[科普中国]-环形风力干燥机

环形风力干燥机研发背景

在环形风力干燥机诞生之前，对于滤饼和黏度高的膏状物料的干燥只能采用喷雾干燥和流化床干燥，物料在干燥前还需进行稀释，使得待干燥物料水分增加，延长了干燥时间。单纯的喷雾干燥设备最大的缺点是高度高，对厂房要求高，同时设备制造及安装难度较大。流化床干燥设备也存在着能耗高、干燥不均匀的缺点。易变性、生物菌体、热敏性等物料在较长时间的干燥下容易变质、变色、焦化等。基于上述原因，国内外的干燥设备研究机构经过多年的努力，将喷雾干燥和流化床干燥的技术进行有机结合，通过高压强力旋转热气流与粉碎物料高速接触进行干燥，这样就克服了喷雾干燥设备和流化床干燥设备的缺点，也克服了对物料的局限，形成了传统的环形风力干燥机，得到广泛的使用。

尽管多年来传统的环形风力干燥机历经了不断地改良升级，但在粉碎室内胆及粉碎刀片的结构方面并无较大改进。在传统环形风力干燥机的基础上，拟通过对物料在粉碎室内胆的运动机理和粉碎刀片对物料的作用机理的研究，并通过样机的不断试验，来改进粉碎室内胆结构和粉碎刀片结构，从而解决物料粉碎工效低、物料黏壁及能耗高的问题1。

环形风力干燥机的特性环形风力干燥机是20世纪80年代首先在国外产生的一种综合技术干燥设备，其特性是既克服了喷雾干燥设备高度高，对厂房、制造、安装的要求高以及成本高，又克服了单位产量耗能高、流化床干燥均匀性差的缺点。环形风力干燥机是喷雾干燥技术和流态化技术的综合体。它非常适合滤饼和黏度高的膏状物料，无需通过像喷雾干燥那样先将物料稀释再进行喷雾干燥的繁琐过程，特别是高压、强力旋转热风气流接触物料的时间很短，保护了易变性、热敏性和生物菌体干燥前后的物性，并且能防止某些物料的焦化、变色、变质。经过多年的不断改良升级，设备更加紧凑，操作维修更方便，能耗不断降低，工效大大提高，受到世界各大公司的重视，在食品、轻工、化工、染料、矿山、稀土等行业得到了广泛、有效地应用。

环形风力干燥机的基本构造环形风力干燥机是带有螺旋粉碎装置的竖式流化床干燥机，能够同时完成物料的粉碎、干燥、分级等单元操作。设备主体为筒状，自下而上由3个区段组成：粉碎硫化区段、中间干燥区段和顶部分级区段。下部粉碎区段安装有通过外部无极调速电机驱动的旋转叶片搅拌器。在干燥段装设螺旋加料器，由通过变频调速的电机带动。上部分级区段设有一个分级环，分级环的通径根据不同产品的粒度要求作相应的更换调整。

环形风力干燥机的工作机理根据闪蒸干燥机的构造特性，把它的工作机理分为4个过程：破碎、气固混合、干燥和粒度分级，这种作用机理是其他单机功能的干燥机所无法同时具备的。

破碎膏糊或滤饼物料通过加料器挤压进入机体内部会立即被高速旋转的搅拌片及高速旋转气流粉碎，物料的分散度迅速加大，单位体积湿物料的比表面积相应扩大。

气固混合环形风力干燥机以空气为载热体，是否达到有效的气固混合是决定干燥速率的重要因素。旋转搅拌叶片将物料粉碎、分散，同时加压，以旋风形式进入筒体内的热空气处于湍流状态，很快达到气固混合。值得注意的是干燥机底部的倒锥结构使气流速度最高可达60m/s，保证了下落的大颗粒物料处于被热空气包围的流化状态。

干燥如上所述，当物料在相对稳定的流化层受到热空气作用，物料水分被蒸发，继而向上运动，其中含水率高、表面积小的物料由于密度大，会自动下落，但下落到一定距离后会停止，此时重力与浮力平衡。物料被进一步破碎和脱水后再次开始向上运动并通过分级后排出2。

粒度分级粒度分级是通过分级器完成的。分级器是一块装在干燥筒上部的环形挡板。当物料随旋转气流上升时，受离心力作用物料会以不同旋转半径作螺旋上升运动，达到湿度、粒度要求的物料质量较小，在离心力的作用下旋转半径也小，会从分级器的内孔迅速排出；而大块及含水较高的物料质量较大在离心力的作用下旋转半径也较大，会被挡在干燥室内，直至物料的粒度和湿度达标后，才能由分级器内孔排出。