沸腾式干燥机是固体制剂生产工艺中常用的设备。煮沸烘干具有传热效果好,产能大,温度分布均匀,操作形式多样,物料停留时间可调,投资少,维护工作量小等优点。经过30多年的使用和改良,其在干燥领域中所处的地位已经独树一帜,在医药、化工、食品等行业中日益体现出其重要作用。
1.沸腾干燥机的工作原理
煮沸干燥又称流化床干燥,是利用过滤后的洁净空气,通过换热器的对流传热,将空气温度升高至一定值进入主分风筒,通过阀片分配进入沸腾器,将湿料从加料器送至干燥器。物料在干燥器中因风压作用而形成沸腾状态,热风与物料充分接触,加强了传热传质过程,促使物料在较短时间内蒸发分离。原料烘干后由出料口排放,废气从沸腾床顶部排放,固体粉末经旋风除尘器和布袋除尘器回收后由出料口排放。
2.沸腾干燥机的工作流程
材料由料车送至沸腾床,在汽缸的提升作用下,由密封圈与沸腾床密封。在引风机的动力作用下,空气通过过滤装置净化,散热器加热,再通过气流分布板(筛)分配到沸腾床(干燥室)。漏斗中的物料在热风和搅拌作用下形成沸腾状态(即流态化),在大量气、固两相接触中,物料内的水(或溶剂)在短时间内蒸发并随排出空气一起带走,物料被干燥。
3.沸腾干燥机的技术特点
(1)热传导性好,床内温度比较均匀,热容系数(或体积传热系数)很高,生产能力大;
(2)因流化床内温度分布均匀,可避免产品局部过热,故特别适合某些热敏物料(如山芋、聚丙烯酰胺等)的干燥;
(3)可在相同设备中进行连续操作,或间歇操作;
(4)干燥器中料的停留时间可根据需要调节,使产品水分稳定;
(5)采用独立的电气柜和 PLC人机交互操作控制,综合各种干燥参数,操作安全、方便;
(6)干燥机的机械传动部件少,设备投资低,维护工作量小。
4.对沸腾干燥机的改进建议
经过长期的应用和发展,沸腾干燥机在结构、性能方面都有了明显的改善,质量也在不断提高,但还存在着一些问题,下面结合生产实践提出改进建议:
4.1对热能利用不充分的改进建议
煮沸式干燥机从形态上看是一种空气对流式干燥设备,与传导式干燥机相比,虽然能耗稍高,但若采取一些措施,可取得良好的节能效果。
建议:(1提高设备的密封性能。当前多数沸腾干燥机的料斗与设备主体采用平法兰连接,密封效果较差,建议设计时改为凹凸面法兰连接; (2)许多干燥设备采用钢管缠绕翅片的方法来换热,虽然钢管可以节省材料成本,但换热效果不好,建议改为铜管;(3)加强保暖措施。在换热器外壳上增加保温层,以减少热量损失。