近年來，人們把開發(fā)干燥器（烘干機(jī)）的重點(diǎn)向開發(fā)組合干燥器的方向發(fā)展，力圖把現(xiàn)有的干燥器進(jìn)行優(yōu)化組合，發(fā)揮每種干燥器的優(yōu)點(diǎn)。組合多級(jí)干燥器與單級(jí)干燥器相比有如下優(yōu)勢(shì)：
（1）組合干燥器更容易節(jié)約能源；
（2）組合干燥器更容易保證產(chǎn)品質(zhì)量，干燥過程可以同時(shí)進(jìn)行分級(jí)、粉碎等操作，對(duì)熱敏性物料干燥后可進(jìn)行及時(shí)冷卻；
（3）操作更加靈活，可以根據(jù)物料干燥的特定規(guī)律對(duì)多種干燥器進(jìn)行科學(xué)組合。干燥器的組合大致有如下幾個(gè)方面：
（1）組合各種干燥方法的組合式干燥器，如噴霧－流化干燥器等；
（2）結(jié)合各種傳熱過程的組合式干燥器，如薄膜 ─ 流化床干燥器等；
（3）多級(jí)同類型干燥器的組合，如多級(jí)氣流干燥器等。在下列情況下常采用組合干燥系統(tǒng)：
①采用單一干燥設(shè)備不能達(dá)到水分要求時(shí)； ②采用單一干燥器不能達(dá)到成形要求時(shí)；
③采用單一干燥器能耗高時(shí)；
④采用單一干燥器不能控制物料停留時(shí)間時(shí)，
⑤干燥過程中物料有特殊要求時(shí)。大多數(shù)物料的干燥大體都可以分為恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階段，大量的水分都在恒速干燥階段除掉，恒速干燥速率取決于物料表面水的氣化速率。用高風(fēng)速、大風(fēng)量把干燥汽化的水蒸汽從物料表面帶走是提高干燥速率的基本措施。而降速干燥速率則取決于物料的性質(zhì)、傳質(zhì)速率和熱推動(dòng)力，受物料內(nèi)部水分向外遷移速率的限制。提高熱空氣溫度是提高降速階段干燥速率的重要途徑，這樣就出現(xiàn)了兩種結(jié)果。第一階段尾氣是低溫高濕氣體，接近飽和狀態(tài)，已無納濕能力，無干燥推動(dòng)力，不能再起干燥作用。而降速干燥階段尾氣是高溫低濕氣體，如果把這部分氣體回收，用來進(jìn)行第一階段干燥，仍可起到干燥作用。兩級(jí)干燥利用這一規(guī)律，把物料的兩個(gè)干燥階段分別在兩個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。將第一階段干燥尾氣排掉，第二階段尾氣回收，使系統(tǒng)排出的氣體接近飽和狀態(tài)，從而達(dá)到節(jié)約能源目的。 在干燥工程中，由于各種物料的性質(zhì)不同，有時(shí)用單一型式的干燥器干燥物料，常常不能達(dá)到干燥目的。如果采用兩種或兩種以上的干燥器，將它們串聯(lián)起來，或者在機(jī)械方面增加特殊裝置，使新的干燥系統(tǒng)在干燥過程中兼有不同型式干燥器的性能，達(dá)到用單一的干燥器所不能達(dá)到的目的，這種干燥器系統(tǒng)稱為組合式干燥器。組合干燥統(tǒng)可能是同類型設(shè)備串聯(lián)，也可能是不同類設(shè)備串聯(lián)，但物料是按串聯(lián)順序先后經(jīng)過不同干燥器，干燥介質(zhì)可能串聯(lián)通過，也可能并聯(lián)通過干燥器。 采用組合式干燥器，物料先通過第一個(gè)干燥器，使物料濕含量降到某一值。然后，再經(jīng)過第二步干燥，使物料的含水率達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求。第一個(gè)干燥器，稱為預(yù)干燥器，以恒速干燥為主，起預(yù)干燥的作用。第二個(gè)干燥器稱為終干燥器，達(dá)到最終干燥的目的。如薄膜流通式干燥器，是一套氣流干燥器裝有較高轉(zhuǎn)速的刮板，將加入的料漿甩至氣流管壁，氣流管壁外側(cè)套有保溫夾套，將甩至管壁的物料烘干。薄膜耙式干燥機(jī)則在薄膜流通式干燥器后面再加接一只耙式干燥機(jī)，并有熱空氣通入耙式干燥機(jī)作進(jìn)一步干燥，使成品達(dá)到干燥要求。由于刮板與管壁的間距很小，管壁上已干燥物料受氣流沖擊震動(dòng)而被刮下，隨氣流帶出管道，成為所需的干燥物料。又如螺旋氣流干燥器則物料進(jìn)氣流干燥器前先經(jīng)過螺旋預(yù)干燥段，然后送入鼓風(fēng)機(jī)葉輪進(jìn)入氣流干燥。這種組合干燥器有利于降低物料的含水率。進(jìn)入鼓風(fēng)機(jī)葉輪時(shí)，容易甩成細(xì)粉，因此，有利于干燥過程的進(jìn)行。還有一種干燥器，是在氣流干燥底部裝有一組粉碎設(shè)備。在操作過程中，粉碎設(shè)備上部可在一定風(fēng)量風(fēng)壓下形成流化層。組合干燥器可以充分發(fā)揮出兩種或兩種以上干燥器的特點(diǎn)，來完成某一個(gè)干燥任務(wù)，這個(gè)干燥系統(tǒng)常常是一套最合理的組合干燥裝置。例如要把離心脫水后的聚氯乙烯樹脂，由含水率7.6%，干燥到含水率0.3%以下，用氣流干燥器只能干燥到含水率0.82%。若再用一臥式流化床干燥器，除去物料中的結(jié)合水分，可使產(chǎn)品含水率達(dá)到0.2%，獲得較好的效果。這就是氣流-臥式流化床組合干燥裝置。又如噴霧干燥與臥式流化床組合成干燥裝置，也是組合干燥的典型應(yīng)用范例。這種組合干燥器，物料在噴霧干燥器中干燥到恒速干燥階段結(jié)束，降速干燥階段和物料冷卻在流化床中進(jìn)行。因?yàn)椋锪线M(jìn)入降速干燥階段時(shí)，熱空氣溫度已迅速降低，物料溫度上升，熱空氣與物料之間的傳熱溫差已迅速減小，熱交換量減少。若再在噴霧干燥器中除去物料中的水分，勢(shì)必大大增加噴霧干燥器的體積，降低了噴霧干燥器的生產(chǎn)強(qiáng)度。可見，合理的組合干燥器，可以獲得質(zhì)量高的產(chǎn)品，提高設(shè)備的生產(chǎn)能力，獲得較好的經(jīng)濟(jì)效果。目前，我國(guó)應(yīng)用組合干燥的物料較多，如觸媒、聚氯乙烯樹脂、顏料及染料等。雖然在各廠家說明書中不多見到串聯(lián)干燥設(shè)備，但在許多文獻(xiàn)中經(jīng)常有這方面的報(bào)道。而且組合形式也多種多樣，在這里介紹組合干燥器旨在為干燥設(shè)備選型人員提供一些新思路。一、槳葉式干燥機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)槳葉式干燥機(jī)目前國(guó)內(nèi)有幾家干燥設(shè)備廠制造，但采用串聯(lián)工藝的并不多見，根椐物料干燥的特點(diǎn),日本最近推出了槳葉式干燥機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)。我們知道，槳葉式干燥機(jī)是在耙式干燥機(jī)的基礎(chǔ)上開發(fā)而成，但槳葉式干燥機(jī)與耙式干燥機(jī)相比，在槳葉、攪拌軸等結(jié)構(gòu)中通入載熱體，從而增加了傳熱面積。采取對(duì)流和傳導(dǎo)兩種傳熱方式，所以它比耙式干燥機(jī)有更高生產(chǎn)能力，用兩個(gè)干燥機(jī)串聯(lián)使用，使干燥過程更合理。第一級(jí)是恒速干燥階段，物料中大量水分在這一階段脫掉，等到進(jìn)入降速干燥階段時(shí)進(jìn)入下一級(jí)降速干燥機(jī)。串聯(lián)干燥系統(tǒng)使操作過程更靈活，特別適用于水分蒸發(fā)較慢物料的干燥。槳葉式干燥機(jī)串聯(lián)系統(tǒng)工藝流程見圖2-50。 圖2-50槳葉式干燥機(jī)串聯(lián)系統(tǒng) 1—進(jìn)料裝置 ；2—一級(jí)傳熱型干燥器 ；3—溶劑回收裝置 ；4、 6—星型閥 ；5—二級(jí)攪拌干燥器 ；7—加熱器 ；8—布袋除塵器 ；9—引風(fēng)機(jī)二、槳葉閃蒸串聯(lián)系統(tǒng) 槳葉式干燥機(jī)是近年來新開發(fā)的一種高效傳導(dǎo)型干燥設(shè)備，而閃蒸干燥機(jī)是高效對(duì)流傳熱干燥設(shè)備。這兩種設(shè)備的串聯(lián)可以達(dá)到單臺(tái)設(shè)備不能實(shí)現(xiàn)的目的。許多物料在一定含水范圍內(nèi)會(huì)有粘滯區(qū)，如果物料在干燥前含水恰好處于這一區(qū)域內(nèi)表現(xiàn)很粘稠，如直接進(jìn)入閃蒸干燥機(jī)會(huì)有粘壁的現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)使設(shè)備無法連續(xù)工作。槳葉干燥機(jī)靠干燥機(jī)的器壁和空心槳葉向物料傳熱，干燥室內(nèi)沒有或很少有空氣存在，所以氣固分離設(shè)備很小或不需要安裝氣固分離設(shè)備。傳導(dǎo)傳熱具有很高的熱效率，可以達(dá)到85%～90%。槳葉的旋轉(zhuǎn)在不斷更新加熱面，提高了干燥速率，帶有一定傾角的槳葉將物料從進(jìn)料端在干燥的同時(shí)強(qiáng)行輸送到出料端，因此干燥器屬于連續(xù)工作式。但對(duì)于干燥后產(chǎn)品有粒度要求時(shí)，槳葉式干燥機(jī)不具備粉碎功能。而閃蒸干燥機(jī)在具備干燥作用的同時(shí)，兼有粉碎作用，閃蒸干燥機(jī)也是連續(xù)式干燥設(shè)備。所以對(duì)于有一定粒度要求的物料，第一級(jí)采用槳葉干機(jī)，以求得較高的熱效率，經(jīng)第一級(jí)干燥后的物料已不具有粘性。或已形成了半干粉體，一般半干粉體進(jìn)入閃蒸干燥機(jī)不會(huì)粘壁。第二級(jí)采用閃蒸干燥機(jī)，以獲得一定粒度的產(chǎn)品，而系統(tǒng)可連續(xù)工作，能滿足一些物料干燥的要求。工藝流程見圖2-51。 圖2-51槳葉閃蒸串聯(lián)系統(tǒng) 1—鼓風(fēng)機(jī) ；2—空氣過濾器 ；3—加熱器 ；4—槳葉干燥機(jī) ；5—加料器 ；6—閃蒸干燥機(jī) ；7—旋風(fēng)分離器；8—螺旋出料器；9—布袋除塵器；10—引風(fēng)機(jī)三、噴霧帶式干燥機(jī)噴霧帶式干燥機(jī)是尼羅公司（Niro）開發(fā)成功的新型組合干燥器，它綜合了噴霧干燥和帶式干燥器的優(yōu)點(diǎn)，適用于可流動(dòng)液體的干燥， 噴霧帶式干燥機(jī)見圖2-52，主要有霧化器、噴霧干燥室、傳送帶、傳送機(jī)構(gòu)、帶式干燥（冷卻）室組成。液體在進(jìn)料泵的作用下進(jìn)入高壓霧化器霧化，鼓風(fēng)機(jī)吹入的空氣經(jīng)加熱后進(jìn)入干燥室，與霧滴并流向下進(jìn)行傳熱、傳質(zhì)。霧滴表面水迅速蒸發(fā)并形成微粒半干產(chǎn)品（含水率約20％）落到傳送帶上，至此第一級(jí)干燥結(jié)束并開始第二級(jí)干燥。傳送帶的運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)落在其上的微粒水平運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入二級(jí)干燥室。一般經(jīng)幾分鐘的時(shí)間殘余水分在二級(jí)干燥器中被除去，如產(chǎn)品有特殊需要，在出干燥器前可進(jìn)行冷卻處理。尾氣穿過傳送帶經(jīng)除塵器分離后排空，產(chǎn)品經(jīng)分級(jí)后包裝或進(jìn)入下一道工序。傳送帶的速度可調(diào)，它的速度可根據(jù)產(chǎn)品最終含水率的要求控制。帶式干燥機(jī)的特點(diǎn)是體積小，結(jié)構(gòu)緊湊。可以在低溫下干燥，防止物料過熱，調(diào)節(jié)傳送帶的速度可以滿足產(chǎn)品任意含水率的要求。另有一種與之相近的結(jié)構(gòu)，稱為噴霧式連續(xù)真空干燥裝置。液體原料在加熱管中預(yù)熱后噴入真空干燥器，在干燥器內(nèi)瞬間即形成多孔質(zhì)成品。出料一般用螺旋推進(jìn)式輸送器，同時(shí)接冷凝器進(jìn)行溶劑回收。這類干燥器原形發(fā)展成了定形干燥裝置，是由美國(guó)發(fā)明，后經(jīng)改進(jìn)而成。主要是為了避免在噴霧干燥中，為了達(dá)到瞬時(shí)蒸發(fā)目的，必須提高進(jìn)風(fēng)溫度，尾氣溫度為80～90℃。工作原理如圖2-52所示，它實(shí)際上是噴霧干燥器和通氣式帶式篩網(wǎng)干燥器結(jié)合而成。一次干燥器為高溫?zé)峥諝鈬婌F干燥，干燥過程為恒速干燥階段。第二級(jí)干燥為減速干燥。第一次干燥后產(chǎn)生多孔物料堆積在移動(dòng)式篩網(wǎng)上，接受二次干燥。操作要點(diǎn)是控制水分，以調(diào)整其粘度，如堆積過緊，通氣不好，二次干燥不易收到好的效果。它的特點(diǎn)是降低了噴霧干燥器的高度，熱效率高，對(duì)熱敏性、難干燥的物料比較合適。 這種干燥器主要適用于下列物料的干燥：糖蜜、玉米糖漿、60％麥芽糖、100％麥芽汁、結(jié)晶乳糖、酸性干酪乳清、結(jié)晶葡萄糖、奶油、稀奶油、人造奶油、50％椰子油、咖啡用乳粉、發(fā)酵乳高蛋白食品粉體、蘋果、水果汁、黃油、奶酪、冰淇淋、糕點(diǎn)填料、西紅柿、酸味乳清、甜味乳清、加糖奶粉等。 圖2-52噴霧帶式干燥機(jī) 1—加料器 ；2—高壓泵 ；3—干燥室 ；4—加熱器 ；5—冷卻器 ；6—鼓風(fēng)機(jī) ；7—帶式干燥機(jī) ；8—出料螺旋 ；9—料篩 ；10—旋風(fēng)分離器 ；11—引風(fēng)機(jī) 四、噴霧多層耙式圓盤干燥裝置干燥技術(shù)發(fā)展到現(xiàn)在，常有在干燥過中又伴有加熱反應(yīng)、成形等工藝要求。噴霧多層圓盤耙式（以下簡(jiǎn)稱圓盤）干燥器適用于干燥造粒后再進(jìn)行熱處理的情況，例用噴霧干燥造粒的特點(diǎn)，例用多層圓盤干燥器可以調(diào)節(jié)停留時(shí)間的特點(diǎn)，使干燥過程更加合理。根據(jù)物料的特殊要求，采用壓力式噴霧干燥器與多層耙式聚合器串組合的聯(lián)合干燥裝置，熱源采用煤氣直燃的煙道氣（如低溫工作也可以采用其它熱源）。
（一）流程說明 流程見圖2-53。料液由料槽經(jīng)過濾后被引入到高壓泵內(nèi)，經(jīng)高壓泵加壓后，經(jīng)穩(wěn)壓器進(jìn)入干燥器經(jīng)壓力式噴嘴霧化。冷空氣經(jīng)過濾后由鼓風(fēng)機(jī)吹入煤氣燃燒爐，與煙道氣混合調(diào)溫后進(jìn)入噴霧干燥器與霧滴進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，在干燥造粒的同時(shí)已有80%的物料完成聚合反應(yīng)，到達(dá)干燥器底部與氣體分離。尾氣經(jīng)旋風(fēng)分離器后由引風(fēng)機(jī)引入到濕式除塵器洗滌后排空。干料進(jìn)入聚合器后受來自煙道氣而升溫繼續(xù)進(jìn)行聚合反應(yīng)。主軸帶動(dòng)耙齒將物料自上至下逐層移動(dòng)，最后從下部出料口出料。干燥器和聚合器用兩個(gè)獨(dú)立的熱源，聚合器出口氣體是高溫低濕氣體，有很高的利用價(jià)值，引入到干燥器熱空氣管中作為補(bǔ)充熱源。利用閥門控制，干燥器可以實(shí)現(xiàn)并逆流兩種操作方式。此流程的特點(diǎn)是干燥和聚合反應(yīng)連續(xù)工作，而且最大限度地節(jié)約能源。利用風(fēng)管通過閥門切換，可進(jìn)行并流、逆流操作，適應(yīng)多種磷酸鹽的加工。 圖2-53噴霧多層耙式圓盤干燥裝置流程圖 1—空氣過濾器；2—風(fēng)機(jī)；3—煤氣燃燒爐；4—料槽；5—料液過濾器；6—高壓泵；7—穩(wěn)壓器；8—干燥器；9—聚合器；10—旋風(fēng)分離器；11—濕式除塵器；12—蝶閥；13—星形閥 A—冷空氣；F—原料；G—煤氣；C—尾氣；D—產(chǎn)品；M—細(xì)粉
（二）主要設(shè)備主要設(shè)備有噴霧干燥器和聚合器兩部分。
1．噴霧干燥器此干燥器為高塔型壓力式噴霧干燥器，但與常用的低溫型有如下區(qū)別，由于工藝需要，采用并流、逆流兩種進(jìn)風(fēng)方式，上部用孔式整流板整流，下部采取切向百葉窗式多通道進(jìn)風(fēng)，切換熱空氣流向時(shí)進(jìn)出風(fēng)管可以共用。逆流時(shí)熱空氣溫度很高，下部為高溫區(qū)，因此下部采用耐高溫不銹鋼。為防止風(fēng)管產(chǎn)生熱應(yīng)力，在風(fēng)管的應(yīng)力集中處安裝多個(gè)膨脹節(jié)。
2．聚合器聚合器由多層中空的環(huán)狀板組成，每層板有一個(gè)下料口，板的中空腔中通入高溫氣體，以對(duì)物料進(jìn)行傳導(dǎo)加熱，料層中通入少量氣體帶出濕分以強(qiáng)化反應(yīng)效果。殼體為立式筒形結(jié)構(gòu)，安裝在噴霧干燥器的下方。板間隔為150mm，每層板上有一料耙，由主軸帶動(dòng)。主軸由齒輪及蝸輪蝸桿減速機(jī)兩級(jí)減速，再接調(diào)速電機(jī)，可根據(jù)工藝需要進(jìn)行無級(jí)調(diào)速。此干燥系統(tǒng)為物料的干燥和聚合反應(yīng)設(shè)計(jì)的，類似的物料也可借鑒，目前已用于多種磷酸鹽的干燥聚合反應(yīng)。
五、噴霧流化干燥器噴霧流化干燥器是一種新機(jī)型，在我國(guó)使用大約有十幾年的時(shí)間，目前只有少數(shù)設(shè)備廠掌握這項(xiàng)技術(shù)。噴霧流化干燥器實(shí)際是噴霧干燥器和流化干燥器器的有機(jī)結(jié)合，因此在性能上也就具有兩種干燥器的特點(diǎn)。把噴霧裝置組合在氣-固流化床中，將溶液或熔融物加工為固體顆粒的方法稱為噴霧流化干燥。由于在流化床中固體粒子有良好的混合與較高的傳熱效能，這種設(shè)備無論作為干燥或煅燒器，它的生產(chǎn)強(qiáng)度都比較高。例如處理苯甲酸鈉溶液時(shí)，其容積蒸發(fā)強(qiáng)度達(dá)550~670kg水/m3?h。我國(guó)在葡萄糖和某些醫(yī)藥、輕工產(chǎn)品使用了這種干燥器，由于它把蒸發(fā)、結(jié)晶、干燥、造粒、煅燒等過程融合在一個(gè)設(shè)備中進(jìn)行。因此，簡(jiǎn)化了流程，并相應(yīng)地降低了設(shè)備及投資費(fèi)用，它對(duì)溶解度大的溶液干燥以及煅燒造粒是非常合適的。噴霧流化干燥中，漿液物料經(jīng)過噴霧器分散成極細(xì)的液滴涂布于流化床層的粒子表面，接受床層熱量和流化介質(zhì)熱量以氣化水分。粒子尺寸則因其表面上固體物料的析出而長(zhǎng)大，這種粒子的涂層長(zhǎng)大有的稱為“正常長(zhǎng)大”。在床層中除了正常長(zhǎng)大以外，還可能發(fā)生另外的情況：粒子涂層后，由于來不及干燥而相互粘合，這種粒子尺寸的增加稱為“粘結(jié)長(zhǎng)大”。除此以外，還有液滴噴入后未與固體顆粒結(jié)合即已干燥，這種小粒子或被帶出，或存留在床層中成為新粒子長(zhǎng)大的“晶種”。 在床層中，由于霧化器的氣流機(jī)械作用與流化介質(zhì)的通過，流化床內(nèi)的粒子發(fā)生相互撞擊和冷液噴入熱床層后粒子內(nèi)部產(chǎn)生的熱應(yīng)力，使固體粒子在長(zhǎng)大的同時(shí)又被破碎而減小粒子尺寸。當(dāng)床層內(nèi)粒子長(zhǎng)大的速度與破碎速度相等時(shí)，粒子的平均尺寸不再變化而達(dá)到一穩(wěn)定值，這時(shí)的操作趨于穩(wěn)定而可連續(xù)。即料液不斷噴入，床層粒子在某一穩(wěn)定尺寸范圍連續(xù)卸出。以上條件決定于下列各因素：噴霧器的型式和工作條件、干燥條件和流化本身的流體力學(xué)條件。其中，噴霧器的條件更為重要。如果噴霧器操作不好，或者床層粘結(jié)成餅而無法流化，或者粒子長(zhǎng)大不能控制，最后可導(dǎo)致流化狀態(tài)不佳。在使用氣流式噴嘴的噴霧流化干燥裝置中，目前比較多的是采用將卸料中一部分尺寸較小的顆粒反回床層作為涂層長(zhǎng)大“晶種”的辦法來平衡床層中粒子長(zhǎng)大，使操作得以連續(xù)。返回床層的小粒子量稱為返料量，返料量與產(chǎn)品量之比稱為返料比。在噴霧流化干燥器操作中，返料比大說明操作效果不佳。因?yàn)檫@時(shí)除要增加篩析、返料提升等的電耗外，還會(huì)使設(shè)備的生產(chǎn)強(qiáng)度降低。噴霧流化干燥器在干燥的同時(shí)進(jìn)行造粒，經(jīng)組合后的干燥器有以下特點(diǎn)： ?噴霧流化干燥器設(shè)備容積小，蒸發(fā)強(qiáng)度高，真正實(shí)現(xiàn)了小設(shè)備大生產(chǎn)（一臺(tái)直徑為500mm的噴霧流化干燥器的生產(chǎn)能力可與一臺(tái)直徑為2000mm，高為10000mm的噴霧干燥器相當(dāng)）；噴霧流化干燥器與噴霧干燥造粒和流化造粒相比，所得產(chǎn)品顆粒均勻，粒徑較大，控制操作條件能生產(chǎn)出直徑為0.3～0.5mm的顆粒，如果增加回粉裝置，成粒率大約在90%左右； 噴霧流化干燥器熱效率高，一般在60%以上； 流化床床層溫度比較低，而且溫度相對(duì)穩(wěn)定，適用熱敏性物料的干燥；所得顆粒狀產(chǎn)品的潤(rùn)濕性、溶解性都很好，粉塵少、無污染 ；產(chǎn)品的密度達(dá)到0.66g/cm3，具有良好的流動(dòng)性，節(jié)約包裝材料。噴霧流化干燥器流程見圖2-54。 圖2-54噴霧流化干燥器流程圖 1—料槽 ；2—鼓風(fēng)機(jī) ；3—加熱器 ；4—霧化器 ；5—噴霧流化干燥器 ；6—旋風(fēng)分離器 ；7—布袋除塵器 ；8—出料閥 ；9—返料管六、噴霧氣流干燥器噴霧氣流干燥器是通過給霧化器一定的壓力使物料成為液滴分散在熱空氣中，并使熱空氣和物料以并流、逆流或混流的方式互相接觸的干燥方法。它使物料從微小粒子懸浮液、溶液或淤漿狀態(tài)一舉而獲得干燥制品。免去了過濾、分離、濃縮等操作過程。此前，已利用噴霧氣流組合干燥器成功地對(duì)乳酸鈣進(jìn)行干燥。將經(jīng)過活性炭過濾脫色的乳酸鈣制成含水為40%的水溶液，加熱至95~98℃，然后用高壓泵以1~10Mpa的壓力通過噴頭形成霧傘送入干燥室內(nèi)。經(jīng)過過濾的空氣，加熱至40~45℃和濕物料一起并流進(jìn)入干燥室內(nèi)，尾氣細(xì)粉在旋風(fēng)分離器和袋式除塵器中捕集，這時(shí)半干成品的含水率約為15%~20%，用螺旋出料器排出。由噴霧干燥器出來的半成品，通過星形加料器進(jìn)入氣流干燥器，進(jìn)入氣流干燥器的熱空氣溫度在120~130℃，成品在旋風(fēng)分離器中收集。干燥后的乳酸鈣含水在3%左右。尾氣經(jīng)袋式除塵器過濾后放空。七、氣流-流化床干燥器氣流-流化床組合干燥器，主要有三種形式：氣流-臥式多室流化床干燥器、氣流-錐形流化床干燥器和氣流-圓形流化床干燥系統(tǒng)。
（一）氣流-臥式多室流化床干燥器對(duì)于一些熱敏性、粘性小的、多孔性的粉末狀物料，其干燥過程可看作是一種非結(jié)合水分的干燥，即經(jīng)歷表面氣化及內(nèi)部擴(kuò)散的不同控制階段，為此在干燥過程中采用二級(jí)裝置。第一級(jí)作為表面水分氣化，可利用氣流的瞬時(shí)干燥即采用快速干燥設(shè)備-氣流干燥器，這時(shí)干燥強(qiáng)度取決于引入的熱量，通過加大風(fēng)量和溫度，使較高的濕含量能瞬間地降到臨界濕含量附近。第二級(jí)作為內(nèi)部水分?jǐn)U散，以降低風(fēng)速和延長(zhǎng)停留時(shí)間為宜，即采用流化床干燥器，使?jié)窈窟_(dá)到最終干燥的要求。被干燥的濕料經(jīng)圓盤加料器或螺旋加料器送至第一級(jí)脈沖式氣流干燥器。經(jīng)一級(jí)干燥后的物料（未達(dá)到產(chǎn)品要求水分）隨熱空氣吹上，進(jìn)旋風(fēng)分離器捕集。再通過物料控制閥加入流化床干燥器，物料由第一室向最后一室逐漸推移，流化床內(nèi)的物料被熱空氣吹起，形成流化狀態(tài)。干燥后從溢流口流出，經(jīng)旋風(fēng)分離器捕集至滾筒篩或振動(dòng)篩過篩，進(jìn)行成品包裝。
（1）氣流干燥采用脈沖式氣流干燥器。由于粒子與熱空氣間的傳熱、傳質(zhì)是熱空氣與粒子間相對(duì)速度的函數(shù)，采用脈沖式氣流干燥器，有利于相對(duì)速度的增加，從而提高熱容量系數(shù)值，即可提高干燥強(qiáng)度；
（2）流化床干燥采用臥式矩形多室連續(xù)流化干燥器。該干燥器的優(yōu)點(diǎn)是易使物料產(chǎn)生活塞式運(yùn)動(dòng)，物料停留時(shí)間分布窄，產(chǎn)品含水均勻；
（3）脈沖式氣流干燥器，優(yōu)于直管式氣流干燥器，采用連續(xù)流化床優(yōu)于間歇床，干燥強(qiáng)度高。氣流-臥式多室流化床干燥器工藝流程見圖2-55。 圖2-55氣流-臥式多室流化床干燥器工藝流程簡(jiǎn)圖 1—加熱器 ；2—加料器 ；3—?dú)饬鞲稍锲?；4—流化床干燥器 ；5—旋風(fēng)分離器 ；6—引風(fēng)機(jī) ；7—加熱器；8—空氣過濾器
（二）氣流-錐形流化床干燥器采用氣流-錐形流化床干燥器干燥含水率為5%~6%的物料，加入內(nèi)設(shè)攪拌的螺旋加料器，然后定量加入氣流干燥器。由于是正壓操作，在螺旋加料器末端有一段空螺旋段作為料封。空氣預(yù)熱后，送入氣流干燥器，把濕物料進(jìn)行預(yù)干燥。在螺旋加料器末端，裝有物料分散裝置。能使物料松散地進(jìn)入氣流干燥器，并在氣流干燥器內(nèi)將物料分級(jí)。粗料落入干燥器底，細(xì)料則被吹入錐形流化床干燥器。 為了避免物料與器壁碰撞而增加摩擦，在流化床頂部懸掛一組內(nèi)置布袋過濾器，使從氣流干燥器輸送來的物料，在布袋處濾下后落入床層中間，而氣體逸出。物料在流化床內(nèi)由送入的熱空氣形成流化狀態(tài)，干燥后成品由溢流口放出直接裝袋。為了使氣體分布均勻，在氣流干燥器和流化床底部堆有玻璃珠，干燥物料由于湍動(dòng)相互摩擦使成品外形及光澤都有所改變。由于物料干燥后最終含水率甚低，產(chǎn)品終溫較高（50~60℃），有時(shí)物料還需冷卻過程以防過熱或回潮。氣流-錐形流化床干燥器工藝流程見圖2-56。 圖2-56氣流-錐形流化床干燥器工藝流程見圖 1—加熱器 ；2—加料器 ；3—?dú)饬鞲稍锲?；4—錐形流化床干燥器 ；5—旋風(fēng)分離器 ；6—引風(fēng)機(jī) ；7—鼓風(fēng)機(jī)；8—空氣過濾器 1— ；2— ；3— ；4— ；5— ；6— ；7— ；8— ；9— ；10— ；11— ；12— ；13— ；14— ；
八、正負(fù)壓兩級(jí)氣流干燥器兩級(jí)氣流干燥器的實(shí)質(zhì)是利用尾氣的余熱降低尾氣的排出溫度，增加濕度后排出。克服了傳統(tǒng)的單、雙級(jí)干燥器排出高溫低濕尾氣浪費(fèi)熱量的缺點(diǎn)。物料干燥過程中，恒速干燥階段物料表面水分氣化后很容易補(bǔ)給給，表面始終被水分所潤(rùn)濕，干燥速率取決于物料表面水分氣化速率，用高風(fēng)速大風(fēng)量將水分氣化的蒸汽從物料表面吹走以提高干燥速率。物料表面大體保持為空氣的濕球濕度。降速干燥階段干燥速率取決物料的性質(zhì)，受物料內(nèi)部水分向外遷移速率的制約。因此，提高熱空氣溫度對(duì)水分外移，提高干燥速率起到重要作用。一般情況下，產(chǎn)品水分要求低，降速干燥的溫度要求高，難去水的膠質(zhì)物料則要求溫度更高，尾氣溫度偏高者達(dá)100℃以上。兩級(jí)氣流干燥器就是將兩個(gè)相同的干燥器串聯(lián)，使第二級(jí)干燥器（降速干燥器）排出的高溫低濕氣體返回到第一級(jí)干燥器中，尾氣中的熱量全部回收，再補(bǔ)充部分熱空氣作為第一級(jí)恒速干燥的熱源，通過調(diào)節(jié)，保持系統(tǒng)流暢，達(dá)到連續(xù)工作目的。 兩級(jí)氣流干燥器的開發(fā)成功，其貢獻(xiàn)不僅限于此干燥器本身，它的工作原理可以應(yīng)用到許多對(duì)流型兩級(jí)干燥器中。目前，正負(fù)壓氣流干燥已對(duì)淀粉、葡萄糖、魚粉、酸糖、食糖、酒精、飼料、面筋、塑料樹脂、煤粉、染料進(jìn)行干燥，均取得滿意效果。正負(fù)壓兩級(jí)氣流干燥器工藝流程見圖2-57。 圖2-57正負(fù)壓兩級(jí)氣流干燥器工藝流程簡(jiǎn)圖 1— 換熱器；2—風(fēng)機(jī) ；3—加料器 ；4—一級(jí)干燥器 ；5— 一級(jí)旋風(fēng)分離器 ；6—二級(jí)干燥器 ；7—二級(jí)旋風(fēng)分離器 ；8—星型閥 ；9—除塵器九、噴霧干燥多級(jí)組合型式及應(yīng)用
（一）噴霧薄膜氣流干燥器第一段主要是利用噴霧薄膜干燥器進(jìn)行濃縮，蒸發(fā)掉大量的水分，然后物料用氣力輸送到另一個(gè)強(qiáng)化氣流干燥器進(jìn)一步干燥。來自板框壓濾機(jī)的含水率為75％左右的料液，經(jīng)螺旋加料器被定量加入干燥器。干燥器頂部安裝有離心式霧化器，料液落到霧化器上被迅速分散。霧滴在水平方向向器壁拋出時(shí)首先接受從下方進(jìn)入干燥器的熱空氣的對(duì)流傳熱，水分被蒸發(fā)掉一部分。這部分氣體夾帶少量已干燥的細(xì)粉排出干燥器，經(jīng)旋風(fēng)分離器撲集。霧滴接觸設(shè)有蒸汽夾套的高溫器壁時(shí)又進(jìn)行傳導(dǎo)傳熱使水分進(jìn)一步蒸發(fā)，使其在很短的時(shí)間里干燥至水分含量為15％左右，然后由旋轉(zhuǎn)刮刀刮下后降落到干燥器底部。利用熱空氣通過收縮管產(chǎn)生的負(fù)壓，將物料輸送到強(qiáng)化氣流干燥器。在干燥器底部設(shè)有一個(gè)粉碎裝置，在粉碎團(tuán)塊狀物料的同時(shí)也強(qiáng)化了干燥，當(dāng)水分達(dá)到要求后與尾氣排出干燥器進(jìn)行撲集。 噴霧薄膜-氣流干燥器與單級(jí)干燥器相比有許多優(yōu)點(diǎn)：
⑴在相同產(chǎn)量下，設(shè)備的占地面積和占用空間都相對(duì)減小。
⑵噴霧薄膜干燥器以傳導(dǎo)傳熱為主，熱效率可達(dá)70%～85%，節(jié)能效果十分明顯；
⑶強(qiáng)化氣流干燥器有粉碎作用并有強(qiáng)化干燥的效果，干燥強(qiáng)度高，投資少；
⑷可適應(yīng)初始狀態(tài)較粘稠物料的干燥。
（二）噴霧薄膜耙式干燥機(jī)噴霧干燥器與其它干燥器形成組合型干燥器，主要是利用噴霧干燥霧化的功能，使料液瞬間增大表面積，大量水分在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)，使料液狀物料失去絕大部分水分后成為半固體或固體狀態(tài)的濕物料，再進(jìn)入下一級(jí)另一種型式的干燥器中脫掉剩余的水分。所以與其它干燥器進(jìn)行組合，噴霧干燥器一定是作為第一級(jí)干燥。它的作用是將料液水分濃縮，使物料脫水后能夠用其它干燥器進(jìn)行干燥。比較理想的設(shè)計(jì)是恒速干燥階段在噴霧干燥器中進(jìn)行，當(dāng)物料進(jìn)入降速干燥時(shí)再轉(zhuǎn)移到其它干燥器中，這樣可以做到優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，更能發(fā)揮不同型式干燥器的長(zhǎng)處，滿足更多物料干燥的需要。多年來，人們經(jīng)過大量的研究與應(yīng)用，不僅比較清楚地認(rèn)識(shí)了噴霧干燥的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)它的缺點(diǎn)也有較為深刻的了解。采用噴霧干燥與其它類型的干燥器組合成新型干燥器，把幾種不同型式干燥器的優(yōu)點(diǎn)發(fā)揮出來，使之更有經(jīng)濟(jì)意義和技術(shù)優(yōu)勢(shì)。經(jīng)過組合后的干燥器有如下優(yōu)點(diǎn)：
（1）組合干燥器更容易節(jié)約能量，在能源日益匱乏的今天其意義十分重大；
（2）減少基建投資費(fèi)用和占地面積，噴霧干燥設(shè)備龐大是人所共知的，之所以設(shè)備規(guī)模大，主要是因?yàn)樗终舭l(fā)是霧滴在熱空氣中飄浮運(yùn)動(dòng)中完成，而降速干燥階段所需的時(shí)間較長(zhǎng)，只能通過增大設(shè)備規(guī)模完成水分的蒸發(fā)，采用組合干燥器將有效解決這個(gè)問題；
（3）組合干燥的操作更加靈活，經(jīng)過組合后的干燥器可以控制物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間。還可以完成除干燥外的冷卻、溶劑回收等操作，增加了噴霧干燥器的使用功能，對(duì)一些特殊物料有更強(qiáng)的適應(yīng)能力。噴霧薄膜耙式干燥機(jī)工藝流程如圖2-58所示，料液也在料槽中受齒輪壓料器作用，經(jīng)螺旋加料器進(jìn)入噴霧薄膜干燥器。旋轉(zhuǎn)霧化器把料液分散后與熱空氣對(duì)流接觸開始蒸發(fā)水分，料液與高溫器壁接觸后經(jīng)傳導(dǎo)傳熱蒸發(fā)掉大量水分。當(dāng)含水率降至10%～15％后，被旋轉(zhuǎn)刮刀刮落至耙式干燥機(jī)中。耙式干燥機(jī)是傳導(dǎo)型干燥器，依靠槳葉的翻動(dòng)不斷更換接觸面，并使物料向出料口運(yùn)動(dòng)，最后由耙式干燥機(jī)的出料口出料。此工藝與噴霧薄膜干燥系統(tǒng)有相同效果。 圖2-58噴霧薄膜耙式干燥機(jī)工藝流程如圖 1— 排氣管；2—布料器 ；3—加料螺旋 ；4—旋風(fēng)分離器 ；5—薄膜干燥器 ；6—傳動(dòng)裝置 ；7—耙式干燥機(jī)
（三）噴霧振動(dòng)流化干燥噴霧振動(dòng)流化床干燥器屬于二級(jí)組合式干燥器，第一級(jí)為噴霧干燥器。第二級(jí)為振動(dòng)流化床干燥器，自1980年第一臺(tái)整體噴霧流化床干燥器出現(xiàn)以來，很快在乳粉生產(chǎn)上得到應(yīng)用，生產(chǎn)各種乳粉（包括脫脂、全脂、高脂乳粉、乳清粉、干酪素鈉、蛋白濃縮乳、麥芽糖糊精等）。噴霧振動(dòng)流化床干燥技術(shù)之所以迅速得到推廣和應(yīng)用，從干燥動(dòng)力學(xué)的角度分析，它比單級(jí)的噴霧干燥更具有合理性。在這里作為第一級(jí)干燥的噴霧干燥器主要除去霧滴中大量的表面水，完成恒速干燥的操作，而且將物料干燥成顆粒狀半干固體。在降速干燥階段，物料中的含水率較低，但所需要的干燥時(shí)間較長(zhǎng)，則可以在熱效率較高，容積傳熱蒸發(fā)系數(shù)較大的振動(dòng)流化床內(nèi)完成。另外，振動(dòng)流化床是在物料水平輸送的過程中進(jìn)行干燥，物料在干燥器內(nèi)的停留時(shí)間可以自由控制。對(duì)于特殊熱敏性物料，干燥后期還可以進(jìn)行冷卻降溫，這樣就更增加了設(shè)備的操作靈活性和對(duì)物料的適應(yīng)性。
    雖然使設(shè)備的整體費(fèi)用增加10％左右（需增加振動(dòng)流化床），但干燥系統(tǒng)的生產(chǎn)能力將提高25％～30％，熱損耗降低15％～20％。以一套日產(chǎn)奶粉5噸的裝置為例，在二次干燥的情況下，所節(jié)約的燃料費(fèi)用大約在18個(gè)月內(nèi)可以全部回收投資。作為二級(jí)干燥器的振動(dòng)流化床干燥器，在保證物料能干燥的同時(shí)，還要保證其順利輸送才能達(dá)到連續(xù)工作之目的，振動(dòng)輸送的驅(qū)動(dòng)型式，主要有以下兩種：
①偏心電機(jī)驅(qū)動(dòng)，支承彈簧設(shè)計(jì)要使系統(tǒng)遠(yuǎn)離共振狀態(tài)。床身兩側(cè)各有一臺(tái)異步電機(jī)。電機(jī)是兩端出軸，軸端各有一只偏心輪。兩電機(jī)反向轉(zhuǎn)動(dòng)，而且由于機(jī)械力的原因而自動(dòng)同步，于是偏心輪的推力沿著推力線往復(fù)作用。推力線安排成通過流化床的重心，并與水平面成20～30°角度（振動(dòng)角）。這樣，床面就成為一種標(biāo)準(zhǔn)的振動(dòng)輸送設(shè)備，物料在床面上均作拋擲運(yùn)動(dòng)而被輸送向前。
②兩水平軸帶一對(duì)偏心輪驅(qū)動(dòng)，兩個(gè)偏心輪只能產(chǎn)生沿驅(qū)動(dòng)方向作用的往復(fù)推力，在其他方向兩偏心力互相抵消。這種方案的推力方向同偏心電機(jī)方案完全相同，故輸送原理和性能也相類似。采用本方案時(shí)，電機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)其中一根軸。如更換皮帶輪，可以很容易調(diào)整軸的轉(zhuǎn)速，亦即調(diào)整驅(qū)動(dòng)頻率和推力，改變?cè)O(shè)備的輸送能力。在設(shè)計(jì)上與單級(jí)噴霧干燥器并無大異，只是在取得實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的情況下，干燥器的高度可以降低一些。噴霧振動(dòng)流化干燥器工藝流程見圖2-59。 圖2-59噴霧振動(dòng)流化干燥器工藝流程圖 1—空氣過濾器 ；2—加熱器 ；3—冷卻器 ；4—噴霧干燥器 ；5—旋風(fēng)分離器 ；6—引風(fēng)機(jī) ；7—振動(dòng)流化床干燥器 ；8—返料系統(tǒng)
（五）三級(jí)干燥技術(shù)三級(jí)干燥系統(tǒng)是以噴霧干燥器為第一級(jí)干燥，在噴霧干燥器的底部設(shè)有內(nèi)置流化床，此流化床為二級(jí)干燥設(shè)備。在干燥器的外部，再串聯(lián)一個(gè)外置流化床，這個(gè)流化床可能是普通式，也可能是振動(dòng)式。三級(jí)干燥設(shè)備的特點(diǎn)是能夠生產(chǎn)高質(zhì)量的產(chǎn)品，能量消耗低，能夠生產(chǎn)單級(jí)噴霧干燥設(shè)備難以干燥的物料，比單級(jí)噴霧干燥占用空間小，生產(chǎn)周期短，被干燥物料只在低溫下受熱。三級(jí)干燥是在二級(jí)干燥的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，第一級(jí)是噴霧干燥器，第二級(jí)是流化床干燥器，它裝在噴霧干燥室圓錐體的內(nèi)部，使在第一級(jí)干燥尾氣有較高濕度,從噴霧干燥器來的空氣有較低的出口溫度。料液經(jīng)預(yù)熱后進(jìn)入霧化器中在干燥室內(nèi)被霧化，與熱空氣充分接觸，脫水后霧滴形成顆粒落入塔底的內(nèi)置流化床中，并以流化狀態(tài)繼續(xù)干燥。粉狀物料導(dǎo)向外部流化床，進(jìn)行最后的干燥或冷卻。然后，產(chǎn)品送至料槽中，尾氣經(jīng)過旋風(fēng)分離器和袋式除塵器將極細(xì)的粉料與空氣分開，送至外部流化床與那里的流化粉末混合。也可以把細(xì)粉送回到干燥室，以使粘結(jié)成較大的顆粒。三級(jí)干燥技術(shù)工藝流程見圖2-60。 圖2-60三級(jí)干燥工藝流程圖 1—進(jìn)料箱 ；2—預(yù)熱器 ；3—霧化器 ；4—干燥室 ；5—內(nèi)置流化床 ；6—外置流化床 ；7—旋風(fēng)分離器 ；8—布袋除塵器 ；9—熱回收裝置
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