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1、概述
    多層振動(dòng)流化床干燥器是在（單層）振動(dòng)流化床干燥機(jī)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種新型高效節(jié)能型干燥裝置。振動(dòng)流化床（單層）在國(guó)外早在50年代就開始研究，并用于生產(chǎn)。如丹麥尼羅公司首先成功地應(yīng)用于奶粉生產(chǎn)，并取得了專利。我國(guó)到80年代才開始引進(jìn)和研究，現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、食鹽、化工，飼料工業(yè)的干燥、冷卻、造粒生產(chǎn)上。我們從1993年開始研究多層振動(dòng)流化干燥器，1997年首先在內(nèi)江活性炭廠應(yīng)用成功，1998年獲得國(guó)家專利，富通新能源生產(chǎn)銷售飼料顆粒機(jī)，木屑烘干機(jī)等機(jī)械設(shè)備。
2、工作原理及優(yōu)點(diǎn)
    所謂振動(dòng)流化床就是在普通流化床上施加振動(dòng)而成。物料（粉狀、粒狀、條狀等）放在振動(dòng)輸料板上。最初隨著振動(dòng)加速度a的增加，料層被振實(shí)；當(dāng)a值接近重力加速度g (9.81m/s2)時(shí)，料層密度達(dá)到最大；當(dāng)進(jìn)一步提高振動(dòng)加速度，則料層開始膨脹，并出現(xiàn)所謂的振動(dòng)流態(tài)化狀態(tài)。這時(shí)放在輸料板上的物料產(chǎn)生強(qiáng)烈的混和，并且很容易作水平和傾斜移動(dòng)。在此條件下，利用對(duì)流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達(dá)到干燥的目的。因此振動(dòng)流化床是在振動(dòng)加速度大于重力加速度的條件下完成物料輸送、干燥、冷卻、造粒的一種單元操作設(shè)備。
    普通流化床的物料輸送和流化，完全是靠風(fēng)力來(lái)完成的：振動(dòng)流化床物料的輸送是由振動(dòng)來(lái)完成的，供給的熱風(fēng)只用來(lái)傳熱和傳質(zhì)，這樣就可以明顯降低能量消耗。另外，由于床層的強(qiáng)烈振動(dòng)，使傳熱和傳質(zhì)的阻力也減小了。據(jù)Zaitsev等人報(bào)導(dǎo)，振動(dòng)流化床中的干燥速率比對(duì)流流化床高1.5～2.5倍。Osinkii等人發(fā)現(xiàn)，在恒速干燥階段與固定床相比干燥速率提高6倍，而在降速干燥階段，臨界含水量也因振動(dòng)而降低。Smekovskaya認(rèn)為振動(dòng)能調(diào)整固體毛細(xì)管中所含水分的共振頻率，使由次分子形態(tài)結(jié)合的水分因振動(dòng)而部分被排除。
    振動(dòng)流化床干燥器不僅有利于傳熱和傳質(zhì)，而且還確保了干燥設(shè)備在相當(dāng)穩(wěn)定的流體力學(xué)條件下工作，以至使不易流化或流化時(shí)易產(chǎn)生大量塊團(tuán)或高分散物料也能順利干燥，克服了普通流化床易產(chǎn)生返混、溝流、粘壁等現(xiàn)象，真正做到了被理想流體力學(xué)稱之為活塞流的流動(dòng)。
    但振動(dòng)流化床干燥器多數(shù)情況下是在低料層下操作，單層床介質(zhì)與干燥物料的接觸效率不一定良好，因而采用多層來(lái)提高接觸效率。多層振動(dòng)流化床不僅具備單層振動(dòng)流化床的各種特性，而且由于設(shè)置了多層分布板（輸料板），使熱風(fēng)能多次穿過(guò)物料層，供熱介質(zhì)的熱量得到了充分利用，在采用較高溫度干燥的場(chǎng)合其節(jié)能效果更為顯著。多層振動(dòng)流化床干燥器為逆流操作，物料在床內(nèi)移動(dòng)路徑長(zhǎng)，所以可以干燥含濕量很高的物料，并可以一次干燥到很低的含水率（低于0.1%），因而可以用來(lái)干燥那些原本要求預(yù)干燥的高濕物料。分布板多層疊加，減少了設(shè)備占地面積，相應(yīng)降低了造價(jià)。
3、結(jié)構(gòu)
    如圖1所示，多層振動(dòng)流化床干燥機(jī)由分布板、加料機(jī)構(gòu)、出料機(jī)構(gòu)、進(jìn)出風(fēng)系統(tǒng)及振動(dòng)源組成。床體分上、中、下三層，如分布板層數(shù)較多，中層又可分解成若干層，分布板傾斜或水平布置在床體中間。待干燥物料由料斗經(jīng)加料裝置均勻地加到分布板上，在振動(dòng)和氣流共同作用下，物料以活塞流形態(tài)向前輸送。分布板每層之間設(shè)置一組落料閥，物料能順利通過(guò)進(jìn)入下層分布板，但能阻止熱風(fēng)通過(guò)。熱風(fēng)從下箱體側(cè)面進(jìn)入，經(jīng)過(guò)氣體分布器后均勻進(jìn)入下箱體，熱風(fēng)自下向上層層穿過(guò)分布板，與每層分布板上的物料進(jìn)行熱量和物質(zhì)的交換。振動(dòng)是由兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)產(chǎn)生的，調(diào)整振動(dòng)電機(jī)偏心塊的夾角，可以無(wú)級(jí)調(diào)整電機(jī)的激振力與振動(dòng)床的振幅。轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)電機(jī)的安裝角，可改變電機(jī)激振力的方向。改變振幅和振動(dòng)力方向均可改變物料在分布板上的移動(dòng)速度，從而改變物料在振動(dòng)床上的停留時(shí)間。
4、應(yīng)用
    多層振動(dòng)流化床干燥器是一種通用型干燥設(shè)備，單層振動(dòng)流化床能干燥的物料多層振動(dòng)流化床同樣能干燥，尤其含濕量特別高的物料，一次便能干燥到所需含水率，因此可以預(yù)見多層振動(dòng)流化床具有廣泛的應(yīng)用前途。下面兩例為多層振動(dòng)流化床用于活性炭干燥。圖2為內(nèi)江活性炭廠用于干燥磷酸法化學(xué)活性炭的干燥裝置系統(tǒng)圖。物料粒度3～0.  Imm，比重0.4（成品），初始含水率68%～7刪（濕基），成品含水率10%（干燥后6%～8%），采用燃煤熱風(fēng)爐，間接加熱，熱風(fēng)溫度200℃，排風(fēng)溫度65～70℃，蒸發(fā)量215kg（水）/h，振動(dòng)床單層面積2.4m2，分布板兩層，單位輸料板上水分蒸發(fā)強(qiáng)度Ai=44. 7kg（水）/m3．h。原粉狀活性炭用外熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥器，每干燥一噸活性炭耗煤1～1.2噸，采用多層振動(dòng)流化床干燥器僅需500～600kg，節(jié)煤50%。上海活性炭廠用于顆粒活性炭干燥，物料粒度1～0.6mm，比重0.4，初始含水率35%～40%，成品含水率5%，熱風(fēng)溫度250℃，蒸發(fā)量146—180 kg（水）/h，振動(dòng)床單層面積l.2m2，分布板三層，單位輸料板上水分蒸發(fā)強(qiáng)度4=40.6～50kg（水）/h。
5、結(jié)論
    多層振動(dòng)流化床在活性炭干燥中經(jīng)初步應(yīng)用，與現(xiàn)有干燥設(shè)備相比表現(xiàn)出明顯的優(yōu)越性：
    (1)節(jié)能  僅活性炭為例，比外熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥節(jié)量能so%。
    (2)干燥強(qiáng)度大，占地面積小，設(shè)備投資小  本設(shè)備占地面積僅是單層床的2/3左右，是回轉(zhuǎn)圓筒的1/2。
    (3)減少產(chǎn)品損耗  活性炭干燥通常使用平板爐干燥，敞開式烘干，人工翻炒，經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計(jì)活性炭?jī)H飛揚(yáng)損失5%～7%。外熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥器同樣有大量的碳飛散，多層振動(dòng)流化床負(fù)壓操作，細(xì)粉回收，僅此一項(xiàng)一個(gè)年產(chǎn)500t的活性炭廠一年就可收回干燥設(shè)備的全部投資。
    (4)提高了產(chǎn)品質(zhì)量  本設(shè)備采用不銹鋼制造，負(fù)壓操作，間接加熱，不受環(huán)境污染，產(chǎn)品尤其是顆粒炭不受磨損，可保持完整的顆粒，炭粒表面的粉塵在干燥中被吹凈，提高了產(chǎn)品的凈度。產(chǎn)品中含有的細(xì)沙粒經(jīng)分布孔落入下箱體，從而減少了產(chǎn)品的灰粉。據(jù)福建青杉炭素公司統(tǒng)計(jì)，可使產(chǎn)品的灰粉從4%下降到2.5%以下。
    (5)改善了環(huán)境，減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度  該設(shè)備僅需二人操作（包括燒熱風(fēng)爐），車間內(nèi)幾乎看不到炭粉飛揚(yáng)，二級(jí)除塵，除塵效率達(dá)到99%以上。