發布時間：2010年03月20 近年來，人們把開發幹（gàn）燥器（烘幹機）的重點向開發組合幹燥器的方向發展，力圖把現有的幹（gàn）燥器（qì）進行優化組合，發（fā）揮每種幹燥器的優點。組合多級幹燥器與單（dān）級幹燥（zào）器（qì）相比有如（rú）下（xià）優勢：
（1）組合（hé）幹燥器更容易節約能源；
（2）組（zǔ）合幹燥器更容易（yì）保證產品質量，幹燥過程（chéng）可（kě）以同時進行分級、粉碎（suì）等操作，對熱敏性物料幹燥後可進行及（jí）時（shí）冷卻；
（3）操作更加靈活，可以根據物料幹燥的特定（dìng）規律對多種幹燥器進行科學組合。幹燥器的組合大致有如下幾個方麵：
（1）組合各（gè）種幹燥（zào）方法的組合式幹燥器，如（rú）噴霧－流化幹燥器等；
（2）結合各種傳熱過程的（de）組合式（shì）幹燥（zào）器，如薄膜（mó） ─ 流化床幹燥器等；
（3）多級同（tóng）類型幹燥器（qì）的（de）組合，如多級氣流幹燥器等。在下列情況下常采用組合幹燥（zào）係統：
①采用單一幹燥設備不（bú）能達到水分要求時； ②采用單一幹燥器不能達到成形要求時（shí）；
③采用單一幹燥器能耗高時；
④采用單一幹燥器不能控製物料停留時間時，
⑤幹燥過程中物料有特殊要（yào）求時。大多數物料的幹燥大體都可以分為恒速幹燥和降速幹燥兩個階段，大量的水分都在恒速幹燥階段除掉（diào），恒速幹燥速率取決（jué）於物料表（biǎo）麵水的氣化速率。用高風速、大風（fēng）量把幹燥汽（qì）化的水蒸（zhēng）汽（qì）從（cóng）物料表麵（miàn）帶走是提高幹燥速率的基本（běn）措施。而降速幹燥速率則取決於物料的（de）性質、傳質速率和熱推動力，受物料內部水分向外遷移速（sù）率的限製。提高熱空氣溫度是提高降速階段幹燥（zào）速（sù）率的重要途（tú）徑，這樣就出現了兩種結果。第一階段尾氣是低溫高濕氣體，接近飽和狀態，已（yǐ）無（wú）納濕能力，無幹燥推動力，不能再（zài）起幹燥（zào）作用（yòng）。而降速幹燥階段尾氣是高溫低濕氣體，如果把這部分氣體回收，用來進（jìn）行第一階（jiē）段幹（gàn）燥，仍可起到幹燥作用。兩級幹燥利用這一規（guī）律（lǜ），把物（wù）料的兩個幹燥階（jiē）段分別在兩個設備中進行（háng）。將第（dì）一階段幹燥尾氣排掉（diào），第（dì）二階（jiē）段尾氣回收，使係統排出的氣體接（jiē）近飽（bǎo）和狀態，從（cóng）而達到節約能源目的。 在幹燥（zào）工程中，由於各種物料的性質（zhì）不同，有時用單一型式（shì）的幹燥器幹燥（zào）物料，常常不能達到幹燥（zào）目的。如（rú）果采用兩種或兩種以上的幹燥器，將它們串聯起（qǐ）來，或者在機械方麵增加特（tè）殊（shū）裝置，使新的幹燥係統在幹燥過程中兼有（yǒu）不同型式幹燥（zào）器的性能，達到用單一（yī）的幹燥器所不能達到的目（mù）的，這種幹（gàn）燥器係統稱為組合式幹燥器。組合幹燥統可能是同類型設備串聯，也（yě）可能是不同類設備串（chuàn）聯，但物料是按串聯順序先後經過不同（tóng）幹燥器（qì），幹燥介質可能串聯通過（guò），也可（kě）能並聯通過幹燥器。 采用組合式幹燥器，物料先通過第一個幹燥器，使物料濕含量降到某一（yī）值。然後，再（zài）經過第二步（bù）幹燥，使物料的含水率達到標準要求。第一個幹燥器，稱為預幹燥器，以恒速幹燥為主，起預幹燥的作用。第二個幹燥（zào）器稱為終幹燥器，達到最終幹燥的目的。如薄膜流通（tōng）式幹燥器，是一套氣流幹燥器裝有較高轉速的刮板，將加入的料（liào）漿甩至氣流（liú）管壁，氣流管壁外側套有（yǒu）保溫夾套，將甩至管壁的物料烘幹。薄膜耙式幹燥機則（zé）在薄膜流通式幹燥器後麵再加接一隻耙式幹燥機，並有熱（rè）空氣通入耙式幹燥（zào）機作進一步幹燥，使成品達到幹燥要求。由於刮板（bǎn）與管壁的間距很小（xiǎo），管壁（bì）上已幹燥物料受氣流（liú）衝擊震動而被刮下，隨氣流帶出管道，成為所需的幹燥物（wù）料。又如螺旋氣流幹燥器則物料進氣流（liú）幹燥器前先（xiān）經過（guò）螺旋預幹燥段，然後送入鼓風機葉輪進入氣流幹燥。這種組（zǔ）合幹燥器有（yǒu）利於降低物料的含水率。進入鼓風機葉輪時，容（róng）易甩成細粉，因此，有利於幹燥過程的進行。還有一種幹燥器，是在氣流幹燥底部裝有一組粉（fěn）碎（suì）設（shè）備。在操作（zuò）過（guò）程（chéng）中，粉碎設備上部可在（zài）一定風（fēng）量風壓下形成流化層。組合（hé）幹燥器可以充分發揮出兩種或（huò）兩種以上幹燥器的（de）特點，來完成某一個幹燥任務，這個幹（gàn）燥係統常常是一套最（zuì）合理的組合幹燥裝置（zhì）。例如要把（bǎ）離心脫水後的聚氯乙烯樹脂，由含（hán）水率7.6%，幹燥到含（hán）水率0.3%以下，用（yòng）氣流幹燥器隻能幹燥（zào）到含水率（lǜ）0.82%。若再用一臥式流化床幹燥器，除（chú）去物料中的結合水分，可（kě）使產品含水率達到0.2%，獲得較好的效果。這就（jiù）是氣流-臥式流化床組合（hé）幹燥裝置。又如噴霧幹（gàn）燥（zào）與臥式流（liú）化床組合（hé）成幹燥裝置，也是組合幹燥的典型應（yīng）用範例。這種組合（hé）幹燥器，物料在噴霧幹燥器中幹燥到恒速幹（gàn）燥階段結束（shù），降速幹燥階段和物料（liào）冷卻在流化床中進行（háng）。因為，物料進入降速幹（gàn）燥階段時（shí），熱空氣溫度已迅速降低，物（wù）料溫度上升，熱（rè）空氣與（yǔ）物料（liào）之間的傳熱（rè）溫（wēn）差已迅速減小，熱交換量減少。若再在噴霧幹燥器中除（chú）去物料（liào）中的水分，勢必大大增加噴霧幹燥（zào）器的（de）體積，降低了噴霧（wù）幹燥器（qì）的（de）生產強度。可見，合理的組合幹燥器，可以獲得質量高的產品，提（tí）高設備的生產能力，獲得較好的經濟效果。目前，我國應用組合幹（gàn）燥的（de）物料較多（duō），如觸媒、聚氯乙烯樹脂、顏料及染料等。雖然在各廠家說明書中不多見（jiàn）到串聯幹燥設備，但在許多文獻（xiàn）中經常有這方麵的報道。而（ér）且組合形式也多種多樣，在這裏介紹組合幹燥器旨在為幹（gàn）燥設備選型人員提供（gòng）一些新思路。一、槳葉式幹燥機串聯係統槳葉（yè）式幹燥機目（mù）前（qián）國內有幾家（jiā）幹燥設備廠製造，但采用串聯工藝的並不多見，根椐物料幹燥（zào）的特點,日本（běn）最近推出了槳葉式幹（gàn）燥機串聯係統。我（wǒ）們知道，槳葉式幹燥機是（shì）在耙式幹燥機的基礎上開發而成，但槳葉式幹燥機與耙式幹燥機相比，在槳葉、攪拌軸等結構中通入載熱體，從而增加（jiā）了傳熱麵積。采取對流和傳導兩種傳熱方式（shì），所以它比（bǐ）耙（pá）式幹燥機有更高生產能（néng）力（lì），用（yòng）兩個（gè）幹燥機串（chuàn）聯使用，使（shǐ）幹燥過程更合理。第一級是恒速幹燥階段，物料中大量水分在這一階段脫掉，等到進入降速幹燥階段時進入下一級降速幹燥機（jī）。串聯幹燥（zào）係統使操作過程更（gèng）靈活，特別適（shì）用於水分蒸發較慢物（wù）料的幹燥。槳葉式幹燥機串聯係統工藝流程見圖2-50。 圖2-50槳葉式幹燥機串聯係統 1—進料裝置 ；2—一級傳熱型幹燥器 ；3—溶劑回收裝置 ；4、 6—星型閥 ；5—二級攪拌幹燥（zào）器 ；7—加熱器 ；8—布袋除塵器 ；9—引風機二、槳葉閃（shǎn）蒸串聯係統 槳葉式幹燥機是近年來（lái）新開發的一種高效傳導型幹燥設備，而閃蒸（zhēng）幹燥機是高效對流傳熱幹燥設備（bèi）。這兩種設備的（de）串聯可以達到單台設備不能實現的目的。許多物料在一定含水範（fàn）圍內會有粘滯區，如果物料在幹燥前含水恰好處於這一區域內（nèi）表現很粘稠，如直接進入閃蒸幹燥機會有粘壁的現象，嚴重時使設備無（wú）法連續工作。槳葉幹燥機靠幹燥機的器壁和空心槳葉向物料傳熱，幹燥室內沒有（yǒu）或很少有空氣存（cún）在，所（suǒ）以氣固分（fèn）離設備很小（xiǎo）或不需要安（ān）裝（zhuāng）氣（qì）固分離（lí）設備。傳導（dǎo）傳熱具有很高的熱（rè）效（xiào）率，可以（yǐ）達到85%～90%。槳葉的旋轉在不斷（duàn）更新加熱麵，提高（gāo）了幹（gàn）燥速率，帶有一定傾角（jiǎo）的槳葉將物料從進料端在幹燥的同時（shí）強行輸送到出料（liào）端，因此幹燥（zào）器屬於連續工作式。但對（duì）於幹燥後產品有粒度要求時，槳葉式幹燥機（jī）不具備粉碎（suì）功能。而閃蒸幹燥機在具備幹燥作用的同時，兼有粉碎作用，閃蒸（zhēng）幹燥機也是連續式幹（gàn）燥設備。所以對於有一（yī）定粒度要求的物料，第一級采用槳葉幹機，以求（qiú）得較高的（de）熱效率（lǜ），經第一級幹燥（zào）後的物料已不具有（yǒu）粘性。或已（yǐ）形成了半幹粉體，一（yī）般半幹粉體（tǐ）進入閃蒸幹燥機不會（huì）粘壁。第二級采用閃蒸幹燥（zào）機，以獲得一定粒度的（de）產品，而係統可連續工作，能滿足一些物料幹燥的要求（qiú）。工藝流（liú）程見圖2-51。 圖2-51槳葉閃蒸串聯係統 1—鼓風機 ；2—空（kōng）氣過濾器 ；3—加熱器（qì） ；4—槳葉幹燥機 ；5—加料器 ；6—閃蒸幹燥機 ；7—旋風分（fèn）離器；8—螺旋出料器；9—布袋除（chú）塵（chén）器（qì）；10—引風機三、噴霧帶式幹燥機噴霧帶式幹燥機是尼羅公司（Niro）開發成功的新（xīn）型組合幹（gàn）燥器，它綜合了（le）噴霧幹燥和帶式幹燥器的優點，適用於可流（liú）動液體的幹燥， 噴霧帶式幹燥機見圖2-52，主要有霧化器、噴霧幹燥室、傳送帶、傳送機構、帶式幹燥（冷卻）室組成。液體在進料泵的作用下進入高壓霧化器霧化，鼓風機吹（chuī）入的（de）空氣經加熱後進入（rù）幹燥室，與霧滴（dī）並流向下進行傳熱、傳質。霧滴表麵水（shuǐ）迅速蒸發並形成微粒半幹產品（含（hán）水率約20％）落到傳（chuán）送帶上，至此第一級幹燥結束並（bìng）開始第二級幹（gàn）燥。傳送帶的運動帶動落在其上的微粒水平運動，進入二級幹燥室。一般經幾分鍾（zhōng）的時間殘（cán）餘水分在二級幹燥器中被除去，如產品有特（tè）殊（shū）需要，在出幹燥（zào）器前（qián）可進行冷卻處理。尾氣穿過傳送帶經（jīng）除塵器分離後（hòu）排空（kōng），產品經分級後包裝或進入下一道工序（xù）。傳送帶的速度可調，它的（de）速度（dù）可（kě）根據產品最終含水率的要求控製。帶式幹燥機的特點是體積小，結構（gòu）緊湊。可以（yǐ）在低溫下幹燥，防止物（wù）料過熱，調節傳送帶的速度可以滿足產品任意含水率（lǜ）的要求（qiú）。另有一種與之相近的結構，稱為噴霧式連續真空幹燥裝置。液體（tǐ）原（yuán）料在加（jiā）熱管中預熱後噴入真空幹燥器，在幹燥器內瞬（shùn）間即形成多（duō）孔質成品。出料一般用螺（luó）旋推進式輸送器，同時接冷凝器進行溶劑回收（shōu）。這類幹燥器原（yuán）形發展成了定形幹燥裝置，是由美國（guó）發明，後經改進而成。主（zhǔ）要是為（wéi）了避免在噴霧幹燥中，為了達（dá）到瞬時蒸發目的，必須提高進風溫度，尾氣溫度為80～90℃。工作原（yuán）理如圖2-52所示，它實（shí）際上是噴霧幹燥器和通氣式帶式篩網幹燥器結合而成。一次（cì）幹燥器為高溫（wēn）熱空氣噴霧（wù）幹燥，幹燥過程為恒速幹（gàn）燥階（jiē）段。第（dì）二級幹燥為減速幹燥。第一次幹燥後產生（shēng）多（duō）孔物料堆積在移動式篩網（wǎng）上，接受二次幹燥。操作（zuò）要點是控製水分，以調整其粘度，如堆積過緊，通氣不好，二次幹燥不易收到好的效果。它的特點是降（jiàng）低了噴霧幹燥器的高度，熱效率高，對熱敏（mǐn）性、難幹燥的物料（liào）比較合適。 這種幹燥器主要適用於下列物料的幹燥：糖（táng）蜜、玉米糖漿、60％麥芽糖、100％麥芽汁、結晶乳糖、酸性幹酪乳清、結（jié）晶葡萄糖、奶油、稀奶油、人造奶油、50％椰子油、咖啡用乳粉、發酵乳高蛋白（bái）食品粉體、蘋果（guǒ）、水（shuǐ）果汁、黃油、奶酪、冰淇淋、糕（gāo）點（diǎn）填料、西紅（hóng）柿、酸味乳清、甜味乳清、加糖奶（nǎi）粉等。 圖2-52噴霧帶式幹燥機 1—加（jiā）料器 ；2—高壓泵 ；3—幹燥室 ；4—加熱器 ；5—冷卻器 ；6—鼓風機 ；7—帶式幹燥機 ；8—出料（liào）螺旋 ；9—料篩 ；10—旋風分離器 ；11—引（yǐn）風機 四、噴霧多層耙式圓盤幹燥裝置幹燥技（jì）術發展到現在，常有在幹燥過中又伴有加熱反（fǎn）應、成形等工藝要求。噴霧多層圓盤（pán）耙式（shì）（以下簡稱圓盤）幹燥器適用於幹燥造粒後再進行熱處理（lǐ）的（de）情（qíng）況，例用噴霧幹燥造（zào）粒的特點，例用多層圓盤幹燥器可以調節停留時間的（de）特點，使幹燥過（guò）程更加合理。根據物料的特殊要求，采用壓力式噴霧幹燥器與多層耙式聚合器（qì）串組合的聯合幹（gàn）燥（zào）裝置，熱源采用煤氣直燃的煙道氣（如低溫工作也可以采用其（qí）它熱源）。
（一）流程說明 流程見圖2-53。料液由料槽經過濾後被（bèi）引入（rù）到高壓泵內，經高壓泵加壓後，經穩壓器進入幹燥器經壓力（lì）式噴嘴霧化。冷空氣（qì）經過濾後由鼓（gǔ）風機吹入煤氣燃燒爐，與煙道氣（qì）混合調溫（wēn）後進入噴霧幹燥器與霧滴進行傳熱傳質（zhì），在幹燥造（zào）粒的同時已有80%的物料完成聚合反應，到達幹燥器（qì）底部與氣體分離（lí）。尾氣經旋風分離（lí）器後（hòu）由引風機引入到濕式除塵器洗滌後排（pái）空。幹料進入聚合器後受來自煙道氣而升溫繼續進行聚合反應。主軸帶（dài）動耙齒（chǐ）將物（wù）料（liào）自上至（zhì）下逐層（céng）移動，最後從下部出料口出料。幹燥（zào）器和聚合器用兩個獨立的熱源，聚合器（qì）出口氣體是高溫低濕氣體，有很高的利用價值，引入到幹燥器熱空氣管中作為補充熱源。利用閥門控製，幹（gàn）燥器可以實現並逆流兩種操作方式。此流程的特點是幹燥和聚合反應連續工作，而且最大限度地節（jiē）約能源（yuán）。利用風管通過閥門切換，可進行並（bìng）流、逆流操作，適應多種磷酸鹽的加工。 圖2-53噴霧（wù）多層耙（pá）式圓盤幹燥裝置流程圖 1—空氣過濾器；2—風機（jī）；3—煤氣燃燒爐；4—料（liào）槽；5—料液過（guò）濾器；6—高壓泵；7—穩壓器；8—幹燥器；9—聚合器；10—旋風（fēng）分離器（qì）；11—濕式除塵器；12—蝶閥；13—星形閥 A—冷空氣；F—原料；G—煤氣；C—尾氣；D—產品；M—細粉
（二）主要設備主要設備有噴霧幹燥器和聚合器兩部分。
1．噴（pēn）霧幹燥器此（cǐ）幹燥器為高塔型壓力式噴霧幹燥器，但與常用的低溫型有如（rú）下區別，由於工藝（yì）需要，采用並流（liú）、逆流兩種（zhǒng）進風（fēng）方式，上部用（yòng）孔式整流板整流，下部采取切向百葉窗式多通（tōng）道進風，切換熱空（kōng）氣流向時進出風管（guǎn）可以共用。逆（nì）流時熱空氣溫度很高，下部為高溫區，因此下部（bù）采用耐高溫不鏽鋼。為防止（zhǐ）風管（guǎn）產生熱應力，在風管的應力集中（zhōng）處安裝多個膨脹節。
2．聚合器聚合器由多層中空的環狀（zhuàng）板組成，每層板有一（yī）個下料口，板的（de）中（zhōng）空腔中通入高溫氣體，以對物料進行傳導加熱，料層中通入少量氣體帶出濕（shī）分以強化反應效果。殼體為立式筒形結構，安裝在噴霧幹燥器的下方。板間隔為150mm，每層板上有（yǒu）一料耙，由主軸帶動。主軸由齒輪及蝸輪蝸杆減速機兩（liǎng）級減速，再接調速電機（jī），可根據工藝需要進行無級調速。此幹燥係統為（wéi）物料的幹燥和聚合反應設計的（de），類似的物料也可借鑒（jiàn），目前已用於多種磷酸鹽的幹燥聚合反應。
五、噴霧流（liú）化幹燥器噴霧流化（huà）幹燥器是一種新機型，在我國使用（yòng）大約有十幾年的時間，目前隻有（yǒu）少數設備廠（chǎng）掌握這（zhè）項技術。噴霧流化幹燥器實際是噴霧幹燥（zào）器和流化幹燥器器的有機結合，因此在（zài）性能上也就具有兩種幹燥器的特點。把噴霧裝（zhuāng）置組合在氣-固流化床中，將溶液或熔融物加工為固體顆（kē）粒的方法稱為噴霧流化幹燥。由於在流化床中固體粒子（zǐ）有良好的混合與較高的傳熱效能，這種（zhǒng）設備無論作為幹（gàn）燥或煆燒器，它的生產強（qiáng）度都比（bǐ）較高。例如處理苯甲（jiǎ）酸鈉溶液時，其容積蒸發（fā）強度達550~670kg水（shuǐ）/m3?h。我國在葡萄糖和某些醫藥、輕（qīng）工產品使用了這種幹燥器，由（yóu）於它把蒸發、結晶、幹燥、造（zào）粒、煆燒等過程（chéng）融合在一（yī）個設備（bèi）中進行。因此，簡化了流程，並相應地降低了（le）設備及（jí）投資費用，它（tā）對溶解度大的溶液幹燥以及煆燒造（zào）粒是非常合適的。噴霧流化幹燥中，漿液物料經過噴霧器分散成極細的液滴塗布於流化床（chuáng）層的粒子表麵，接受（shòu）床層熱量和流化介質熱量以氣化水分（fèn）。粒子尺寸則（zé）因（yīn）其表麵上固體物料的析出而長大，這種（zhǒng）粒子（zǐ）的塗層長大有的稱為“正常長大”。在床層中除了正常長大以外，還可能發生另（lìng）外的情況：粒子塗層後，由於來（lái）不及（jí）幹（gàn）燥而相互粘合，這種粒子尺寸的增加稱為“粘結長（zhǎng）大”。除此以外，還有液滴噴入後未（wèi）與固體顆粒結合即已幹（gàn）燥，這（zhè）種（zhǒng）小粒子或被帶出（chū），或存留在床層中成為新粒子長大的“晶（jīng）種”。 在床層中（zhōng），由於霧化器的氣流機械作用（yòng）與流化介質的通過，流化床內（nèi）的粒子發生相互撞擊和冷液噴入熱床層後粒子內部產生的熱應力，使固體粒子在長大（dà）的同時（shí）又被破碎而減小粒子尺寸。當床層內粒子長（zhǎng）大的速度與破碎（suì）速度相（xiàng）等時，粒子的（de）平均尺寸不（bú）再變化而達到一穩定值，這時的操作趨於穩定而可連續。即料液不斷噴入，床層（céng）粒子在某（mǒu）一穩定尺寸（cùn）範圍連續（xù）卸出（chū）。以（yǐ）上條件決（jué）定於（yú）下（xià）列各因素：噴霧器的型式和工作條件、幹（gàn）燥條件和流化本身的流體力學條件。其中，噴霧器的條件更為重要。如果噴（pēn）霧器操作不好，或者床層粘結成餅而無（wú）法流化（huà），或者粒子長大不能（néng）控製，最後可導致（zhì）流化狀態不佳。在使用氣流式噴嘴的噴霧流化（huà）幹燥（zào）裝（zhuāng）置中，目前比較多的是采用將卸料中一部分尺寸較小的顆粒反回床層作為（wéi）塗層長大“晶種”的辦法來平衡床層（céng）中（zhōng）粒子長大，使操作得以連續。返回床層的小粒子量（liàng）稱為返料（liào）量，返料（liào）量與產品量之比稱為返料比。在噴霧流化（huà）幹燥器操作（zuò）中，返料比大說明（míng）操作（zuò）效果不佳。因為這時除要增加篩（shāi）析、返料提升等（děng）的電耗外，還會使設（shè）備的生產強度降低。噴霧流化幹燥器（qì）在幹燥的同時進行造粒，經組合後的幹燥器有以下特點： ?噴（pēn）霧流化（huà）幹燥器設備容積小，蒸發強度高，真正實現了小（xiǎo）設備大生產（一台直徑為500mm的噴霧流化幹燥（zào）器的生產能力可與一台直徑（jìng）為2000mm，高為10000mm的噴霧幹燥器相當）；噴霧流化幹燥器與噴霧幹燥造粒和流化（huà）造粒相比，所得（dé）產品顆粒均勻，粒（lì）徑較大，控製操作條件能生（shēng）產出直徑為0.3～0.5mm的顆粒，如（rú）果（guǒ）增加（jiā）回粉裝置，成（chéng）粒率大（dà）約在90%左右； 噴（pēn）霧流化幹（gàn）燥器熱效率高，一般在（zài）60%以上； 流化床床層（céng）溫度比較低（dī），而且（qiě）溫度相對穩定，適用熱（rè）敏性物料的幹（gàn）燥；所得顆粒狀（zhuàng）產品的潤濕性、溶解性都很好，粉塵（chén）少、無汙染 ；產品的密度達到0.66g/cm3，具有良好的流（liú）動（dòng）性，節約包裝材（cái）料。噴霧流化幹燥器流程見圖2-54。 圖2-54噴霧流化幹燥器流程圖 1—料槽 ；2—鼓風機 ；3—加熱器 ；4—霧化器 ；5—噴霧流化幹燥器 ；6—旋風分（fèn）離（lí）器 ；7—布袋除塵器 ；8—出料閥 ；9—返料管六、噴霧氣流幹燥器噴霧氣流幹燥器是通（tōng）過給霧化器一（yī）定的壓力（lì）使物料（liào）成為液滴分散（sàn）在熱空氣中，並使熱空（kōng）氣和物料以並流、逆流或混流（liú）的方式互相接觸的幹燥方法。它使物料（liào）從微小粒子懸浮液、溶液或淤漿狀態一舉而獲得幹燥製品。免去了過濾、分離、濃縮等操（cāo）作（zuò）過程（chéng）。此前，已利（lì）用噴霧氣流組合幹燥器成（chéng）功地對乳酸鈣進行（háng）幹燥。將經過活性炭過濾脫色的乳酸鈣（gài）製成含水為40%的水溶液，加熱至95~98℃，然後用高壓泵以1~10Mpa的壓力通過噴頭形成霧傘送入（rù）幹燥室（shì）內。經過過（guò）濾的空氣，加熱至40~45℃和濕物料一起並流進入幹燥（zào）室內，尾氣細粉在旋風分離器和袋式除塵器中捕集，這時半幹成品的含水率約為15%~20%，用螺旋出料器排出。由噴霧幹（gàn）燥器出來的半成品，通過星形加料器進入氣流幹燥器，進入（rù）氣流幹燥器的熱（rè）空（kōng）氣溫度在120~130℃，成（chéng）品在旋風分離器（qì）中收集。幹燥後的乳（rǔ）酸鈣含水（shuǐ）在3%左右。尾氣經袋式除塵器過濾後放空。七、氣流-流化床幹燥器氣流（liú）-流化床組合幹燥器，主要有三種形式：氣流-臥式多室流化床幹燥器、氣（qì）流（liú）-錐形（xíng）流化床幹燥器和氣流-圓形流化床幹燥係統。
（一）氣流-臥式多室流化床幹燥器對於一些熱敏性、粘性小（xiǎo）的、多（duō）孔（kǒng）性的粉末狀物料，其（qí）幹燥（zào）過程可看作是一（yī）種非結合水分的幹燥，即（jí）經曆（lì）表麵氣化及內部擴散的不同控製階段，為此在幹燥過程中采用二級裝置。第一級作為表麵水分氣化，可利用氣流的瞬時幹燥即（jí）采用快速幹燥設備-氣流（liú）幹燥器，這時幹燥強度取決（jué）於引入（rù）的熱（rè）量，通過加大風量和溫度，使較高的濕含量能瞬間（jiān）地降到臨界濕（shī）含量附近。第二級（jí）作為內部水分擴散（sàn），以降低風速和延長停留時間為宜，即采用流化床幹燥器，使濕含量達到最終幹燥的（de）要求。被幹燥的濕（shī）料經圓盤加料器或（huò）螺旋加料器送至第一級脈衝式氣流幹燥器。經一級幹燥後的物料（未達到產品要（yào）求水分）隨熱空氣吹上，進旋風分離器捕（bǔ）集。再通過物料控製閥加（jiā）入流化床幹燥器，物料由第一室向最後一室逐（zhú）漸推移，流化床內的物料被熱空氣吹起，形成流化狀態。幹燥後從溢流口流（liú）出，經旋風分離器捕集至滾筒篩或振動篩過篩，進行成品包裝。
（1）氣流幹燥采用脈衝式氣流幹燥器。由於粒子與熱空氣間（jiān）的（de）傳熱、傳質是熱空氣與粒子間相對速度的函數，采用脈衝式氣流幹燥器，有利於相對速度的增加（jiā），從而提高熱容量係數值，即可提高幹燥強（qiáng）度；
（2）流化床幹（gàn）燥采（cǎi）用臥式矩形多室連續流化幹燥器。該幹燥器的（de）優點是易使物料（liào）產（chǎn）生（shēng）活塞式運動，物料停留（liú）時間分布窄，產品含（hán）水均勻；
（3）脈衝式氣流幹燥器，優於直管式氣（qì）流幹燥器，采用（yòng）連續流化床優於間歇床，幹燥（zào）強（qiáng）度高。氣流-臥（wò）式多室流化床幹燥器工藝流（liú）程見圖2-55。 圖2-55氣流-臥式多室流化床幹（gàn）燥器（qì）工藝流程簡圖 1—加熱器 ；2—加（jiā）料器 ；3—氣流幹燥器 ；4—流化床幹燥器 ；5—旋（xuán）風分離器 ；6—引風機 ；7—加熱器；8—空氣過濾器（qì）
（二）氣流-錐形流化（huà）床幹燥器采用氣流-錐形（xíng）流化床幹燥器幹燥（zào）含水率為5%~6%的物料，加入內設攪拌的螺旋（xuán）加料器，然後定量加（jiā）入氣流幹（gàn）燥器。由於是正壓操作，在螺旋加料器末端有一段空螺旋段作為料封。空氣預熱後，送入氣流幹燥器，把濕物料進行預幹燥。在螺旋加（jiā）料器末端，裝有物（wù）料分（fèn）散裝置。能使物料（liào）鬆散地進（jìn）入氣流幹（gàn）燥器（qì），並（bìng）在氣流幹燥器內（nèi）將物料分級。粗料落入幹燥（zào）器底（dǐ），細（xì）料則被吹入錐形流化床幹（gàn）燥器。 為了避免（miǎn）物料與器壁碰撞（zhuàng）而增加摩擦，在流化床頂部懸掛（guà）一組內置布袋過濾器，使從氣流幹燥器輸送來的物料，在布袋處濾下後落入床層中間，而氣體逸出。物料在流化床內由送入的（de）熱空氣形成流化狀態，幹燥後成品由溢（yì）流口放出直接裝袋（dài）。為了使氣體分布均勻，在氣流幹燥器（qì）和流化床底部堆有玻璃珠，幹燥物料由於湍動相互摩擦使（shǐ）成品外形及光澤都有（yǒu）所改變。由於物料幹燥（zào）後最終含水率甚低，產品終溫較高（50~60℃），有時物料還需冷卻過程以防過熱或（huò）回潮。氣流-錐形（xíng）流（liú）化床幹燥器工藝流程見圖2-56。 圖2-56氣流-錐形流化床幹燥器工藝流程見圖 1—加熱器（qì） ；2—加料器（qì） ；3—氣流幹燥器 ；4—錐形流化床幹燥器 ；5—旋風分離器 ；6—引風機 ；7—鼓風機；8—空氣過（guò）濾器 1— ；2— ；3— ；4— ；5— ；6— ；7— ；8— ；9— ；10— ；11— ；12— ；13— ；14— ；
八、正負壓兩級氣流幹燥器兩級氣（qì）流幹（gàn）燥器的實質是利用尾氣的餘熱降低尾氣的排出溫度，增加濕度後排出。克服（fú）了傳統的單、雙級幹燥器排出高溫低濕尾氣浪費熱量的缺點。物料幹燥過（guò）程中，恒（héng）速（sù）幹燥階段物料表（biǎo）麵水分氣化後很容易補給給，表麵始終被水分所潤濕，幹燥速率取（qǔ）決於物料表（biǎo）麵水分氣化速率，用高風速（sù）大風量將水分（fèn）氣化的蒸（zhēng）汽從物料表麵吹走以提高幹燥（zào）速率。物料表麵大體保持為空（kōng）氣的濕球（qiú）濕（shī）度。降速幹燥階段幹燥速率取決物料的性質（zhì），受物料內部水分向外遷（qiān）移速率的製約。因（yīn）此，提高熱空氣溫度對水分外移，提高幹燥速率起到重要作用。一般情況下，產品水分要求低，降速幹燥的溫度（dù）要求高，難去水的膠質物料則要求溫度更高，尾氣溫度偏高者達100℃以（yǐ）上（shàng）。兩級氣流幹燥器就是將（jiāng）兩個相同的幹燥器串聯，使第二級幹燥器（降速幹燥器）排出的高溫（wēn）低濕氣體（tǐ）返回到第一級幹燥（zào）器（qì）中，尾氣中的熱（rè）量全部回收，再補充（chōng）部分熱空氣作為（wéi）第一級恒速幹燥的熱源，通過調節（jiē），保持係統流暢，達到連續工作目的。 兩級氣流幹燥器的開發成功，其貢獻不僅限於此幹燥（zào）器本身，它的工作原理可以應用到許多對流型兩級幹燥器中。目前，正負壓氣流幹燥已對澱粉、葡（pú）萄糖、魚粉、酸糖、食糖、酒（jiǔ）精、飼料（liào）、麵筋（jīn）、塑料樹脂、煤粉（fěn）、染料進行（háng）幹燥，均取得滿意效果。正負壓兩級氣（qì）流幹燥器工藝流程見圖2-57。 圖2-57正負壓兩級氣流幹燥（zào）器工藝流程簡圖 1— 換熱器；2—風機 ；3—加料器 ；4—一級幹燥器 ；5— 一（yī）級旋風分離器 ；6—二級幹燥器 ；7—二級旋風（fēng）分離器 ；8—星型閥 ；9—除塵器九、噴霧（wù）幹燥多級組合型式及應用
（一）噴霧薄膜氣流幹燥器第一段主要是（shì）利用（yòng）噴霧薄膜幹燥器進行濃縮（suō），蒸發掉大量的水分，然後（hòu）物料用氣力輸送到另一（yī）個強化氣流幹燥器進一步幹燥。來（lái）自板框壓濾機的含水率為75％左右的料液，經（jīng）螺旋加料器（qì）被定（dìng）量加入幹燥器。幹燥器頂部安（ān）裝有離心式霧化器，料液落到霧化器上被迅速分散（sàn）。霧（wù）滴在水平方向向器壁（bì）拋出（chū）時首先（xiān）接受從下方進入幹燥器的熱空氣的對流傳熱，水分被蒸（zhēng）發掉一部分。這部分氣體夾（jiá）帶（dài）少（shǎo）量（liàng）已幹燥的細粉排出幹燥器，經旋（xuán）風分離器撲集。霧滴接觸設（shè）有蒸汽夾套的高溫器壁時又進行傳導傳熱使水分進一步蒸發（fā），使其在很短的時間裏（lǐ）幹燥至（zhì）水分含量為15％左右，然後（hòu）由旋（xuán）轉刮刀刮下後降落到幹燥器底部。利用熱空氣通過（guò）收縮管產生的負壓，將物料輸送到強化氣流幹燥（zào）器。在幹燥器底部設有（yǒu）一個粉（fěn）碎裝置（zhì），在粉碎團塊狀物料的同時（shí）也強化了幹燥，當水分達到要求後與尾氣排出幹燥器進行撲集。 噴霧薄膜-氣流幹燥器與單（dān）級幹燥器相比有（yǒu）許多優點：
⑴在相（xiàng）同產量下，設備的占地麵積和占用空間都相對減小（xiǎo）。
⑵噴霧薄膜幹燥器以傳導傳熱為主，熱效率可達70%～85%，節能效果十分明顯；
⑶強（qiáng）化（huà）氣流幹燥器有粉碎作用並有強化幹燥的效果，幹燥強度高，投資少；
⑷可適應初始狀（zhuàng）態較粘稠物料（liào）的幹燥。
（二）噴霧薄膜耙（pá）式幹燥機噴霧幹燥器與其它幹燥器形成組合（hé）型幹燥器，主要是利用噴霧幹燥霧化的功（gōng）能，使料液瞬間增大表麵積，大量水分在短時間內蒸發（fā），使（shǐ）料液狀物料失去絕大部分水分後成為半固體或固體狀態的濕物料，再進入下一級另（lìng）一種型式的幹燥器中脫掉剩餘的水分。所以（yǐ）與其它幹燥器進行（háng）組合，噴霧幹燥器一定是作為第一（yī）級幹燥。它的（de）作用是將料（liào）液（yè）水分濃（nóng）縮，使物料脫水後能夠用其它幹燥器（qì）進行幹燥。比較理想的設計是恒（héng）速幹燥階段在噴霧幹燥器中進行，當物料進入降速幹燥時再轉移（yí）到其它幹燥器中，這樣可（kě）以做到優勢互補，更能發揮不同型式幹（gàn）燥器的長處，滿足更多物料幹燥（zào）的需要。多年來，人們（men）經過大量的研究與應用，不僅比較清楚地認識了噴霧幹燥的優點（diǎn），對它的缺點也有（yǒu）較為深刻的了解。采用噴霧幹燥與其它（tā）類型的幹燥器組合成新型幹燥器（qì），把幾種不同型式幹燥（zào）器（qì）的優點發揮（huī）出來，使之更有經濟意義和技術優勢。經（jīng）過組（zǔ）合後的幹燥器（qì）有如下優點：
（1）組合幹燥器更容易節約能量，在能源（yuán）日益（yì）匱乏的今（jīn）天其意義十分重（chóng）大；
（2）減少基建（jiàn）投資費用和（hé）占地麵積，噴霧幹燥設備（bèi）龐大是人所共知的，之所以設備（bèi）規模大（dà），主（zhǔ）要是因為水分蒸發是霧滴在熱空氣中飄浮（fú）運動中完成，而降速幹燥階段所需的時間較長，隻（zhī）能通過增大（dà）設（shè）備（bèi）規模完成水分的蒸發，采（cǎi）用（yòng）組（zǔ）合幹燥器將有效解決這個問題；
（3）組合幹燥（zào）的操作更加靈活，經過組（zǔ）合後（hòu）的幹燥器可以控製物料在幹燥器內的停留時間（jiān）。還可以完成除幹燥外的冷卻、溶劑回收等操作，增加了噴霧幹燥器的使用功能，對一些特殊物料有更強的適應能力。噴霧薄膜耙式幹燥機工藝流程如圖2-58所示，料液也（yě）在料槽中受齒輪壓料器作用，經螺旋加料器進入噴霧薄膜幹燥器。旋（xuán）轉霧化器把料液分散後與熱空氣對流接觸開始（shǐ）蒸發水分，料液（yè）與高溫器壁（bì）接觸後經傳導傳熱（rè）蒸發掉大量水分。當含水（shuǐ）率降至10%～15％後，被旋轉（zhuǎn）刮刀（dāo）刮落至耙式幹燥機中。耙式幹燥機是傳導型幹燥器，依靠槳葉的（de）翻動不斷更換接觸（chù）麵，並使物料向出料口運動（dòng），最後由耙式（shì）幹（gàn）燥（zào）機的出料口出料。此工藝與噴霧薄膜幹燥係統有相同效果。 圖2-58噴霧薄膜耙式幹燥機工藝流程如圖 1— 排氣（qì）管；2—布料（liào）器 ；3—加料螺旋 ；4—旋風分離器 ；5—薄膜幹燥器（qì） ；6—傳動裝置 ；7—耙式幹燥機
（三）噴霧振動（dòng）流化幹燥噴霧振動流化床幹燥器屬於二級組合式（shì）幹燥器，第一級為噴霧幹燥器。第二（èr）級為振動流化（huà）床幹燥器，自（zì）1980年第（dì）一（yī）台（tái）整體噴霧流化床幹燥器出現以來（lái），很快（kuài）在乳粉生產（chǎn）上得到應用，生產各種乳粉（包括脫（tuō）脂、全脂、高脂乳粉、乳清粉、幹酪素（sù）鈉、蛋白濃縮乳、麥芽糖糊精（jīng）等）。噴霧振動流化床幹燥技術（shù）之（zhī）所以迅速得到推廣和應用，從（cóng）幹燥動力學的（de）角度分析，它比單級的噴霧幹燥更具有合理性。在這裏作（zuò）為（wéi）第一級幹燥的噴霧幹燥器主（zhǔ）要除去霧滴中大量的（de）表麵水，完成恒速幹燥的操作，而且將物料幹燥成顆（kē）粒狀半幹固體。在降速幹燥階段，物（wù）料中的含（hán）水率較低（dī），但（dàn）所（suǒ）需要的幹（gàn）燥時間較長（zhǎng），則可以在熱效（xiào）率較高，容積傳（chuán）熱（rè）蒸發（fā）係數較大的振動流化床（chuáng）內完成。另外（wài），振動流化床是在物料水平輸（shū）送的（de）過程（chéng）中（zhōng）進行幹燥，物（wù）料在幹燥器內的停（tíng）留時間（jiān）可以自由控製。對（duì）於特殊熱敏性（xìng）物料，幹（gàn）燥後期還可（kě）以（yǐ）進行冷卻降溫，這樣就更增加了設備的操作靈活性和（hé）對物料的適應性（xìng）。
    雖（suī）然（rán）使設備的整體費用增加10％左右（yòu）（需增加振動流化床），但幹燥係統的生產能力將提高25％～30％，熱損耗降低15％～20％。以（yǐ）一套日產（chǎn）奶粉5噸的（de）裝置為例，在（zài）二（èr）次幹（gàn）燥的情況（kuàng）下，所節約的燃料費用大約在18個月內可以全部回收投資。作為二級幹燥器的振動流化床幹燥器，在保證物料能幹燥的同時，還要保證其順利輸送（sòng）才能達到連續工作之目的，振（zhèn）動輸送的（de）驅動型（xíng）式，主要有以下兩種：
①偏心電機驅動（dòng），支（zhī）承彈簧設（shè）計要使係統遠離共振（zhèn）狀（zhuàng）態。床身兩側各有一台異步電機。電機是兩端（duān）出軸，軸端各（gè）有一隻偏心（xīn）輪。兩電機（jī）反向轉動，而且由於機械力的原（yuán）因而自動（dòng）同步，於（yú）是偏（piān）心輪的推（tuī）力沿著推力線往複作用。推力線安排成通過（guò）流化床（chuáng）的重心，並（bìng）與水平麵（miàn）成（chéng）20～30°角度（振動角）。這樣，床麵就成為一（yī）種標準（zhǔn）的振動輸送設備，物料在床麵上均作（zuò）拋擲運動（dòng）而被輸送向前。
②兩水平軸（zhóu）帶一對偏心輪驅動，兩個偏心輪隻（zhī）能產生沿驅動方向作用的（de）往複推力，在其他方向（xiàng）兩偏心力互相（xiàng）抵消。這（zhè）種方案（àn）的推力方向同偏心電（diàn）機方（fāng）案完全相同，故輸送（sòng）原理和性能也相類似。采用本方案時（shí），電機通過皮帶輪帶動其中一（yī）根軸。如更換皮（pí）帶輪，可以很容易調整軸的轉速，亦即調整驅動頻率和推力，改變設備的輸送能力（lì）。在設計（jì）上與單（dān）級噴（pēn）霧幹燥器並無大異，隻是（shì）在取得實驗數據的（de）情況下，幹燥器的（de）高度可以降（jiàng）低一些。噴霧振動流化幹燥器工藝流程見圖2-59。 圖2-59噴（pēn）霧振動（dòng）流化幹燥器工藝流程圖 1—空（kōng）氣過濾器 ；2—加熱器 ；3—冷卻器 ；4—噴霧幹燥器 ；5—旋風分離器 ；6—引（yǐn）風（fēng）機 ；7—振動流化床幹燥（zào）器 ；8—返料係統
（五）三級（jí）幹燥技術三級幹燥係統是以噴霧幹燥器為第一級幹燥，在噴霧幹燥器的底部（bù）設有內置流化床，此流化床（chuáng）為二級幹燥設備。在幹燥（zào）器的外部，再串聯一個（gè）外置流化（huà）床（chuáng），這個流化床可能是普通式，也可能（néng）是（shì）振動式。三級幹燥設備的特點是能夠生產高（gāo）質量的產品，能量消耗（hào）低，能夠生產單級噴霧幹燥設（shè）備難以幹燥的物料，比單級噴霧幹燥占用空（kōng）間小，生產周期短，被幹燥物（wù）料（liào）隻在低溫下受熱（rè）。三級幹燥是（shì）在二級幹燥的基礎上發展起來的，第一級是噴霧幹燥器，第二級是流化床幹燥（zào）器，它裝在噴霧幹燥室圓錐體的內（nèi）部，使在第一級幹燥尾氣有較高濕度,從噴霧幹燥器來的空氣有較低的出口（kǒu）溫度。料液經預熱後進入（rù）霧化器中在幹燥室內被霧化，與熱空氣（qì）充分接觸，脫水後霧滴（dī）形成顆粒（lì）落入塔底（dǐ）的內置流化床中，並以流化狀態繼（jì）續幹燥。粉狀物料導（dǎo）向外部流化床，進行最後（hòu）的（de）幹（gàn）燥或冷卻。然後，產品送至料槽中，尾（wěi）氣經過旋風分離器和袋式除塵器將極（jí）細（xì）的粉料與空氣分（fèn）開，送至外部流化床與那裏的流化粉末混合。也可以把細粉送回（huí）到幹燥室（shì），以使粘結成較大的顆粒。三級幹燥技術工藝流程見圖2-60。 圖2-60三級幹燥工藝流程圖 1—進料箱 ；2—預熱（rè）器 ；3—霧化器 ；4—幹燥室 ；5—內置流化床 ；6—外置流化床 ；7—旋風分離器 ；8—布袋除（chú）塵器（qì） ；9—熱（rè）回收裝置
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