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常規(guī)固定床特點(diǎn)和缺點(diǎn)

常規(guī)臥式固定床(靜床)的特點(diǎn)和缺點(diǎn):
為解決立式沸騰床的缺點(diǎn),工業(yè)上發(fā)展出一種連續(xù)固定床干燥器,將沸騰床的圓筒形變成長(zhǎng)方形的矩形,設(shè)備工作面積放大到100m2以上;
      濕料以一定速率向固定床前端連續(xù)進(jìn)料,干燥后產(chǎn)品從另一端連續(xù)卸出。熱風(fēng)通過(guò)床板后以錯(cuò)流方式穿過(guò)物料,熱能由熱空氣傳給濕料表面,進(jìn)行直接 加熱、干燥、煅燒、或冷卻;物料在熱風(fēng)作用下沸騰流化,顆粒相互混合、碰撞,整體保持一個(gè)定向移動(dòng)的流化狀態(tài)。熱能傳遞給物料,表面水吸收熱能后蒸發(fā),以氣態(tài)形式揮發(fā),同時(shí)物料溫度上升,熱風(fēng)溫度降低,這個(gè)過(guò)程就是流態(tài)化烘干的熱質(zhì)傳遞模式。
     經(jīng)過(guò)濾器處理后的干燥純凈空氣由空氣加熱器加熱至設(shè)定溫度后進(jìn)入流化床各風(fēng)室,空氣的溫度可由調(diào)節(jié)閥調(diào)節(jié)蒸汽的流量來(lái)控制。
     從物料中蒸發(fā)出的水汽和換熱、傳質(zhì)后的空氣從流化床頂部進(jìn)入布袋除塵器或者旋流分離器進(jìn)行氣塵分離,廢氣匯入排氣總管,由廢氣引風(fēng)機(jī)送入煙囪,排入大氣?;厥盏姆哿匣烊氤善坊騿为?dú)處理。
整個(gè)工藝流程通過(guò)DCS控制系統(tǒng)和現(xiàn)場(chǎng)PLC控制柜控制熱風(fēng)流量和溫度、流化室負(fù)壓、進(jìn)料速度、各部位料溫、排料轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速,尾氣溫度等參數(shù)。
      固定床適用于多種粘性不強(qiáng)的粉粒狀物料,如聚乙烯、農(nóng)藥、人造肉、硫酸銅、食鹽等,對(duì)顆粒度均勻、含濕量不高、流動(dòng)性好的物料適應(yīng)性比較好,它比袋式烘干機(jī)、烘箱占地面積小、生產(chǎn)能力大、熱效率高,且干燥后的產(chǎn)品濕度比較均勻。比氣流干燥停留時(shí)間的長(zhǎng),使成品達(dá)到預(yù)期含水率。
■固定床的優(yōu)點(diǎn):
1.能夠大型化是固定床最顯著優(yōu)點(diǎn):固體粉粒在流態(tài)化后具備液體的流動(dòng)性和連續(xù)性,所以固定床理論上長(zhǎng)寬不受限制,大型固定床能做到120m2以上;
2.固定床可進(jìn)行連續(xù)化操作,一段連續(xù)進(jìn)料,另一端連續(xù)出料,便于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)行;
3.由于設(shè)備是靜止使用,因此采用耐高溫鋼材制作的固定床可以進(jìn)行高溫煅燒。
4.固定床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,用材不必過(guò)多考慮剛性和強(qiáng)度問(wèn)題,所以一般來(lái)講固定床制作成本比較低;
5.根據(jù)固定床靜止不動(dòng)、體積不限的特點(diǎn),可進(jìn)行各種改裝(如:內(nèi)置濾袋/噴霧包衣附聚造粒/等),實(shí)現(xiàn)擴(kuò)展型工藝性能;

■固定床的顯著缺點(diǎn):
1.固定流化床電、熱的能耗大,尾氣熱損失大:
床體固定,顆粒的流化動(dòng)力全靠風(fēng)壓,且為保證料層的移動(dòng)必須將其充分流態(tài)化,這樣所需的風(fēng)量除了蒸發(fā)水分必需的流量外,還有物料流態(tài)化/輸送所需的流量,導(dǎo)致系統(tǒng)鼓風(fēng)量比脫水實(shí)際所需風(fēng)量大,這一方面增加風(fēng)機(jī)電耗,另一方面多余風(fēng)量攜帶的熱能不能被利用,意味著尾氣溫度高,因此固定流化床的能耗高;通常固定床尾氣溫度比振動(dòng)床高10-15°C左右。
      一般來(lái)說(shuō)固定床常用床板是篩孔式,個(gè)別情況下有斜孔式、魚鱗孔等,開(kāi)孔率范圍比較窄;完全依靠風(fēng)壓提供動(dòng)力又要求鼓風(fēng)室風(fēng)壓足夠高,這導(dǎo)致固定床的操作風(fēng)壓要比振動(dòng)式流化床高,而要滿足高風(fēng)壓,鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)功率和轉(zhuǎn)速都比振動(dòng)式流化床高出一截,電能消耗要高。
2.大型化的固定床一般存在較嚴(yán)重的返混現(xiàn)象,導(dǎo)致干燥不均,熱敏性物料存在溶解性變差的問(wèn)題:              
流態(tài)化的理想狀態(tài)是先進(jìn)來(lái)的物料先出去(first in,first out),料層的移動(dòng)類似于活塞流 (Plug  flow),顆粒之間在床面縱向、橫向上沒(méi)有劇烈跳躍漂移,顆粒之間基本不存在明顯的停留時(shí)間差,料層的移動(dòng)速度、溫度、濕度能夠精確控制,產(chǎn)品不會(huì)過(guò)熱、燒結(jié)、過(guò)敏;同時(shí)在Plug flow流化態(tài)下,物料層沒(méi)有偏流、溝流、滯動(dòng)現(xiàn)象,熱空氣熱能利用充分,熱風(fēng)無(wú)吹穿現(xiàn)象,因此尾氣溫度可以控制到盡可能的低,基本處于飽和濕度;
而固定流化床正常運(yùn)行是以物料層充分流化為前提,充分流化了的料層,顆粒之間劇烈運(yùn)動(dòng),彼此運(yùn)動(dòng)方向隨機(jī),A瞬間向前漂浮、B逆向漂?。ㄒ布捶祷飕F(xiàn)象),C徑向漂流而停留在縱向原位置,盡管這種時(shí)間差可以互補(bǔ),但是停留時(shí)間越長(zhǎng),顆粒之間停留時(shí)間差越大,造成烘干的不均勻。對(duì)于熱敏性的可溶物料,會(huì)導(dǎo)致溶解性變差,甚至變質(zhì)。
固定床對(duì)粒度、流動(dòng)性、密度等要求比較嚴(yán)格,如果顆粒度分布不均,流動(dòng)性差,密度差別大,那么固定床烘干不均的問(wèn)題會(huì)更加嚴(yán)重,甚至就無(wú)法正常工作,因?yàn)槲锢硇再|(zhì)差別大直接導(dǎo)致走料速度的差異化加大。     
固定床一般不適合處理粒徑過(guò)大、形狀不規(guī)則(纖維狀、棒狀、塊狀、片狀等)、含水量大、粘性物料、泥漿狀物料等,這也是固定床應(yīng)用范圍的局限性。
3、固定流化床穩(wěn)定性差,操作麻煩:
固定床流化動(dòng)力完全來(lái)自于空氣壓力,而氣流是柔性的,如果局部粘床,氣流會(huì)繞過(guò)這片區(qū)域(除非是風(fēng)壓足夠大,但是風(fēng)壓升高會(huì)造成電耗的指數(shù)倍增加),所以固定床處理粘性、易團(tuán)聚物料時(shí),常發(fā)生死床、結(jié)塊、吹穿等現(xiàn)象;
因?yàn)榱蠈右苿?dòng)靠流態(tài)化,而粘床、大塊物料不能流化,故固定床一旦局部死床、粘結(jié),就必須人工摟床處理,否則會(huì)逐漸蔓延進(jìn)而引起停機(jī);停機(jī)后一些大的塊料也必須人工清理出來(lái),不能像振動(dòng)床那樣依靠振動(dòng)自動(dòng)排出。
粘性、易結(jié)塊產(chǎn)品的固定床工業(yè)烘干生產(chǎn)線上一般都有專人巡視監(jiān)管,及時(shí)人工介入摟床,消除粘床、大塊、溝流等現(xiàn)象,非常麻煩;
固定床開(kāi)車和停車耗費(fèi)時(shí)間長(zhǎng):鋪床階段要流化穩(wěn)定;停機(jī)時(shí)物料層減小到一定厚度通常形不成定向移動(dòng),導(dǎo)致停機(jī)后排料不干凈,要人工清床。
4、輔助設(shè)備負(fù)荷較大:
料層流態(tài)化動(dòng)力完全來(lái)自熱風(fēng),所以固定床氣流空床速度一般都會(huì)高于振動(dòng)式流化床,空床氣速太大必然帶來(lái)尾氣夾帶量過(guò)多,為了解決這個(gè)問(wèn)題,一般都會(huì)把上腔體做的很大、很高,讓氣流降速后夾帶的顆粒回落,這導(dǎo)致固定床系統(tǒng)占地空間大;
固定床配風(fēng)較大,配套的風(fēng)機(jī)、加熱器、燃燒設(shè)備、除塵設(shè)備、管路閥門等規(guī)格也會(huì)相應(yīng)增大,投資高。
5、固定床中,物料停留時(shí)間做不到精準(zhǔn)調(diào)控,無(wú)法實(shí)現(xiàn)真正意義的自控:
固定床中物料做不到完美的速度一致,返混問(wèn)題始終存在,只能在整體上根據(jù)進(jìn)、出的流量,從計(jì)算角度實(shí)現(xiàn)大致上料層的移動(dòng)速度控制,但這個(gè)速度只體現(xiàn)整體的速度,返混部分的物料移動(dòng)速度則無(wú)法控制,因此固定床實(shí)現(xiàn)不了物料移動(dòng)速度---含水量之間的精準(zhǔn)線性控制。床體越長(zhǎng)、物料停留時(shí)間越長(zhǎng),顆粒的停留時(shí)間差越大,不均勻率越高。
在料層較薄、經(jīng)常更換產(chǎn)品種類的工況下,固定流化床的控制就很難實(shí)現(xiàn)足夠的準(zhǔn)確度。
真正意義上的烘干自動(dòng)化,尤其是做到將料溫、含水率、時(shí)間、尾氣溫度四要素精確聯(lián)動(dòng)的完美自控系統(tǒng),在固定床上無(wú)法實(shí)現(xiàn)。

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