噴霧與流化技術概述

干燥技術發(fā)展多年，各單項機理沒有新的突破，只是干燥機結構上的改變。利用現(xiàn)有技術，進行優(yōu)化組合，開發(fā)組合干燥機或多級干燥機，是干燥設備發(fā)展方向。研究噴霧與流化床、造粒技術及組合技術和在流化床中能很好霧化的霧化器是我們的重點。

流化床又稱沸騰床，在混合、干燥、造粒、包衣方面廣泛運用。流化床賦予物料呈現(xiàn)的流態(tài)化性能已延伸出更多的應用，對顏料、氨基酸、化肥、塑料、制藥、生物、化工行業(yè)具有良好前景。

噴霧干燥技術：熱風進入干燥室，同時料液送到裝在干燥室的噴霧頭，料液被霧化成非常小的霧狀液滴，使料液和熱空氣接觸的表面積大大增加，小液滴和熱風進行熱質交換，水份迅速蒸發(fā)在非常短的時間內被干燥為粉粒制品，粉粒被捕集，廢氣排至外界。

霧化的形式有壓力式、氣流式、離心式三種基本方式，干燥用霧化器均有商品化出售，在流化床中的霧化技術為復雜。離心式和壓力式通常為從上向下噴；氣流式噴向較多，歸總為從上向下噴或從下向上噴兩個基本方向；熱風的流向有與霧化方向的同一方向（并流），相反方向（逆流），先同一后反向（混合流）。

流化現(xiàn)象的概念 ：在一個設備中，將顆粒物料堆放在設備中的分布板上，當氣體由設備下部經過分布板通入料層，隨著氣流速度加大到某種程度，固體顆粒在分布板上呈現(xiàn)沸騰狀態(tài)，這現(xiàn)象稱流態(tài)化，而料層稱為流化層，該設備稱為流化床。采用這種方法加上其它技術可完成物料的混合、干燥、造粒、包衣等功能。

流態(tài)化有散式和聚式之分，一般流化床大都數(shù)均是聚式流態(tài)化。聚式流態(tài)化：固體顆粒不是以單個的形式出現(xiàn)，而是以顆粒團的形式出現(xiàn)。在實際運用中，工藝參數(shù)和設備設計不當易造成“溝流”和“騰涌”現(xiàn)象，有經驗的工藝參數(shù)和結構設計對設備的成功比較重要。

（1）溝流：在氣流通入床層時，分布不均勻，使床層的局部地方產生短路，使相當多的流體通過短路流過床層。若產生“溝流”，會使干燥介質與被干燥物料接觸不良，干燥效果降低。

（2）騰涌：當流化床內顆粒大小分布不均勻、氣體通過分布不均勻以及流化床的高度與直徑比較大因素時，會使床層內部氣泡匯合長大，當接近于床層內徑時，固體顆粒在床內形成活塞向上運動，對床體破壞較大，也會使固體顆粒與干燥介質流體接觸不良，干燥效果降低。

流化床優(yōu)點：由于物料和干燥介質接觸面積大，傳熱效果良好及床層內溫度比較均勻，具有很高的熱容量系數(shù)（或體積傳熱系數(shù)），另具有生產能力大特點；在同一設備內可以進行連續(xù)操作，也可進行間歇操作；物料在設備內的停留時間，可以按需要進行調整；裝置運動部件少，從而設備的投資與運行費用低廉。

我們根據(jù)流化的動力來源及形式將流化床技術分為六種：

1、均勻垂直向上氣流的沸騰床技術，物料完全為不規(guī)則運動；

2、旋轉向上氣流的旋流床技術，物料具有一定螺旋狀運動；

3、向上氣流和旋轉盤共同作用的旋轉床技術，物料具有麻繩狀軌跡；

4、不均勻垂直向上氣流（即噴動）的噴動床技術，物料具有環(huán)形軌跡；

5、向上氣流和向下氣流共同作用及其它的復合床技術；

6、滾筒和透過物料層氣流的技術。

在實際運用中，第1種技術輔以其它技術達到各種目的，應用為廣泛，研究也為深刻。

氣流通過床層可存在3種狀態(tài)：    V< Vmf              Vmf< V < Vt                 V≥Vt

Vmf –昨界流化速度  V—床層內氣流速度  Vt –床層中顆粒的沉降速度

（1）第一階段（固定床），當V較低時（V< Vmf），在床層中固體顆粒雖與氣流相接觸，但固　體顆粒的相對位置不發(fā)生變化，這時固定顆粒的狀態(tài)為固定床； 
（2）第二階段（流化床），當V逐漸增加到某一點時（Vmf< V < Vt），固體顆粒在床層就會產生不規(guī)則的運動，這時的床層就處于流態(tài)化； 
（3）第三階段（氣流輸送床），當V≥Vt時，這時固體顆粒就不能繼續(xù)停留在設備內，而被氣流帶出設備。

利用第一階段主要是干燥，如烘箱、帶機等的靜態(tài)干燥。

利用第二階段的工業(yè)運行，即為流化床干燥、造粒、混合、包衣的功能。

利用第三階段主要是各種氣流干燥等。

現(xiàn)在混合技術憑著優(yōu)勢已成為趨勢，成為流化床又一次新的革命。如流化床加氣流輸送；氣流輸送加流化床；流化床加氣流輸送再加流化床；氣流輸送+噴霧；固定床加噴霧；流化床加噴霧技術。

而以流化床加噴霧技術演變出來的流化床造粒技術在造粒、包衣、干燥方面呈現(xiàn)出好效果。在流化床中進行噴霧的方式有從上部向下噴、從側部噴、從底部向上噴三種基本方式；霧化的形式有壓力式、氣流式、離心式三種基本方式；物料成粒有涂層和架橋兩種方式，架橋為松散狀顆粒，涂層為洋蔥狀結構顆粒。

不同物料有不同成品的需求，根據(jù)流化床的原理和各機器的組成、原理、操作技術，來選擇、設計比較好的設備，采用好的操作工藝，才能得到性價比高的產品。
本文屬于技術探討性文章