喷动干燥床技术研究及应用

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３０４・　
干燥技术与设备　
Ｄｒｙｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　２０１　１年第９卷第６期　

喷动干燥床技术研究及应用　
马瑞进　，刘涛　，郧栋　，杨志刚２，杜燕。　
（１．甘肃银光聚银化工有限公司，甘肃白银７３０９００；　２．山东天力干燥股份有限公司，山东济南２５０１０３；　
３．甘肃银光化学工业集团有限公司，甘肃白银７３０９００）　

摘要：阐述了喷动干燥床技术研究的进展，介绍了喷动干燥床的工作原理和系统设计要求．并对喷动床干燥聚碳　
酸酯粉料效果进行研究。　
关键词：喷动干燥床；工作原理；聚碳酸酯　
中图分类号：ＴＯ０５１　文献标志码：Ａ　文章编号：　１　７２７—３０８０（２０１　１）一０３０４—０４　

喷动床是一种流化态干燥床，能够克服流化　
床干燥设备处理粗颗粒或粒径分布较宽的物料　困难、高气速操作性差等困难　。相对于传统的　干燥设备，喷动床具有相当多的优点，由于喷动　干燥床中物料停留时间较短，所以喷动床可以　用来干燥热敏性的物料，如食品、药品和塑料　，如聚碳酸酯工程塑料等，喷动干燥床具有设　备结构简单，无移动部件，便于清洗，制造费　用低等特点，也存在着几何尺寸受限制，难以实　现大型化等缺点。改进后的喷动床对控制停留时　间，保证干燥效果方面进行了研究和设计，其应　用的领域愈加宽广　。　喷动干燥床的工作原理如下：柱锥形的喷动　床内装有颗粒物料（粒径ｄｐ＞１．５ｍｍ）。热空气　从圆锥形底部喷动气体入口高速垂直向上射入，　形成一个随流体流速的增加而逐渐向上延伸的　射流区。当气体喷射速率足够高时，该射流区将　穿透床层而在颗粒床层内产生一个迅速穿过床　层中心向上运动的稀相气固流栓（喷射动区）。当　这些被气体射流夹带而高速向上运动的粒子穿　过环绕其四周缓慢向下移动的颗粒床层（环隙区）　而升至高过床层表面的某一高度时，由于流体　速度的骤然减低，颗粒会像喷泉一样因重力而　
回落到环区表面而形成（喷泉区）。这些回落的　
颗粒沿环隙区缓慢向下移动至床层下部，然后　
又渗入喷射区被重新夹带上来而形成颗粒的极　
有规律的内循环。达到干燥颗粒物料的目的…。　

喷动干燥床由最初的常规型的柱锥形喷动　
床，已经发展为平底多喷嘴型喷动床、带引导管　
型喷动床、内循环喷动床干燥器、涡流喷动床干　
燥器、多级喷动床、旋转喷口喷动床等等，种类　
和特性有了进一步的发展，其适用性能日趋优　
良。　
聚碳酸酯是一种性能优良的工程塑料。水蒸　
气离析法生产的聚碳酸酯粉料中会残留一定的　
有机溶剂（如ＣＨ２Ｃｌｚ等），ＣＨｚＣｌｚ在高温下会生成　
ＨＣＩ，对设备和管线有极强的腐蚀性。因此对溶　
剂的预处理是一个重要的工序环节。　

本文介绍是甘肃银光聚银化工有限公司Ｐｃ　

收稿日期：２０１ｌ－１０．１４。　
作者简介：马瑞进（１９８１），男，助理工程师，从事聚碳　

酸酯工艺研究。　
第６期　马瑞进等，喷动干燥床技术研究及应用　・３０５・　
中型实验装置使用喷动床装置脱出聚碳酸酯残　留有机溶剂效果，实验结果表明，喷动干燥床使　用水蒸气作为喷动气源脱出聚碳酸酯残留溶剂　效果比较理想。　一实验流程　１．１干燥方案确定　中试装置使用喷动干燥床脱出聚碳酸酯粉　料中残留的ＣＨ　Ｃ１ｚ有机溶剂，使用０．３Ｍｐａ水蒸　气作为喷动气源，利用０．３Ｍｐａ水蒸气利用其显　热将ＣＨ。Ｃ１。汽化，溶剂水蒸气混合气进入溶剂回　
收系统冷凝后重新利用。　

１．２实验流程简介　
实验流程见图１．在喷动床底部喷动气体　
入口０．３Ｍｐａ水蒸气，蒸汽流量２０　２５ｍ。／ｈ，聚碳　
酸酯粉料从喷动干燥床上口进入喷动床，在床体　
内进行剧烈的传质传热过程。脱出溶剂的聚碳酸　
酯粉料从干燥床出口进入下一工序，气态溶剂和　
水蒸气进入溶剂回收系统。　

图１喷动干燥床干燥试验装置示意图　
二实验过程及数据　’　
２．１实验条件　
喷动干燥床】．套（　７００×４７００ｍｍ）。聚碳酸　
酯粉料为自产，有机溶剂含量（３％～５％），蒸汽　
进气量２０　Ｉｌｌ３／ｈ～２５ｍ￣／ｈ，进气温度１３０￣Ｃ～　
１３５℃。床层温度９０℃～１００℃。使用气相光谱　
仪分析溶剂含量。　

２．２实验数据分析　
在相应干燥时间内，记录水蒸气流量和喷动　
干燥床上中下三处测温点温度变化，同时对聚碳　
酸酯粉料进行取样分析，使用气相光谱仪分析粉　
料中残留ＣＨ。Ｃ１。含量，喷动干燥床干燥聚碳酸酯　
粉料实验数据见表１，干燥曲线见图２。　

表１喷动干燥床床干燥聚碳酸酯实验数据　
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干燥技术与设备　
Ｄｒｙｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　２０１　１年第９卷　

从实验数据表１中可以看出，控制喷动速度　为０．０１４～０．０１８ｍ／ｓ，干燥床内温度控制在　９０　１００℃时，使用０．３Ｍｐａ水蒸气作为喷动气源　的喷动干燥床对聚碳酸酯具有很好的脱出溶剂　效果，，干燥３４ｍｉｎ后，聚碳酸酯中溶剂已由初　始含量４．０７％降至０．９５％，干燥６２ｍｉｎ后，溶剂　已无法检验出。说明使用喷动干燥床可以很好地　脱出聚碳酸酯粉料表面溶剂和包藏的内部溶剂。　４２ｍｉｎ内，物料脱出溶剂速率较大，干燥曲线基　本为一条倾斜直线，此阶段主要是干燥表面溶　剂。此后溶剂含量逐渐减少，干燥曲线斜率变小，　
属于脱出内部包藏溶剂过程，最后粉料中溶剂含　
量趋向零值。说明聚碳酸酯粉料中的溶剂在较短　
时间内被脱出。此外可以看出床层温度对脱出溶　
剂有较大影响，温度较大有利于粉料中溶剂汽　
化，粉料表面溶剂不段汽化进入环境水蒸气，造　
成粉料内部包藏溶剂因梯度压力向表面扩散，说　
明在其他工艺条件不变下，提高床层温度度有利　
于提高物料溶剂脱出效果。　

干燥时间和物料中溶剂含量做曲线如图２。　

５Ｏ　１Ｏ０　１５０　２００　２５０　
干燥时间ｍｉｎ　

图２物料中溶剂含量随干燥时间的变化曲线　

４　３　
第６期　马瑞进等，喷动干燥床技术研究及应用　・３０７・　
４结论　
通过喷动床＝干＝燥试验，初步证明喷动床干燥　
技术在脱出聚碳酸酯中残留溶剂具有很好的实　
验效果，短时间内可以将溶剂脱出干净。使用水　
蒸气作为喷动气源适用于干燥聚碳酸酯粉料，同　
时发现较高的喷动床床层温度有利于溶剂的脱　
出，可以降低溶剂干燥时间，　提高干燥效果，　
降低能源消耗，说明喷动床在聚碳酸酯等塑料的　
工业化生产中具有一定的适用性。　

参考文献：　
【１】于才渊，王宝和，王喜忠，等．干燥装置设计手册［Ｍ］．　
北京：化学工业出版社，２００４：８２．　

【２】赵杏新，刘伟民，罗惕乾，徐圣言．喷动床技术研究进　
展［Ｊ］．农业机械学报，２００６，３７（７）：１８９０－１９２．　

［３】李文曲，叶京生，朱贵凤．喷动床干燥工艺综述［Ｊ］．　
化工装备技术，２０００，２１（３）：１０—１４．　

Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ａｎｄ　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　
Ｓｐｏｕｔｅｄ　Ｂｅｄ　ｄｒｙｅｒ　

ＭＡ　Ｒｕｉ－ｊｉｎ１．ＬＩＵ。Ｔａｏ　１．ＹＵＮＤｏｎｇ１．ＹＡＮＧ　Ｚｈｉ－ｇａｎｇ２　ＤＵ　Ｙａｎ３　
（１　ＧａｎＳｕＹｉｎＧｕａｎｇＪｕＹｉｎ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇａｎｓｕ　Ｂａｉｙｉｎ　７３０９００，Ｃｈｉｎａ；　
２．Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｔｉａｎｌｉ　Ｄｒｙｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ａｎｄ　Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｓｈａｎｄｏｎｇ　Ｊｉｎａｎ　２５０１０３，Ｃｈｉｎａ；　
３　ＧａｎＳｕＹｉｎＧｍｍｇ　ｃｈｅｍｉｃａｌ　ｉｎｄｕｓｔｒｙ　Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｇａｎｓｕ　Ｂａｉｙｉｎ　７３０９００，Ｃｈｉｎａ）　

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｒｔｉｃｌｅ　ｅｓｐａｔｉａｔｅｄ　ｔｈｅ　ｒｅｓｅａｒｃｈ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｔｈｅ　ｗｏｒｋ　ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ　ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｓｉｇｎ　ｄｅｍａｎｄ　
ｏｆ　ｓｐｏｕｔｅｄ　ｂｅｄ　ｄｒｙｅｒ．Ｆｉｎａｌｌｙ，ｅｆｆｅｃｔｓ　ｏｆ　ｓｐｏｕｔｅｄ　ｂｅｄ　ｄｒｙｅｒ　ｉｎ　ｄｒｙｉｎｇ　Ｐｏｌｙｃａｎｂｏｎａｔｅ　ｗｅｒｅ　ｓｔｕｄｉｅｄ．　

Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｓｐｏｕｔｅｄ　ｂｅｄ　ｄｒｙｅｒ；ｗｏｒｋ　ｐｒｉｃｉｐｌｅ；ｐｏｌｙｃａｎｂｏｎａｔｅ