器被廣泛應(yīng)用聚丙烯酰胺膠粒物料的干燥當(dāng)中，在生產(chǎn)過程取得了良好的干燥效果。
2 振動流化床干燥器在同類設(shè)備中對干燥聚丙烯酰胺有哪些優(yōu)勢
振動流化床比普通的流化床多了一個振動功能。如果把聚丙烯酰胺膠粒放在振動輸料板上，聚丙烯酰胺料層會隨著振動加速度的增加而被振實；聚丙烯酰胺料層密度最大的時候是當(dāng)a值接近重力加速度g（9.81m/s2）的時候，如果接近重力加速度的時候仍然提高振動加速度，聚丙烯酰胺料層就會出現(xiàn)膨脹現(xiàn)象，開始呈現(xiàn)振動流態(tài)化的狀態(tài)。此時被放在床層板上的聚丙烯酰胺物料會混合在一起，同時很容易作水平和傾斜移動。這個時候如果向料層采取對流、傳導(dǎo)、輻射等方式來供給熱量，就可以達到干燥的效果了。此項干燥過程可使聚丙烯酰胺物料的水分由70%降至10%。因此，振動流化床是一種單元操作設(shè)備，而且能在重力加速度小于振動加速度的時候完成物料的輸送、干燥、冷卻。
在物料的輸送和流化方面，振動流化床干燥器和普通的流化床也有所不同，前者是靠振動來完成的，后者是完全是靠風(fēng)力來完成的。正因如此，振動流化床干燥器供給的熱風(fēng)不用來輸送和流化，只用來傳熱和傳質(zhì)，能量的消耗上會大大減少。另外，振動流化床干燥器因為它振動的特點，傳熱和傳質(zhì)的阻力會被大大減小，振動流化床在干燥速率方面也比其他流化床高，其中比對流流化床高1.5-2.5倍。它的干燥速率在恒速干燥階段與固定床相比能提高6倍，而在降速干燥階段，臨界含水量也因振動而降低。振動能調(diào)整固體毛細管中所含水分的共振頻率，使由次分子形態(tài)結(jié)合的水分因振動而部分被排除。
3 振動流化床干燥器的發(fā)展方向
振動流化床干燥器多數(shù)情況下是在低料層下操作，單層床介質(zhì)與干燥物料的接觸效率不一定良好，因而采用多層來提高接觸效率。多層振動流化床不僅具備單層振動流化床的各種特性，而且由于設(shè)置了多層分布板（輸料板），使熱風(fēng)能多次穿過物料層，供熱介質(zhì)的熱量得到了充分利用，在采用較高溫度干燥的場合其節(jié)能效果更為顯著。多層振動流化床干燥器為逆流操作，物料在床內(nèi)移動路徑長，所以可以干燥含濕量很高的物料，并可以一次干燥到很低的含水率（低于0.1%），因而可以用來干燥那些原本要求預(yù)干燥的高濕物料。分布板多層疊加，減少了設(shè)備占地面積，相應(yīng)降低了造價。
振動流化床干燥器不僅有利于傳熱和傳質(zhì)，還能夠克服普通流化床的弊端，比如返混、溝流、粘壁等現(xiàn)象，真正做到被理想流體力學(xué)稱之為活塞流的流動。因為振動流化床干燥器能夠確保干燥設(shè)備在相當(dāng)穩(wěn)定的流體力學(xué)條件下工作，以至使不易流化或流化時易產(chǎn)生大量塊團或高分散物料也能順利干燥。
多層振動流化床干燥器的優(yōu)勢在于，單層振動流化床能干燥的物料多層振動流化床同樣能干燥，尤其含濕量特別高的物料，一次便能干燥到所需含水率。因此多層振動流化床的性能特點也就展現(xiàn)出來：
①節(jié)約能源。比同類型干燥機節(jié)省熱能30%，節(jié)省電能10%，因為能夠讓聚丙烯酰胺物料與熱空氣相對而行，充分逆向接觸。
②干燥質(zhì)量高、效果好。不會出現(xiàn)聚丙烯酰胺物料局部過熱及干燥不均勻現(xiàn)象，因為聚丙烯酰胺物料是沿水平環(huán)狀孔板跳躍運動的。聚丙烯酰胺物料破碎率低，磨損少，成品中細粉粒度指標不會超過3%，成品含水率可以低于0.1%。
③投資省。它的結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積僅為同類型干燥機的二分之一，因為它采用的是多層疊裝形式，聚丙烯酰胺物料環(huán)狀垂直運動。而且堅固耐用、密封可靠、維修方便、重量輕。
④噪音低，隔振性能好。
⑤生產(chǎn)效率高。聚丙烯酰胺物料運動時與熱空氣多次充分接觸，熱效率高，因而每小時聚丙烯酰胺產(chǎn)量是同類型干燥機的2.2～3倍。
4 總結(jié)
多層振動流化床干燥機在聚丙烯酰胺干燥中經(jīng)初步應(yīng)用，與現(xiàn)有干燥設(shè)備相比表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性。干燥強度大，占地面積小，設(shè)備投資小此類設(shè)備占地面積僅是單層床的1/2-2/3左右，是回轉(zhuǎn)圓筒干燥機的1/2。提高了產(chǎn)品質(zhì)量，本設(shè)備采用不銹鋼制造，負壓操作，間接加熱，不受環(huán)境污染，產(chǎn)品尤其是顆粒炭不受磨損，可保持完整的顆粒，聚丙烯酰胺顆粒表面的粉塵在干燥中被吹凈，提高了產(chǎn)品的凈度。聚丙烯酰胺物料中含有的細沙粒經(jīng)分布孔落入下箱體，從而減少了產(chǎn)品中夾帶的粉塵。據(jù)杭州錢江統(tǒng)計，可使產(chǎn)品的粉塵從4%下降到2.5%以下。改善了環(huán)境，減輕了勞動強度，生產(chǎn)車間內(nèi)幾乎看不到粉塵飛揚，二級除塵，除塵效率達到99%以上。
在聚丙烯酰胺生產(chǎn)中多層振動流化床干燥機不斷有提高工作的效率，而且工作環(huán)境也得到了計大的改善，因此可以預(yù)見多層振動流化床在聚丙烯酰胺生產(chǎn)中具有廣泛的應(yīng)用前途！