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振動流化床是一種流化床，其中機(jī)械振動增強(qiáng)了流化過程的性能。自從次發(fā)現(xiàn)振動流化床以來，振動特性被證明在處理細(xì)顆粒方面更有效，而這在普通流化床中似乎很難實(shí)現(xiàn)。盡管有大量出版物及其在工業(yè)應(yīng)用中的普及，但關(guān)于振動動力學(xué)和特性的知識非常有限。未來的研究和開發(fā)需要進(jìn)一步改進(jìn)這項(xiàng)技術(shù)，使其更上一層樓。

對傳統(tǒng)流化床技術(shù)的改進(jìn)導(dǎo)致了振動流化床的發(fā)現(xiàn)，其中床是通過將振動和氣體垂直流向傳送床相結(jié)合而設(shè)計(jì)的。振動流化床干燥機(jī)提供了流化床的一些優(yōu)點(diǎn)，但是進(jìn)料將沿著振動輸送機(jī)移動，直到它們充分干燥以破碎，這將降低進(jìn)料中結(jié)塊的可能性；因此，它可用于將具有小尺寸細(xì)顆粒的C組顆粒加工成更小的團(tuán)聚體。

振動流化床主要用于制藥、農(nóng)業(yè)、催化劑、塑料、礦產(chǎn)、食品加工等多個(gè)行業(yè)。振動流化床的典型應(yīng)用是干燥顆粒和晶體形式的產(chǎn)品、冷卻干燥產(chǎn)品、粗顆粒的結(jié)塊和造粒以及滅菌。

標(biāo)準(zhǔn)類型的振動流化床干燥機(jī)由振動托盤輸送機(jī)組成，其中來自腔室的熱氣體將流過托盤內(nèi)的孔并與要干燥的材料接觸。托盤面積足夠大，可以承受持續(xù)的材料流過床并沿著托盤上較低深度的甲板通過。到甲板的振動以垂直分量引導(dǎo)以幫助材料的流化，而振動的水平分量支持沿托盤運(yùn)輸材料。

振動流化冷卻器以相同的方式運(yùn)行，但不是從腔室供給熱氣體，而是循環(huán)空氣流經(jīng)腔室并配備霧化噴嘴以產(chǎn)生水霧作為冷卻介質(zhì)。其他替代設(shè)計(jì)包括使用冷水盤管，入口空氣經(jīng)過它們，當(dāng)進(jìn)入的空氣與被冷卻的材料相比具有較大的溫差時(shí)，使用此選項(xiàng)。

振動流化床的一些優(yōu)點(diǎn)包括：

整個(gè)裝置連續(xù)干燥。

處理各種粒度和形狀的產(chǎn)品。

由于振動能量沿床層傳遞，流化速度和壓降。

提高氣固接觸效率。

機(jī)械振動增強(qiáng)了流化床層的均勻性和穩(wěn)定性。

通過控制振動的振幅和頻率的強(qiáng)度，更容易控制被加工材料的停留時(shí)間分布。

振動流化床干燥機(jī)的局限性如下：

干燥過程的入口空氣溫度是有限的。

氣候條件會影響機(jī)組的熱效率。

局部膨脹區(qū)的建立導(dǎo)致床層結(jié)構(gòu)的不穩(wěn)定行為。

在振動流化床中，當(dāng)振動壁與顆粒接觸時(shí)傳遞能量。這些粒子與床中的其他粒子碰撞，這些粒子以波傳播的形式在整個(gè)振動流化床中傳遞動能。傳遞的能量的大小與振幅有關(guān)。這是由于振動流化床中介質(zhì)邊界的波反射引起的振蕩。

知道振動流化床的優(yōu)點(diǎn)之一是其壓降小，一些研究表明，對于給定的操作條件范圍，與傳統(tǒng)床相比，振動床的壓降要小得多。這也是比較流化壓降時(shí)的情況，因?yàn)檎駝佑捎谡穹黾雍皖l率降低而減少。振動流化床干燥機(jī)的壓降對過程中的傳熱傳質(zhì)有很大影響。床層孔隙度增加，這對應(yīng)于壓力損失的減少。壓力損失的這種變化取決于表面振動的頻率和幅度。

這是因?yàn)殡S著干燥速率的增加，振動流化床中的干燥過程將縮短，從而使振動流化床整體效率更高。確定干燥速率的主要機(jī)制有 3 種。其機(jī)理是氣體側(cè)的傳熱傳質(zhì)、熱力學(xué)平衡在接觸期間的兩相之間以及濕固體內(nèi)的傳熱和傳質(zhì)。這三種機(jī)制將隨著氣體速度和傳熱傳質(zhì)系數(shù)的增加而增加。這將導(dǎo)致干燥速率增加，因?yàn)闅怏w溫度升高導(dǎo)致氣體濕度降低。顆粒尺寸的影響也被建模。結(jié)果發(fā)現(xiàn)。由于顆粒內(nèi)對熱量和質(zhì)量傳遞的阻力增加，較大的顆粒需要更長的時(shí)間來干燥以達(dá)到相同的水分含量。由于顆粒內(nèi)的傳熱阻力低于傳質(zhì)阻力；不用于蒸發(fā)水的對流熱用于提高材料溫度，這將導(dǎo)致顆粒內(nèi)更高的水分傳遞系數(shù)并導(dǎo)致更高的干燥速率。因此，得出的結(jié)論是，為了獲得操作條件，應(yīng)減少送入振動流化床的顆粒。通常，進(jìn)料的粒度不是一個(gè)受控參數(shù)，除非使用研磨等方法，但這樣做會涉及額外的運(yùn)營成本，應(yīng)該避免。因此，另一種選擇是增加振動流化床中的振動強(qiáng)度。