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0、前言
  振動(dòng)流化床干燥機(jī)是一種新技術(shù)，它適用于干燥不易流動(dòng)的物料（如顆粒太粗或太細(xì)，易于粘結(jié)成團(tuán)等），以及特殊要求的物料（如要求保持晶形
完整，晶體閃光度好等）…。但是，由于一般振動(dòng)流化床干燥機(jī)中，干燥介質(zhì)與物料的接觸次數(shù)較少（一般為一次最多三次），因而熱效率較低，尤其對(duì)于可高溫干燥的物料。
    多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)是一種改進(jìn)型的振動(dòng)流化床干燥機(jī)，它依靠安裝在床體上的兩臺(tái)振動(dòng)電機(jī)所產(chǎn)生的垂直振動(dòng)與扭振，強(qiáng)化了物料的流態(tài)化。垂直振動(dòng)使顆粒物料在干燥室內(nèi)產(chǎn)生跳躍，與此同時(shí)，從干燥室下腔體輸入的熱風(fēng)，通過(guò)多孔板使物料處于化狀態(tài)，并與顆粒物料進(jìn)行熱質(zhì)交換。在干燥機(jī)中所配的熱風(fēng)有很大的壓力，其功用主要有三個(gè)：(1)用于干燥，帶走物料中的水分；(2)用于流化，使物料騰起；(3)影響物料因振動(dòng)而引起斜拋運(yùn)動(dòng)的斜拋角度，影響物料的運(yùn)行速度。扭振使顆粒物料沿著切線方向向前運(yùn)動(dòng)，第一層上的顆粒物料受到振動(dòng)電機(jī)的扭振作用，向前跳躍到達(dá)第一層出料口處落到第二層上。如此往復(fù)直至最后一層，濕物料已干燥成合格的產(chǎn)品。濕空氣通過(guò)引風(fēng)機(jī)由床體上部的出風(fēng)口排出，干物料由出料日排出，從而完成物料的干燥過(guò)程。由于床層采用多層圓結(jié)構(gòu)，設(shè)備緊湊，占地面積小，且克服了單層流化床干燥機(jī)熱量浪費(fèi)現(xiàn)象，節(jié)省了投資。多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)有著廣闊的應(yīng)用前景。富通新能源不但生產(chǎn)銷售木屑烘干機(jī)等鋸末木屑成型機(jī)械設(shè)備，而且還大量銷售顆粒機(jī)、木屑顆粒機(jī)等生物質(zhì)燃料成型機(jī)械設(shè)備。
    由于多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)的顆粒運(yùn)動(dòng)、氣固間的傳熱傳質(zhì)機(jī)理非常復(fù)雜，人們對(duì)它的認(rèn)識(shí)還非常有限，在設(shè)計(jì)時(shí)，常采用經(jīng)驗(yàn)方法，通過(guò)實(shí)驗(yàn)室研究再進(jìn)行放大設(shè)計(jì)。試圖通過(guò)實(shí)驗(yàn)研究，找出氫氧化鋰顆粒的停留時(shí)間與振動(dòng)強(qiáng)度以及顆粒濕含量的關(guān)系，測(cè)出它在多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)中的干燥特性，并與該顆粒物料在箱式干燥機(jī)中的干燥特性進(jìn)行比較。這對(duì)了解其干燥機(jī)理，以及對(duì)其進(jìn)行工程設(shè)計(jì)，具有一定的參考價(jià)值。
1、工作原理
    振動(dòng)流化床就是在普通流化床上施加振動(dòng)而成。在輸料板上放上一層物料（粉狀、粒狀、條狀等），對(duì)輸料板施以振動(dòng)。最初隨著振動(dòng)加速度口的增加，料層被振實(shí)；當(dāng)口值接近重力加速度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(kāi)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)。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來(lái)完成物料輸送、干燥、冷卻、造粒的一種單元設(shè)備。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。多層振動(dòng)流化床是在單層振動(dòng)流化床基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，它不僅具備單層振動(dòng)流化床的各種特性，由于設(shè)置了多層篩板（輸料板），且在孔板形狀上進(jìn)行了改進(jìn)，克服了干燥死角問(wèn)題，使熱風(fēng)與物料多次充分接觸，提高了熱效率。
2、實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)及方法
    多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)流程如圖l所示。
    空氣經(jīng)風(fēng)機(jī)3送入電爐進(jìn)行加熱，到達(dá)一定溫度后送入干燥室l1，在干燥室中熱風(fēng)與顆粒物料進(jìn)行熱質(zhì)交換，最后由引風(fēng)機(jī)3排至凈化系統(tǒng)。風(fēng)量由調(diào)節(jié)閥2調(diào)節(jié)。濕的顆粒物料由喂料機(jī)13經(jīng)關(guān)風(fēng)器12從干燥室頂部均勻送人到干燥室中，干的顆粒物料由出料口16排出，若其中有粉狀物料，則從出料口15排出。顆粒物料在干燥室中的停留時(shí)間，由安裝在干燥室底部的兩臺(tái)同步振動(dòng)電機(jī)的頻率進(jìn)行調(diào)節(jié)。
    實(shí)驗(yàn)用顆粒物料為氫氧化鋰，直徑為3mm，比重為2400 kg/m3。
    顆粒停留時(shí)間的測(cè)量，是在加料口處放入一顆與其它粒子形狀、大小、密度相同的示蹤粒子，并隨其它顆粒物料一起運(yùn)動(dòng)，用秒表記錄該示蹤粒子從加入到排出的時(shí)間差，該時(shí)間差即為顆粒停留時(shí)間。振動(dòng)電機(jī)的頻率，由調(diào)頻器的指示器直接讀出。顆粒物料的濕含量由SH10A水分快速測(cè)定儀
測(cè)定。干燥速度的測(cè)量，采用的是離現(xiàn)測(cè)量方法，即實(shí)驗(yàn)機(jī)中層數(shù)為4層，且直徑較小為950 mm．物料顆粒從料口到出料口的停留時(shí)間較短，記錄下該時(shí)間差t及測(cè)量從出料口取樣的顆粒的濕含量，作為整個(gè)過(guò)程中t時(shí)間時(shí)物料的濕含量。從出料口出來(lái)的物料取樣后再?gòu)募恿峡谒腿耄�如此往�?fù)，可測(cè)出不同時(shí)間的濕含量，從而可計(jì)算出干燥速度。
3、結(jié)果分析
3.1顆粒物料的平均停留時(shí)間
    通過(guò)調(diào)頻器改變振動(dòng)電機(jī)的頻率，對(duì)顆粒物料（3.0 kg）在干燥室內(nèi)的平均停留時(shí)間進(jìn)行記錄、整理，如圖2所示。振動(dòng)電機(jī)的頻率越高，振動(dòng)強(qiáng)度越大，平均停留時(shí)間越短。物料的停留時(shí)間與振動(dòng)強(qiáng)度變化很大，因而可以通過(guò)調(diào)整振動(dòng)強(qiáng)度，如改變振幅、頻率，改變了物料的停留時(shí)間，使多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)適應(yīng)不同物料的干燥的要求。將平均停留時(shí)間與振動(dòng)強(qiáng)度畫在對(duì)數(shù)坐標(biāo)紙上，發(fā)現(xiàn)兩者基本服從線性關(guān)系。的估算公式，它的均方根誤差為6. 85%。
    圖3示出了在同一振動(dòng)強(qiáng)度下，不同顆粒濕含量對(duì)顆粒平均停留時(shí)間的影響。從圖3中可以看出：濕含量較大時(shí)，停留時(shí)間較長(zhǎng)，隨著濕含量的降低，停留時(shí)間不斷減少，直至某一濕含量時(shí)，濕含量再降低，停留時(shí)間反而上升。如圖3中，拐點(diǎn)的干基濕含量為0. 32 kg/kg。這是由于濕含量降低時(shí)，顆粒表面水份降低，顆粒的粘度減少，停留時(shí)間也會(huì)減少。直到顆粒表面水份己基本干燥后，顆粒粘度基本不變，但顆粒的重量在不斷減少，在相同的氣速下，顆粒與分布板的接觸頻率降低，扭振的影響減少，因而停留時(shí)間反而延長(zhǎng)。
3.2靜態(tài)干燥特性
    在干燥過(guò)程中，不同時(shí)間從出料口取出的樣品的濕含量不同，將不同濕含量的物料放入快速水份測(cè)試儀中，可以瞬時(shí)測(cè)出物料的濕含量與時(shí)間的關(guān)系，利用式(3)可以計(jì)算其干燥速度，如圖4所示。
3,3多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)中氫氧化鋰顆粒的干燥特性
    圖5示出了在不同振動(dòng)頻率下，氫氧化鋰在多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)中的干燥特性。從圖5中可以看出其臨界濕含量為0. 16 kg/kg，與靜態(tài)情況下測(cè)試的結(jié)果基本一致。這是由于顆粒直徑較大，內(nèi)部擴(kuò)散阻力是控制其降速干燥的主要因素。設(shè)計(jì)計(jì)算時(shí)呵利用這一點(diǎn)。
    圖5中，等速干燥速度為20.5kg/( kg．min)，大于靜態(tài)時(shí)的等速干燥速度，約為22倍。說(shuō)明振動(dòng)情況下外部的傳熱傳質(zhì)系數(shù)特高，會(huì)大大縮短其干燥時(shí)間。
4、結(jié)論
    (1)多層圓振動(dòng)流化床干燥機(jī)中，振動(dòng)強(qiáng)度對(duì)氫氧化鋰顆粒的平均停留時(shí)間的影響較大，兩者在對(duì)數(shù)坐標(biāo)中基本成線性關(guān)系，得到的回歸關(guān)系式的均方根誤差為6. 85%。同時(shí)氫氧化鋰顆粒的濕含量對(duì)平均停留時(shí)間也有一定的影響，在干基濕含量為0. 32 kg/kg時(shí)平均停留時(shí)間最少。
    (2)氫氧化鋰顆粒的臨界濕含量，在靜態(tài)及振動(dòng)流化床條件下，基本相同。
    (3)氫氧化鋰顆粒的等速干燥速度，多層圓振動(dòng)流化床條件下是靜態(tài)條件下的22倍左右。