流化床干燥设备

2024-05-16

流化床干燥设备（精选9篇）

流化床干燥设备第1篇

1 流化床干燥设备的分类

流化床干燥设备在不到100年的时间里, 经过科研人员的不断改进和创新, 得到了长足的发展和广泛的应用。其种类很多, 根据待干燥物料性质的不同, 所采用的流化床也不同, 按其结构大致可分为:单层和多层圆筒型流化型、卧式多室流化型、搅拌流化型、振动流化型、离心式流化型、脉冲流化型等类型。

1.1 单层和多层圆筒型流化床

最早应用的流化床为单层圆筒型, 其材料为普通碳钢内涂环氧酚醛防腐层, 气体分布板是多孔筛板, 板上小孔半径1.5 mm, 正六角形排列。

整个干燥过程为:湿物料由皮带输送机运送到抛料加料机上, 然后均匀地抛入流化床内, 与热空气充分接触而被干燥, 干燥后的物料由溢流口连续溢出。空气进入鼓风机、加热器后进入筛板底部, 向上穿过筛板, 使床层内湿物料流化起来形成流化层。尾气进入旋风分离器组, 将所夹带的细粉除下, 然后由排气机排到大气中。此干燥器操作简单、劳动强度低、劳动条件好、运转周期长。

但是由于单层圆筒流化床直径较小, 物料停留时间较长, 干燥后所得产品湿度不均匀。因此发展了多层流化床, 该流化床不仅可以提高效率, 更重要的是能够得到较为均匀的停留分布时间。为了对物料进行内扩散控制, 多层流化床还先后经历了溢流管式、下流管式和穿流板式3个阶段。多层流化床的物料干燥程度均匀, 干燥质量易于控制。热效率较高, 适用于降速干燥阶段较长的物料以及湿含量较高 (水分含量>14%) 的物料的干燥。

1.2 卧式多室流化床

由于多层流化床还是存在操作困难、床层阻力大和结构复杂等缺点, 为克服这些缺点, 20世纪60年代末70年代初发展了一种卧式多室流化床。该设备结构简单、操作方便, 适用于各种难干燥的粉粒状物和热敏性物料的干燥。可以说, 卧式多室流化床干燥器相当于多个方形界面流化床串联系统。

其主要特点:

(1) 在相邻隔室间安装挡板, 从而可制得均匀干燥的产品, 改善了物料停留时间的分布;

(2) 物料的冷却和干燥可结合在同一设备中进行, 简化了流程和设备;

(3) 由于分隔成多室, 可以调节各室的空气量, 增加的挡板可避免物料走短路排出。

该设备在制药工业中推广较快, 目前国内有几十个工厂用此设备来干燥各种片剂颗粒药物、粉粒状物料以及片状物料。如果在操作上对各室的风量、气温加以调节, 或将最末几室的热空气二次利用, 或在床内添加内加热器等, 还可提高热效率。

1.3 搅拌流化床

为了使某些湿颗粒物料或已凝聚成团的物料亦能采用流化干燥技术, 研究人员在加料口附近装备床内搅拌叶片, 使呈团状或块状的物料及时打碎, 以利于形成流化, 这种装备有搅拌器的流化床称为搅拌流化床。

其优点在于:

(1) 适合于湿含量较大、在热气流中不易分散的物料或者可能结块的物料的干燥;

(2) 可以避免沟流、腾涌和死床现象, 获得均匀的流化状态, 提高热质传递强度。

近年来搅拌流化床在制药工业上得到了相当广泛的应用, 其常作为制药过程的后续工艺的干燥装置, 以简化设备及工艺, 降低成本。

1.4 振动流化床

随着多级干燥的发展, 振动流化床 (vibrate fluidized bed, VFB) 得到应用, 其基本结构与普通流化床相似, 是一种将机械振动加于流化床中的改良产品。物料依靠机械振动和穿孔气流双重作用流化, 并在振动作用下向前作活塞形式的移动, 利用对流、传导、辐射向料层供给热量, 即可达到干燥的目的。

振动流化床由于物料的输送是由振动来完成的, 供给的热风只是用来传热和传质, 因此可以明显地降低能量消耗。另外, 由于床层的强烈振动, 传热和传质的阻力减小, 提高了振动流化床的干燥速率, 同时使不易流化或流化时易产生大量夹带的块团性或高分散物料也能顺利干燥, 克服了普通流化床易产生返混、沟流、粘壁等现象。

1.5 离心式流化床

离心式流化床是在离心力场中进行流化干燥的一种新型干燥设备, 其原理是在机械转动造成的离心力场作用下使粒状物料分布在丝网覆盖的圆筒型多孔壁上, 热气流穿过多孔壁使之流化干燥。由于离心力场的存在离心加速度可以是重力加速度的几倍到几十倍, 因此与普通重力流化床相比较, 强化了湿分在物料内部的迁移过程, 干燥时间短, 传热传质速率高, 能够有效地抑制气泡的生成及物料的夹带, 对于在重力流化床中难以干燥的低密度、热敏性、易粘结的固体物料都可以有效地干燥。

1.6 脉冲流化床

针对一些不易流动的物料及干燥温度不允许超过50~80℃的结晶药物, 发展了脉冲式流化床。脉冲流化床改变了传统流化床的恒定送风为周期性送风, 通过调节气流的脉冲频率或脉冲气流导通率, 使通过孔板的气体流量或流化区发生周期性变化, 对物料进行干燥。

其主要结构特点是在干燥湿底部的周围装有几根热空气进口管, 在每根热空气管上装有脉冲阀, 它们按一定的频率和次序开启, 开启时间与床层厚度和物料性能有关, 当气体突然引进时, 在短时间内形成一个脉冲, 使粒子剧烈流化, 促使物料之间进行强烈的传热与传质, 当阀门关闭时, 床层的流化状态逐渐消失, 则物料处于静止状态, 此时仍通入部分气体通过床层, 以便下一个脉冲能有效地在床中传递。

其优点在于:传热系数高, 干燥时间短, 空气耗量减少, 电能耗量低。脉冲流化床能有效克服沟流、死区和局部过热等传统流化床常见的弊端, 因而可用于处理黏性强、易结团和热敏性物料, 如四环素类的抗生素。

1.7 惰性粒子流化床

惰性粒子流化床干燥器具有将物料蒸发、结晶、干燥和粉碎在同一设备中完成的特点。此干燥器中预先装有直径为1~2 mm的玻璃珠, 其在热空气的作用下呈流化状态, 物料进入流化床内, 在玻璃珠相互球磨的作用下, 迅速被粉碎、干燥。目前, 此类流化床干燥器在制药工业中的应用较少。

2 流化床干燥设备存在的问题与解决方法

经过工程技术人员的共同努力, 近年来我国的流化床干燥设备有了长足的进步。目前国内常用的流化床干燥器有:内藏热管式流化床干燥机、ZLG振动流化床干燥机、沸腾流化床干燥机等。流化床干燥机的结构、性能都有明显改善, 质量也在不断提高, 但还存在着一些问题。

2.1 热能利用的不充分

流化床干燥设备存在热能利用不充分的问题, 导致干燥效率不理想, 能耗增加。如果在流化干燥过程中物料和热空气接触不紧密, 就存在热交换不完全的问题, 不但降低干燥效率, 而且增加能耗。

德国GEA集团的下属公司[1]专门设计了使进气量更加均匀与平稳的筛板, 该筛板可以使流化干燥过程中热交换更加充分和合理, 并且降低了加热空气产生的能耗, 可大幅提升经济效益。瑞士的苏尔寿公司和日本奈良机械[2]制造的内藏热管式流化床干燥机, 改变了以往流化床热量全部由热风带入的方法, 它将管式热交换器沉浸在流态化干燥物料中, 物料脱水所需热量分别由埋管热交换器和流化用热空气提供, 以较小的风量满足物料流化干燥的要求, 由于部分热量来自管内热介质的传导传热, 因此大大提高了热效率, 而热介质一般为蒸汽、导热油等。

此外我们还可以采用新的加热技术或新能源来提高设备的热效率。如在床底层埋植换热管, 利用液体潜热进行喷雾热交换, 采用微波加热等形式进一步提高流化床干燥设备的热效率, 从而降低能源损耗, 达到经济环保的目的。

2.2 被干燥物料湿度的在线监测

流化床干燥过程中还存在无法在线监测被干燥物料湿度的问题, 如果能够在干燥过程中在线检测物料的湿度, 便可根据实际情况调整参数, 提高干燥的效率。

K.Sepp a:l a:[3]等人设计了一种在线检测流化床干燥时物料湿度的装置, 该装置采用双比色皿系统, 通过测量物料的电导率来检测物料的湿度, 使整个干燥过程处于可控制状态。

此外还有利用重量改变、红外扫描等技术对被干燥的物料进行在线湿度检测的报道[4], 这些方式使流化床的整个干燥过程可以加以适时调控。

2.3 干燥结果的差异性

目前流化床干燥中普遍存在干燥结果差异较大的问题:

(1) 同一种物料、不同投料量的干燥结果存在差异;

(2) 不同种类物料、相同投料量的干燥结果存在较大差异。

因此, 针对这两个问题, 一般都是对流化床的结构进行改进, 使其设计更为合理, 从而增加干燥物料的种类, 而且可以提高干燥效率, 降低干燥结果的差异性。

德国GEA集团[5]针对同一种物料、不同投料量干燥结果不同的问题, 设计有适用于较小量干燥物料的两层圆筒型流化床干燥器、适用于中等规模干燥量的四层串联流化床干燥器以及适用于大规模干燥量的矩形三层流化床干燥器。针对不同种类物料、相同投料量干燥结果不同的问题, 设计有专门适用于干燥易团聚的固体物料的流化干燥器和适用于液体物料干燥的流化干燥器。

德国的Glatt公司[6]针对同种物料、不同投料量干燥结果不同的问题, 设计有间歇型流化床和连续型流化床, 间歇型生产量为2 kg/h~1.5 t/h, 连续型生产量为20 kg/h~5 t/h, 此设计可以有效地解决同种物料、不同投料量干燥结果不同的问题。

2.4 特殊物料的干燥稳定性

热敏感物料、氧敏感的物料以及含溶剂易燃物料的干燥条件要求较高, 干燥条件不合理会导致被干燥物料的降解、变质。美国的Bepex公司[7]设计的固定式流化床干燥器是一种较新的适用于热敏感物料、氧敏感的物料和含溶剂易燃物料干燥的流化干燥设备。此流化床干燥器中具有多个区域, 可在同一个装置中进行加热和冷却, 每个区域都可以对温度、露点和流化速度进行独立控制, 通过调节每个区域的围堰高度, 物料在干燥器中的停留时间可相差最多4倍。由于采用较低的蒸汽压, 热敏感物料可在低于沸点的温度下进行干燥, 并且加入间接传热表面, 提高干燥能力。

此外, 该设备使用了能够将惰性气体进行回收的封闭循环流化床系统, 可以处理对氧敏感的物料和含溶剂易燃物料。

2.5 冷却系统

部分流化床干燥设备缺少冷却系统, 因此冷却过程一般较长。目前, 国内外的研究人员和生产商在设计和制造流化床时, 都考虑设计并采用更为合理和高效的冷却装置, 使干燥后的物料能迅速冷却降温, 达到简化生产过程, 或直接包装的目的。

3 展望

目前, 国外公司生产的流化床干燥设备由于采用了先进的技术而使其生产质量得到了较好的保证, 我国由于起步晚, 流化床干燥设备与国际先进水平相比有一定的差距, 但随着我国制药工业的发展, 在学习国外先进技术和实践经验的基础上, 选择特定的突破点, 加大自主创新力度, 一定可以缩小与国际先进水平的差距。

摘要：流化床干燥器因具有较高的热质传递速率、结构紧凑、便于操作等优点而被广泛用于化工、食品、陶瓷、制药等行业, 就流化床干燥设备的种类及普遍存在的一些问题和解决方法做一简要综述。

关键词：干燥,卧式多室流化床,搅拌流化床,振动流化床,离心式流化床,脉冲流化床

参考文献

[1]Fluid Bed Drying[w], http://www.niro.com/niro/CMSDoc.sf/WebDoc/ndkk5hvebsFluid-BedDryers

[2]Fluid Bed Dryer[w], http://www.barr-rosin.com/products/fluid-bed-dryer.asp

[3]K.Seppala, T.Narvanen, O.Antikainen, HRaikk-onen, J.Heinamaki, J.Yliruus.A new method for on-line measurement of moisture content during fluid-bed granulation.european jo-urnal of pharmaceutical sciences[J], doi:10.1016/j.ejps.2008.02.085

[4]Caroline Buschmüller, Wolfgang Wiedey, Claas Doscher et al.In-line monitoring of gra-nule moisture in fluidized-bed dryers using microwave resonance technology.Eur-opean Journal of Pharmaceutics and Biophar-maceutics[J], 2008, (69) :380～387

[5]CONTACT FLUIDIZERTM CFD[w], http://www.niro.com/niro/CMSDoc.nsf/WebDoc/ndkk5hve-cqCONTACTFLUIDIZERF

[6]Fluid bed drying[w], http://www.glatt.com/e/01_technologien/01_04_10.htm

流化床干燥设备第2篇

1、喷水法，但一氧化氮氧化较困难，需喷入臭氧或高锰酸钾，不现实。

2、喷二次燃料：即前述燃料分级燃烧，但二次燃料不会仅选择反应，还会与氧气反应，使烟气温度上升

流化床干燥设备第3篇

湿法制粒的生产工艺采用高速旋转湿法制粒机与流化床干燥设备组合成制粒联动线, 目前在国内许多制药企业已经得到广泛运用。根据国内设备选用的原则:节能与环保。我们在设备选型时必须对设备提出一系列要求, 包括与供应商进行技术可行性探讨。在此, 我们以美国FDA要求的流化床URS条款标准为参照来探讨几个话题。

1 流化床干燥设备的节能

流化床干燥的基本原理就是通过加热的空气将湿颗粒吹至沸腾呈对流状态, 热空气将蒸发的水分或有机溶媒带走, 实现对湿颗粒的干燥, 这就涉及到空气的处理问题。

目前国内许多制造商对空气处理单元的配置为:初效过滤器—电加热 (或蒸汽加热) —风机—中效过滤器—流化床干燥机, 就这样简单。显然, 这与用户的需求有极大的关系, 用户提出的要求低, 则制造商的配置也低, 这里我们仅以GEA的制粒联动线中的流化床为例, 来谈谈配置与节能的关系。空气处理单元的配置和参数要求:

(1) 进风温湿度可调节至工艺要求的参数范围, t为80℃、RH为20%;

(2) 冷冻水降温除湿, 盘管采用铜管、铝肋片式, 冷冻水采用工艺冷冻水系统的冷冻水, 温度7～12℃;

(3) 加热器热源为工业蒸汽, 应注明压力、温度耗量要求;

(4) 过滤器采用 (G4+F8+H13) 三级过滤, H13需进行PAO检漏测试、验证, 说明检测、更换的时间;

(5) 箱体要求:中高效后内壁为不锈钢板, 中高效前为镀锌钢板, 壁板具有保温防冷却功能;

(6) 冷水、蒸汽的进出采用PLC电动阀或气动阀门根据设定的温湿度自动控制;

(7) G4、F8、H13有压差显示装置, 并在PLC具有压差报警功能 (压差不在PLC上显示) ;

(8) 过滤器更换拆卸方便;

(9) 配置表冷器排水存水弯, 积水盘材质为304不锈钢, 无漏水, 排水顺畅, 集水盘无积水;

(10) 出风口配置电动调节阀门, 开度可通过PLC控制。

这是我们对空气处理单元 (AHU) 配置提出的要求, 相信国内许多的制造商完全可以满足这些要求, 如果国产设备按照此要求进行制造, 必定降低药品生产的质量风险, 再辅之详细的验证文件, 就会进一步提高设备的技术含量。

在满足GMP要求的同时, 我们还应充分考虑到节能, 这里的耗能涉及到化霜预热功能段、冷水除湿、加热段、流化床筒体内负压保持。根据URS, 如果不需要化霜预热段, 可以取消该功能段的设置, 否则既增加了投资, 又增加了进风阻力, 增加了能耗。冷水除湿段与蒸汽加热器采用PLC电磁阀自动控制, 设定出风温湿度, 常规的流化床干燥参数d为11 g/m3、t为80℃, 流化床的进风量与排风量的关系可以通过PLC对筒内负压和自动调节进风阀和排风阀加以设定。根据FDA的要求, 空调处理单元的三级过滤器非常关键, 国产设备之所以存在较大的风险主要原因就在于过滤器问题, 过滤器的选型很重要, 必须明确说明过滤器的规格型号, G4、F8、H13必须符合国际通用标准, 不能图价格便宜随便采用无纺棉制作, 否则会存在较大的质量风险, 当然标准的过滤器会增加空气流动的阻力, 但是我们的前提是首先要满足质量要求。

流化床运行时, 内部的颗粒运动的轨迹与空气热交换也有着密切的联系, 目前通常是底部的空气吹上来, 使颗粒呈对流状, 颗粒在空中停留的时间就是颗粒内水分蒸发的时间, GEA制造的流化床干燥设备底部采用鱼鳞状出风口, 使得颗粒在筒内呈螺旋状升高, 有效地增加了流线的长度和与空气热交换的时间, 充分利用了能源。

2 流化床干燥设备的发展趋势

流化床干燥设备从具体结构组成来看, 可以分为筒体部分、AHU部分、电气控制部分。目前, 国内大多数制造商基本上都可以进行全部的生产组装, 从技术角度上来讲是广而不精, 不锈钢加工也能生产, 空气处理单元也能组装, 电气控制两个电工就能解决问题, 工作效率高, 装配速度快, 成本低, 大多仿制别人的设备, 形似而神不似, 这是目前国内许多制造商的现状, 缺少新产品研发投入。

许多国外先进的设备供应商的做法值得我们学习, 他们将设备分成几个部分, 进行分工合作, 流化床干燥设备不锈钢制作就单纯加工筒体兼组装, AHU由专业的空调厂商供应, 电气自控由专业的人员来做, 相互之间做好技术协调工作, 做到专而精, 设备的技术档次就会提高, 这需要我们有良好的协作精神和认真的工作态度, 在提高产品质量的同时, 设备附加值也会有明显的提高。

作为制药企业用户, 我们会根据GMP要求对流化床每个具体的部件提出详尽的要求, 确保将产品质量风险降到最低, GMP追求工艺生产过程的重复性和可追溯性, 这就更加要求我们对生产设备的每一步调节、参数设定的具体化与明确化, 要求流化床干燥设备各部分的制造规范化, 严格执行设计方案、DQ、DS。供应商制造一套先进的流化床干燥设备, 与客户进行长期的技术探讨非常重要, 客户提出的需求越高, 生产出的设备就越先进。目前, 国内许多的制药企业已经逐步向FDA要求靠拢, 购置设备时要求设备供应商提供一系列的文件资料, 而这恰恰是国内供应商的软肋。以流化床干燥设备为例, 需要提供:

(1) 机械设计部分:工艺流程设计, 安装设计, 记号清单, 组成清单, 备品备件清单。

(2) 电气设计:软件, 配电图表, SDS, 功能图表, 功能说明, 配电柜清单。

(3) 设备文件:操作手册, 维护和检查列表, 检查记录表, 触摸屏操作说明, 客户培训。

(4) 技术资料文件与备件资料。

(5) 质量控制文件:校准证书, 留样, 钝化清洗, 焊接气体证书。

(6) 制造:焊工的培训、指导和指令, 拍片、钝化清洗的培训。

(7) 质量管理:焊接质量记录、留样, 焊缝编号图, 焊接轨道输出, CD光盘。

(8) 验证文件:质量和项目计划, FAT方案, 单元测试检查, SAT文件。

针对以上的软件要求, 各个制造商的理解可能不一致, 但站在用户的角度来说, 能够提供这些全面的资料, 正是我们制药企业GMP所需要的。

3 流化床干燥设备工艺的重复性和可追溯性

在实际生产中, 操作人员对每次生产的设备工艺参数都要重新进行设定和修改, 不能保证同样的产品采用同样的设备工艺参数进行生产, 也就谈不上追溯性。根据GMP要求, 设备要求能够储存一定量的生产工艺参数, 确保生产的重复性和可追溯性。各个用户根据品种的多少来设定, 流化床干燥设备一般要求能够存储50种生产工艺, 而目前国产设备大多不能做到这一点。举个简单的例子, 喷雾系统更换一个同样规格的喷头, 在同样的压力下, 用同样的黏合剂, 喷出的效果是不一样的, 制粒的时间、干燥的时间都要重新设定, 这是因为喷头在精加工时, 不同的人与机床所生产出的喷头是不一样, 这就要求我们严格执行喷头的质量标准 (包括精度) , 作为保证工艺重现性的必要条件之一, 其加工精度应控制在偏差值为几微米的范围内。这就要求我们具有设备制造的严谨、严格性, 按照加工图纸进行严格的部件检查验收, 并有足够充分的数据和文件资料支持。

流化床干燥设备生产工艺的重复性和可追溯性对PLC控制系统、机械执行机构提出了一定的需求。举例如下:

(1) 设计安装在带锁的不锈钢箱子里面。

(2) 用西门子品牌PLC (S7—300) 来控制制粒、干燥过程。

(3) 具有自动和手动进行制粒、干燥、出料等功能。

(4) 能够控制和操作以下内容:

1) 进风、排风量, 控制筒内压力;

2) 控制进风温度、湿度;

3) 控制进水、蒸汽阀门;

4) 控制出料;

5) 制粒时控制蠕动泵的运行;

6) 控制进料量;

7) 控制在线清洗。

(5) 在进风、流化腔、排风配置温度探头, 并在PLC显示。

(6) 具有足够的内存, 能够储存50种生产工艺。

(7) 提供警报系统。

(8) 具备以下几个联动控制:

1) 过滤袋破损停机联动;

2) 制粒浆液低温蠕动泵停机联动;

3) 干燥时进料阀与风机联动;

4) 快关阀与风机联动;

5) 压缩空气低压报警联动;

6) 在线清洗时低水压报警联动;

7) AHU表冷器、加热器出风温度、湿度报警。

(9) PLC可以不断更新。

(10) PLC具有现场打印参数、数据保存、可进行数据、与数据PC连接功能。

(11) PLC预留20%的内存, 便于程序升级。

这只是列举的部分要求, 不同的用户具有不同的配置需求, 但是要实现工艺参数的重复性, 对PLC的基本要求是一致的。

4 流化床干燥设备的在线清洗 (WIP)

在流化床干燥设备的实际使用中, 很多人会将流化床干燥设备的CIP与WIP的概念混淆。WIP是将流化床干燥设备可拆卸部分拆卸后对不可拆卸部分的自动清洗, 而CIP是所有部件不用拆卸, 完全意义上的全自动在位清洗, 这两者的参数均需进行清洁验证。下面我们就CIP和WIP的配置进行分析。

流化床干燥设备的CIP需要单独配置一套工艺热水系统, 专门为高速旋转湿法制粒机和流化床干燥设备服务, 热水系统的控制并入流化床的PLC系统, 所有参数、设备均要求在PLC进行操控, 控制的参数或动作有进水电磁阀、液位控制、蒸汽进汽电磁阀、加热温度、循环泵、水压力等项目, 在清洁验证时将工艺参数进行储存, 在实际生产时可以直接重复使用即可。CIP在流化床干燥设备中可以根据实际需要, 在进风口底座暗敷、筒体中间、过滤器上部、排风管道口设旋转喷淋头, 在流化床接管面板上有初洗用水、热水、纯化水几个接口, 可以根据设定的程序进行在线清洗, 具有水压力不足报警功能。在实际使用中, 流化床干燥设备不能做到完全意义上的CIP, 因为CIP存在一定的风险, 如过滤袋不能有效清洁、过滤袋的干燥、进风口筛网不易清洁等, 这些内容均要求进行严格、全面的清洁验证。

实际上许多用户采用的是WIP清洗。通常作为口服固体制剂车间, 包衣机、制粒线、清洗站等共用一套工艺热水系统, 这是一套独立的水循环系统, 其将热水接到面板上, 通过流化床干燥设备的PLC控制热水电磁阀或气动阀, 设定清洗时间, WIP的前提是将过滤袋和其他可拆部件拆下来, 根据需要使用初洗用水、纯化水、洗涤剂等。

5 结语

循环流化床复习题第4篇

循环流化床锅炉调试特点

一．简介

循环流化床锅炉是近代新兴的锅炉产品，它具有着煤粉炉无法比拟的优点：脱硫燃烧，燃料适应性强，可燃烧劣质煤，操作方便等。故对此产品我国正在大力推广，目前中小型电站锅炉，供热锅炉，均被循环流化床锅炉所代替。

循环流化床锅炉从流化工况上来看可大致分为六类，分别为：细粒流化床，鼓泡床，弹状流化床，湍流床，快速流化床。我国循环流化床由于采用质量平均粒径较粗（约1.5mm左右）的（约120mm）宽筛分燃料，故此只能是泡床和湍流床。针对我国循环流化床锅炉的特点，下面对其调试作如下阐述：二．循环流化床锅炉的调试 1．锅炉冷态模拟试验 1）冷态试验的目的

循环流化床锅炉建成投运前，为了充分了解锅炉整体性能，掌握设备运行的基本参数，为热态运行提供可*的参考数据，进行冷态试验是十分必要的。冷态试验是循环流化床锅炉顺利点火启动和安全稳定运行的基本保证。

2）冷态试验的内容 ①标定刮板给煤机给煤量。

②标定一、二次风的风量，核实一、二次风量是否能满足锅炉点火启动和运行的需要。③测量不同风量时的布风板阻力，作出布风板阻力随风量变化的特性曲线。

④作出料层阻力风量变化的特性曲线，曲该曲线得出临界流化风量的热态运行最小风量。3）冷态试验应具备的条件和要求

①锅炉整体安装完，水压试验和风压试验及砌砖保温工作全部做完，并经验收合格。

②一、二次送风机、引风机、给煤机经分部试运行合格。与燃烧系统有关的系统设备安装完备，且试运行合格。

③引风机、一、二次风机联锁、报警、保护动作试验合格。④所有看火孔、人孔门安装完毕，密封良好。⑤烟风系统内部清理干净，确认无杂物且封闭严密。

⑥所有风档板、表计等标志齐全，方向正确，指示无误，挡板开关灵活平衡，无开关方向的应标出。⑦流化床床面清理干净，确认小风帽无堵塞。

⑧风系统流量计、风压表、差压计等安装调试完，并且要求可*，能随时投入使用。⑨给煤系统分部试运行合格。煤斗清理封闭，并可随时投入使用。⑩炉体照明、现场照明完备。4）冷态试验方法及程序 ①刮板给煤机给煤量标定。

为了锅炉经济燃烧，必须对燃烧进行准确计量。循环流化床锅炉用刮板给煤机转速来计算给煤量，因此必须对给煤机不同转速进行标定，具体方法如下：准备好容器、磅秤和秒表，先往给煤机内充满煤，将给煤机调整到一定转速成，用容器接煤，秒表记录容器接煤时间，最后磅秤称重，用称重煤的总重量除以接煤时间，即得到该转速下的给煤量，用这种方法标定不同转速下的给煤量。

②标定一、二次风的风量

核实一、二次风量是否能满足锅炉点火运行的需要，同时检查各风门的严密性及烟系统是否有泄漏。调动引风机，分别启动一、二次风机，把调节风门开度置于20%、25%、30%、35%、40%、45%、50%位置。记录每一风门位置的风量、风压、电流，作出风门开度和一次风机风量的关系曲线。关闭一次风机风门测量漏风量，如漏风量高于点火风量应进行处理。把风机风门开度置于最大情况下，检查风烟系统严密性，如有泄漏进行处理。风门最大开度以电机额定电流为准。③布风板均匀性试验

在布风板上均匀铺上厚300-400mm，粒度为0-5mm的炉渣，启动引风机和一次风机，保护炉室出口负压为-20Pa，逐渐增大风量直到料层完全流化。观察流化是否均匀，或打开人孔门上边一个门，用耙子贴着风帽顶部轻轻来回推动，如有较大阻力，则为流化不良，风机停止后，再观察床层表面是否平整，流化良好时表面应平整，如有流化不良，则应检查原因并消除之。④布风板阻力测量

布风板阻力是指布风板上铺料层时的阻力。测量方法：布风板上不铺料层，启动引风机维持炉室出口负压为-20Pa，风量由小逐渐增加，测出相应的布风板上的压力，根据布风板下风室压力，可计算出布风机压差，最后给出P=f(Q)曲线。

⑤ 不同料层厚度下，料层阻力与一次风量关系的测定。料层厚度选为：300mm、350mm、400mm；物料选用沸腾炉渣粒度0-8mm；

在流化床上铺上一定料层的情况下，对应不同料层厚度，用测定布风板阻力的方法，测量每个风量下的差压值，减去这个风量下的布风板阻力值，就是料层阻力，给出料层阻力-风量关系曲线。（见图2）ΔP（Pa）

0 QLJ Q（m3/h）

图2 料层阻力-风量关系曲线

临界流化风量的测定：在布风板上铺设一定厚度料层，测量不同风量下的料层阻力，根据测量值绘出料层阻力与风量的关系曲线。水平线与斜线的交点即为临界流化风量。

送风机出力的鉴定：在作料层阻力特性试验时，要注意观察，当料层阻力达到一定值时，即炉料达到临界流化风量时一次风机的风量，如果一次风机达到最大出力时，仍达不到临界流化风量时，需要改进风机，从而得到对一次风机风量鉴定的结果。2．流化床锅炉首次点火启动

锅炉点火分床上点火和床下点火两种，床上点火多采用木炭点火，床下点火多采用油点火。

1）采用床下油点火的方式，为便于着火，在底料中必须掺加适量的“引燃煤”，一般用发热量比较大的优质烟煤块粒度小于10mm，采用油枪加热处在临界沸腾状态下的底料，亦称沸腾点火，操作时应保证油点火器产生的热量大雨沸腾床内带走的热量故样严格控制沸腾风量是点火成败的关键。①司炉人员要安措施要求对锅炉设备进行全面检查，并作好点火准备。

②进行炉内彻底清扫，清楚一切杂物，插入点火电热偶，电热偶端埋入料层100mm。

③在炉底布风板上铺上含碳量在2%以下，350-400mm厚0-8mm粒度的炉渣（含引燃煤）且厚度要均匀。④关闭炉门启动引风机和一次风机，保持燃烧室负压为50-100pa，调节一次风门使风量为临界流花风量的80%。投入点火油枪，调整油量及点火风门，控制风室温度小于700℃，待料层温升至700℃时，启动给煤机，维持床温稳定上升，800℃时可正式投煤，当床温答900℃，可将油枪撤出，适当调整给煤机转速和一次风门，控制炉温在900-950℃，燃烧正常后开启返料风门，使其流化循环，知到进入争吵运行状态，至此锅炉点火结束。

2）采用床上点火多用木碳点火，对底料及所掺的引燃煤的要求同床下点火的要求，木块不宜过大或过小，长500mm，宽30mm为宜，点火时先启动引风机，将木块烧成碳火。而后用铲子均匀的撒上引燃煤，在点火过程中由于床温不高，所以调风幅度要小，次数要多，投煤要少而勤，引风要尽可能的小，当床温升至800℃沸腾层温度相差较小，可启动给煤机投入正常运行。3）点火启动时应注意事项

在投返料时，要注意炉温变化，如炉温下降很快，应及时关闭返料器风门，稍增加煤量，重复前面的操作，直到返料器完全投入运行。3．锅炉运行中的监视与调整

循环流化床锅炉的操作运行与其它炉型不同，运行中除了按《运行规程》对锅炉水位、汽压、汽温进行监视和调整外，还必须对锅炉的燃烧系统进行调整。

1）运行中床温的监视

运行中应加强应温监视，炉温过高时易结焦，过低时灭火，一般控制在850-950℃左右，如烧无烟煤，为使燃料燃烧完全，可提高炉温，控制在950-1050℃（应低于煤的变形温度100-200℃）最低不低于800℃,否则很难维持稳定运行，一旦断煤很容易造成灭火。烧烟煤时炉温控制在900-950℃，如烧高硫烟煤需进行炉内脱硫，应温控制在850-870℃,最多不超过900℃,否则降低石灰石的利用率。当炉温升高时，开大一次风门；炉温低时，关一次风门。超过1000℃时，停烟煤、加风；低于800℃时，启动另一台给煤机。若温度继续下降，立即停炉，查明原因再启动。炉温的控制是由调整一次风量、给煤量和循环灰量来实现的。2）流化床温升高或床温降低引起原因和控制方法 ① 床温升高的原因

a.煤质变好，热值升高，烟气含氧量降低（一般控制过热器后正常运行时烟气含氧量3%-5%），表明煤量过多，应减少给煤量。

b.粒度较大的煤，集中给入炉内，造成密相层燃烧份额增加，引起床温升高。从含氧量看不出变化，用增加一次风量、减少二次风量，控制床温。

c.由于没有及时放渣，料层加厚，造成一次风量减少引起床温升高，应及时放渣保持料层厚度在一定范围内。

②床温降低的原因

a.煤质差、热值降低、烟气含量增加，应增加给煤提高床温。

b.料粒度变小，煤仓一部分较小的煤集中给入炉内，细煤粒在相层停留时间短，造成密相层燃烧份额减少，而床温降低。正确的调整应减少一次风量，增加二次风量，不应增加煤量，以免引起炉膛上部空间燃烧份额增多，造成返料器超温结焦。

含氧量指标不变，床温缓慢降低，而且整个燃烧系统都在降低，锅炉负荷不变，这是由于循环物料增多，增加了受热面的换热系数造成的，应放掉一些循环灰，使炉温回升。③料层厚度的控制

料层薄，对锅炉稳定运行不利，因炉料的保留量少，放出的炉渣可燃物含量也高。若料层太厚，增加了料层阻力，虽然锅炉运行稳定，炉渣可燃物含量低，但增加了风机的电耗。为了经济运行，料层差压控制在7000-9000Pa之间。运行中料层差压超过此值时，可以通过放炉渣来调整，放渣的原则是少放、勤放，最好能连续少量放，一次放渣量太多，会影响锅炉的稳定运行、出力和效率。④炉膛（悬浮段）物料浓度的控制

循环流化床与沸腾床明显的区别在于悬浮段物料浓度不同，两者相差几十到几百倍。循环流化床锅炉出力大小，主要是由悬浮段物料浓度所决定，对同一煤种，一定的物料浓度，对应着一定的出力。对于不同的煤种，同样出力下，挥发份高的煤比挥发份低的煤物料浓度低。一定的物料浓度。对应着一定炉膛差压值，控制炉膛差压值应当可以控制锅炉的出力，正常运行中，炉膛差压维持在700-900Pa，若差压值太大，通过放循环灰来调整。放灰原则少放、勤放。4．二次风的投入和调整二次风的原则

一次风控制炉温，二次风控制总风量。约在18t/h负荷时开始投入二次风，在一次风满足炉温需要前提下，当总风量不足时（过热器后烟气含氧量低于3%-5%时）可逐渐开启二次风，随着锅炉负荷的增加，二次风量逐渐增大。

5.运行中最低运行风量的控制

最低运行风量是保证和限制流化床低负荷运行的下限风量。风量过低不能保证正常流化，造成炉床结焦。在冷炉点火时，应使一次风量较快的超过最低风量，以免引起低温结焦。低负荷运行时，不宜代于最低运行风量。一般情况下，最低运行风量约为9000m3/h左右，约相当于一次风门7%-8%的开度。6.返料器的控制

返料器是循环流化床锅炉的主要部件，它的工作直接影响着锅炉的安全运行，首先要保证返料器有稳定流化气源，启动时调整好返料器的流化风量。在运行中，要加强监视和控制返料器床温，防止超温结焦，一般返料器处的床温最高不宜大于950℃，当返料器床温太高时，应减少给煤量和负荷，查明原因后消除。

7．锅炉出力的调整

当负荷增加时，应当先少量增加一次风量和二次风量，再少量加风、加煤交错调节，直到所需的出力。增负荷率一般控制在(2-5)%/min之间。当减负荷时，应先减少给煤量，再适当减少一次风量和二次风量，并慢慢放掉一部分循环灰，以降低炉膛差压，如此反复操作，直到所需出力为止。减负荷时，由于给煤量、一、二次风量可以很快减少，循环灰可以很快放掉，在紧急情况下，减负荷率可达到20%/min，一般控制在(5-10)5/min。8．锅炉压火和再启动

锅炉需要暂停运行时，可以进行压火操作。具体操作步骤如下：

1)加大给煤量，使炉温升到930-950℃后停止给煤，待炉温有下降趋势时，迅速关闭一次风门，立即停一次、二次风机和引风机，迅速关闭各风机调节风门及其它风门，同时关闭返料阀门，放掉循环灰。2)需要长时间压火时，风机停运后，应迅速打开炉门均匀地加一层约10-30mm厚的烟煤，关闭炉门、看火孔，以防冷风窜入炉膛，使料层热量散失。压火时间可达24h，压火时间长短取决于静止料层温度降低的速度。料层较厚，压火前炉温较高，压火时间就长。只要料层温度不低于600℃,就比较容易再启动，如需延长压火时间，炉温不低于600℃之前将锅炉启动一次，使料层温度升起来，然后再压火。

cfb点火时观察煤的变化

如果氧量值下降得很快，说明点火煤的挥发份高、易着，煤粒度适中，如果停煤后床温上升，氧量值回升很快，说明煤的含碳量偏低、热值低。投煤后床温略下降，停煤后氧量值开始下降，床温上升，说明煤的挥发份低，如果床温上升幅度大，氧量回升慢，说明煤的含碳量高，否则是煤的灰份大，热值低。

给煤机跳闸后的处理总结

运行工况：

300WM机组，2、4、5号磨组运行，煤量１０５Ｔ／Ｈ，机组负荷：220MW，投CCS。事故现象：

大屏幕上给煤量曲线掉下，发#2给煤机“断煤”和“跳闸”信号。事故处理：

手动解CCS至手动，解除所有的给煤自动，迅速增大其它运行给煤机的出力。此时，机组负荷、汽包水位、汽压均有所下降。在调整过程中，由于开始时增加的煤较多，热负荷增加太多，气压也就增加的较高，汽包水位下降较大。随后又赶紧调整热负荷、汽包水位。由于过调，所以来回反复了好几次。最后造成汽机调出力下降，时间约有30分钟。存在问题：

1．应先投两只油枪，一是稳燃、防灭火，二是迅速补上损失的热量；

2．在调整时，各给煤机给煤量增加太多的新煤，使后来的机组负荷增加太多，这在今后应引起非常的重视！

3．当发生断煤时，汽机应配合锅炉根据汽压、热负荷主动调整负荷，不能只看锅炉调整而不去协调； 4．机组负荷和送、引风量要注意调整，当时引风量没有跟好。5．处理时过于紧张。预防措施：

1．在CCS或AGC运行时，当跳一台或两台给煤机（或磨组）时，给煤自动一定要及时解除，并注意机组负荷，迅速增加适当的煤量，但不是增加的越多越好（由于这时跳的一台磨内还有一定的存煤）2．及时投入油枪，增加热负荷（还要视炉膛内的燃烧工况、磨组运行的台数来定）；

3．调整给煤量时，应注意热负荷不要增加太多，一定要适量，这个适量的“量”字，应从各值的事故处理中去总结；

4．适当减少断煤的磨煤机的一次风量（增加磨的运行时间，看能否将给煤机抢回来）； 5．及时启动备用磨组（这要看断煤的程度）；

6．注意汽包水位、汽压的变化，对应调整机组负荷、给水及风量；

7．同时要注意各磨组的出口风温、热负荷的真实值，正确判断煤量的是真假（防堵煤、皮带打滑等）。其它：

1．以后，断煤是否能在：投油枪（在煤好、多磨组运行时，且断煤是暂时的，可考虑不投）、降负荷、切手动、增加其它运行磨煤量、减少故障磨组的风量、准备启备用磨组、恢复正常，这样一个过程来做； 2．在增加煤量时，要以在断煤前的参数做为参考虑；

3．投油枪要投几根？降负荷速率设多少？增煤量一般应为多少？是否需要启备用磨组？应该组织人员研究（用断煤前煤量做参考）；

4．切燃烧主控是否一定要切为手动方式，应根椐具体情况（如负荷的大小，断煤还是跳给煤机或磨组）等来决定。在高负荷、煤量大时要防止堵煤；

举一反三的进行各种工况下的分析、学习，是针对异常处理的关键。

循环流化床锅炉发展中存在的一些问题及其剖析

1．从国内目前已运行的些循环流化床锅炉看遇到的主要问题如下：

1）锅炉蒸发量不到设计的额定值；

2）高温分离器和物料返送器内结焦；

3）耐火材料和受热面磨损；

4）锅炉排烟温度偏高。

2．上述四点主要问题中最根本的问题是锅炉额定蒸发量达不到设计值，分析其锅炉出力不足有如下一些原因：

流化速度低，飞灰循环流量不够。另外，飞灰分离装置效率不高，亦致使床内粒子循环流量不够。所以实际运行的传热效果与设计计算中的传热系数值偏移较大。

1）浓相床与悬浮段受热面布置不洽当或有矛盾，特别是在烧劣质煤时，浓相床内没有布置热面不足时，锅炉负荷高时则床内超温，这无形中限制了锅炉负荷的提高。

2）煤的筛分范围过宽；在浓相床，稀相床内燃烧份额；一二次比风例的选取与设计的传热系数值不协调等，亦是造成锅炉出力不足的原因之一。3）辅机的选取如鼓风机，引风机流量，压头选择不当也将影响锅炉出力。

解决循环流化床锅炉蒸发量不足问题，要对具体情况作具体分析，一般可采取以下几个措施：

5）增加床内受热面

6）减少煤的筛分范围

7）若是床内粒子循环流量小，则可提高飞灰回收装置的效率：或将锅炉尾部过滤灰投入再循环燃烧：或从系统外补充细灰等。

8）确产因鼓风机，引风机选择不当，则要更换压头，容量大些的风机。设计时适当选用大一些的风机，对试运行时调整是有利的。

循环流化床锅炉结焦预防措施

循环流化床锅炉技术是近十几年迅速发展起来的一项高效、清洁燃烧技术。随着大量的循环流化床锅炉投入生产运行，循环流化床锅炉的运行特点逐渐为大家所掌握。但由于其固有的一些特点，运行中仍经常出现问题。结焦就是循环流化床锅炉运行中较为常见的故障，它直接影响到锅炉的安全经济运行。

循环流化床锅炉结焦的原因分析：

结焦的直接原因是床料局部或整体温度超过灰熔点或烧结温度。当床层整体温度低于灰渣变形温度，由于局部超温而引起的结焦称为低温结焦。低温结焦常在启动和压火时的床层中出现，也可能出现在高温旋风分离器的灰斗内，以及外置换热器和返料机构内。避免低温结焦，最好的办法是保证床料良好的流化状态和正常移动状态，使温度均匀，防止局部超温。锅炉在压火期间，床料处于静止状态，如果漏入小风，热的床料中的可燃物获得氧气，便会产生燃烧。由于燃烧产生的热量不能及时带走，使局部区域床料超温而结焦。

高温结焦是指床层整体温度水平较高而流化正常时所形成的结焦现象。当床料中含碳量过高，如不及时调整风量或返料量来控制床温，床温将急剧上升，超过灰熔点，便会产生高温结焦。

渐进性结焦是运行中较难察觉的一种结焦形式。它是缓慢生长的，此时床温和观察到的流化质量都比较正常。产生渐进性结焦的主要原因是布风系统设计和安装质量不好，给煤颗粒度超出设计值，运行参数控制不当，风帽错装或堵塞等等。

循环流化床锅炉结焦的预防措施

循环流化床锅炉结焦一旦产生，便会迅速增长，焦块长大速度越来越快，因此预防结焦和及早发现结焦并予以清除是运行人员必须掌握的原则。

保证良好的流化工况，防止床料沉积

保证燃料制备系统正常工作，给煤粒度符合设计要求。

严格控制料层差压，均匀排渣。采用人工放渣要及时，做到少放勤放，排出的炉渣有渣块应汇报司炉，排渣结束后排渣门要关闭严密。

认真监测床底部和床中部温差，如果温差超出正常范围，说明流化不正常，下部有沉积或结渣，此时，可短时开大一次风，吹散焦块，并打开冷渣管排渣；如不能清除，应立即停炉检修。

低负荷运行时，如发现床温突然下降，除了断煤外，很可能是床料沉积，这时若增大给煤量，反而会加剧沉积，使沸腾床的流化质量变差，造成局部结焦。当判明是床料沉积时，应打开冷渣排放管放渣，待床温正常后，应适当调节至较高负荷下运行。

点火过程中严格控制进煤量

点火过程中，一般床温达到500℃以上可加入少量的煤以提高床温。如果加煤量过多，由于煤粒燃烧不完全，整个床料含碳量增大，这时一经加大风量，就会猛烈燃烧，床温上升很快，甚至超过灰的软化温度，结果造成整床超温结焦。当床温超过1050℃，虽经减煤加风措施，床温仍然上升，此时必须立即停炉压火，一般待床温低于800℃再启动。

变负荷运行严格控制床温

变负荷运行时，严格控制床温在允许范围内，做到升负荷先加风后加煤，降负荷先减煤后减风，燃烧调节要做到“少量多次”的调节方法，避免床温大起大落。

压火时正确操作

压火时先停给煤，再运行几分钟后停风机，压火期间，一定要紧闭各炉门、所有进风门及排渣门。

认真调整一二次风

对于高温分离器，保证任何时候含氧量不低于3％～5％，以降低飞灰可燃物含量，可防止分离器和返料机构内发生二次燃烧而超温。运行中要定期察看返料的情况，监视返料器床层的温度是否正常。若超出正常值很多，可能是发生了二次燃烧。此时应加大返料风量，打开返料床排灰阀放灰。若温度低于正常值很多，说明返料器发生了堵塞，此时应打开排灰阀放灰，同时加大返料风量。若仍不能消除故障，则必须压火检修。

锅炉启动期间，返料装置应充满灰

锅炉启动期间，返料装置必须充满灰后方可投入，否则风会反窜。点火初期先不投返料风，待底料中的细灰充满返料装置后则应开返料风（一般是点火后半小时），保证床内有料，否则，床温将难以控制。

安装炉膛差灰装置和返料增压风机

为监视返料机构是否正常工作，避免结焦或堵塞，可安装炉膛差压装置和返料增压风机。炉膛差压指燃烧室上界面与炉膛出口之间的压力差，是监视返料器是否正常工作的一个参数。一般炉膛差压控制在0.5 kPa以上。运行中若炉膛差压突然降低，则表明物料循环中止，返料器发生了堵塞。运行中只要认真监视炉膛差压，返料机构结焦是可以预防的。

为提高返料风压头，保证返料床层良好的流化和移动状态，在一次风压不能满足返料要求时，安装返料风增压风机对预防返料器结焦是非常有意义的。

改变燃煤的焦结特性

做好入炉煤的搭配，改变燃煤的焦结特性，对预防循环流化床锅炉结焦具有明显的实用意义。

启运前准备充分

在每次锅炉启动前，应认真检查风帽、风室，清理杂物，启动时，应进行冷态流化试验，确认床层布风均匀，流化良好。

流化床干燥机在制药工业的应用要点第5篇

1 流化床干燥技术

1.1 流化床概念

流化干燥又称沸腾干燥, 这是流态化技术在干燥过程中的应用。干燥时, 先将颗粒状的湿物料加入到多孔分布板上, 热空气由多孔分布板的下部送入, 其气流速度控制在大于固体颗粒的沉降速度而小于气流带出的速度之间。当气速较低时, 颗粒层静止不动, 床层高度不变, 此为固体床;当气速增大时, 颗粒开始松动, 床层略有增高;气速继续增大, 颗粒将向上浮动, 并部分悬浮于气流中, 由此形成的气固混合物在床内呈流化状态, 故称流化床。

1.2 流化床干燥机干燥原理

流化床干燥机是近年来发展起来的一种新型干燥设备, 目前在化工、轻工、医药、食品等工业中已被广泛应用。

干燥时, 由于气固两相逆流接触、剧烈搅动, 固体颗粒悬浮于干燥介质之中, 具有很大的接触表面积。流化床干燥技术涉及传热和传质两个相互过程。在对流干燥过程中, 热空气通过与湿物料接触将热能传至物料表面, 再由表面传至物料内部, 这是一个传热过程;而湿物料受热后, 表面水分首先气化, 而内部水分以液态或气态扩散到物料表面, 并不断气化到空气中, 使物料的水分逐渐降低, 完成干燥, 这是一个传质过程。

1.3 流化床干燥机的分类

随着干燥应用技术的不断发展, 流化床干燥设备的形式及应用也越来越多, 设备的分类方法也有所不同。

按被干燥物料性质可分为3类:粒状物料、膏状物料、悬浮液和溶液等具有流动性的物料。按操作条件可分为2类:连续性、间歇性。按结构状态可分为5类:一般流化型、搅拌流化型、振动流化型、脉冲流化型、碰撞流化型。

1.4 流化床干燥的特点

流化床干燥之所以得到广泛的应用, 主要有以下特点:

(1) 由于物料和干燥介质接触面积大, 同时物料在床内不断地激烈搅动, 所以传热效果好, 热容系数大;

(2) 由于流化床内温度分布均匀, 从而避免了产品的任何局部过热, 所以特别适用于某些热敏物料的干燥;

(3) 在同一设备内可以进行连续操作, 也可进行间歇操作;

(4) 物料在干燥器内的停留时间可以按需要进行调整, 产品含水率稳定;

(5) 流化床干燥器不宜于含水量高和易黏结成团的物料, 要求粒度适合;

(6) 被干燥物料在粒度上有一定限制, 一般物料的粒径在30μm～6 mm较为适合。粒度太小易被气流夹带, 粒度太大不宜流化;

(7) 若几种物料混合在一起用流化床进行干燥, 则要求几种物料的密度应接近;

(8) 流化床温度分布一般有如下状态:经加热器加热后的空气温度可达110℃左右, 物料加入后沸腾室内温度在40～45℃范围内, 容器顶部出口温度约为30～35℃之间;

(9) 由于干燥装置本身不包括机械运动部件, 因此设备的投资费用低, 维修工作量也小。

1.5 流化床干燥机的总体水平

目前流化床干燥机的总体水平概括起来为4个方面:一是控制系统的配备, 其自动化技术得到广泛应用, 使劳动强度降低、产品质量稳定;二是计算机技术的应用, 多数系统中采用计算机技术进行系统参数的采集、处理和控制, 使系统操作条件达到最优;三是人性化设计, 在设备设计的同时考虑操作者的习惯, 方便维修;四是安全化设计, 其系统中有安全报警、险情排除功能, 特别是易燃易爆物料的干燥更要考虑。

2 流化床干燥机在制药工业中的应用要点

以GFG120高效沸腾干燥机为例, 这是一个常用的流化床干燥机在制药工业中的应用范例。

2.1 工作过程

流化床干燥机使用热空气自下而上通过松散的粒状或粉状物料层形成“沸腾床”而进行干燥。工作时, 将湿物料送入干燥室, 干燥室底部有多孔分布 (筛板) 板, 空气经过过滤加热后吹入流化床底部的分布板, 使物料呈悬浮状态, 上下翻动, 形成流化状态而被干燥, 达到气固热质交换。含有细粉的热空气通过滤袋的网孔排出, 同时将细粉捕集下来。%

流化床干燥机的具体组成如图1所示。

2.2 流化干燥质量的要点

在气固两相的流化床干燥中, 流化干燥质量可从以下几方面考虑:

(1) 床层压力波动一般在±3%以内, 若压力波动超过±10%则是不正常流化;

(2) 床层温度分布均匀, 温差一般在2℃以内;

(3) 床层内不出现沟流或腾涌现象;

(4) 流化速度适宜, 防止细粉太多;

(5) 湿颗粒不易黏结成团, 否则会结饼。

2.3 设备符合GMP的要点

流化床干燥机在制药企业得到广泛应用, 但设备必须符合GMP要求。

2.3.1 材质要求

与物料接触部分应选用316L或304奥氏体不锈钢材质, 并作抛光处理。

2.3.2 净化要求

(1) 热空气进口装有中效过滤袋, 适合30万级的净化要求;

(2) 上下室内装有捕尘袋;

(3) 上下气室应密封, 以防止污染;

(4) 容器内为封闭负压操作, 无粉尘飞扬;

(5) 通过隔墙把设备隔成两部分, 主机及机身部分在洁净区内, 风机部分在非洁净区, 这样既可满足工作时洁净要求, 又可减轻对洁净区噪音干扰。

2.3.3 易清洁要求

流化床为圆形结构, 内表面光洁, 无死角, 易清洁。

2.3.4 安全要求

设备从安全角度考虑应具有防爆性能。 (1) 在上下气室设置一个泄爆口, 不会造成大危险; (2) 设备应可靠接地, 以防止静电聚集。

2.3.5 自动化控制要求

主要参数进行自动化控制, 最大限度消除人为因素, 降低人的劳动强度。如控制部分采用PLC中文界面, 控制柜有进风物料、出风温度显示, 蒸汽压力、空气压力显示。

2.4 其他所应考虑的要点

(1) 风机采用变频器控制, 可任意调节风量大小, 控制流化速度, 同时又节约电能;

(2) 采用了先进的气流分布板技术, 改善了干燥室物料的流化状态, 缩短了干燥时间, 有利于流化空气的均匀分布, 保证气室内温度一致。同时, 流化床气体分布板上铺一层300目以上的不锈钢网, 防止药物颗粒从筛孔板漏出;

(3) 温度指示仪和温度控制仪的应用, 使操作过程按要求的温度进行;

(4) 物料干燥时, 搅拌桨不停地进行旋转, 避免死角及“沟流”现象。

3 结语

流化床干燥技术之所以能在制药企业得到推广应用, 其原因在于:

(1) 本身具有结构设计、功能上适合物料干燥、干燥速度快、易操作等技术特点;

(2) 与其他设备相比较, 占地面积小, 生产能力大, 热效率高, 而且干燥后的产品湿度均匀。同时, 可通过调节物料在流化床停留时间长短使产品达到预期含水率;

(3) 流化床干燥机经过不断改造与完善, 具有符合GMP要求的特点。

流化床干燥机在制药企业应用性上突出了机电一体化、符合GMP、高性能的适用性及优越性。而且, 流化床干燥技术的应用不止于此, 如流化床包衣机、喷雾流化床干燥机等在制药工业中的应用也非常广泛, 其设备的自动化程度、符合GMP、高性能是今后流化床干燥设备的发展方向。

参考文献

[1]崔春芳, 童忠良.干燥新技术及应用.北京:化学工业出版社, 2008.7

流化床多功能干燥制粒机的改进建议第6篇

流化床多功能干燥制粒机是在沸腾干燥技术上发展起来的新型制药设备, 其集制粒、干燥等功能于一体, 广泛应用于制药行业。流化床多功能干燥制粒机主要由主机、空气处理系统、喷雾系统、主风道系统、排气系统、电控柜等组成。

流化床多功能干燥制粒机主机结构如图1所示, 其工作原理:气流在引风机的负压抽吸下, 经空气过滤器、换热器、送风道从气流分布板进入流化床制粒室, 将粉末鼓动沸腾成流化态。雾化液态物料与压缩空气经各自管道进入喷头, 雾化成细小液滴, 喷洒在流化床制粒室中与粉未混合, 粘接成颗粒。同时, 颗粒被热风干燥, 一部分细粉上升到过滤袋被捕集, 到一定时间, 左排风阀关闭, 左室滤袋在气缸作用下上下抖动, 被抖下的粉未落回流化床中再次制粒。抖袋后左排风阀又开启, 一定时间后右排风阀关闭, 过滤室右室滤袋抖动。左右两室以此循环交替抖动, 清理捕集到的粉末, 使过滤袋保持畅通, 最终完成干燥、制粒作业。

2 几点建议

从流化床多功能干燥制粒机的工作原理来看, 排风量、喷枪压力和喷液流量、物料温度是操作过程中重要的工艺操作参数, 这些参数的控制是否得当决定了生产的质量和效率, 生产中的问题也都与这些参数相关, 下面结合这些参数作如下几点建议:

2.1 对颗粒的大小不均匀的改进建议

从颗粒成型原理中可知, 颗粒大小与喷液的流量成正比, 与雾化压力成反比。当雾化压力设定不变时, 随着喷液的流量增加, 颗粒变大;也随着喷液的流量减小, 颗粒变小。当喷液的流量设定不变时, 随着雾化压力增加, 颗粒变小;也随着雾化压力减小, 颗粒变大。

由此可见, 单位时间内的喷液量、喷液量与内外层雾化压力的合理配合才能制出合格的颗粒, 雾化角度 (微调) 可通过调节雾化压力和喷枪头上的外喷嘴来完成。因内层喷嘴孔径小, 外层喷嘴的孔径大, 所以, 流过外层喷嘴的雾化压力必须大于内层喷嘴的雾化压力, 否则, 内外层雾化压力不能将液体雾化均匀, 而导致颗粒大小不均匀。

该项操作与操作人员的经验和熟练程度有很大关系, 如果喷雾系统设计成一种能够自动对应符合颗粒特性工艺要求的喷雾压力和喷液流量的话, 以避免人为因素调节产生的偏差, 那么这项操作也更加容易实现程序化, 减少人的因素引起的颗粒不均。

2.2 对控制波动大的改进建议

热风加热控制方式常用简单的“开”、“关”模式, 当温度达到设定值时停止通汽, 但换热器仍然有余热使空气温度继续上升, 反之亦然, 这样会造成温度波动过大, 影响到设备的干燥制粒质量。建议通过控制蒸气流量的大小来保持进风温度的高低, 开始升温时蒸气流量较大, 使进风温度尽快接近设定值, 然后自动调节蒸汽量使其缓缓接近设定值, 最后保持一稳定的蒸汽量使进风温度保持稳定。

风量控制设备采用变频调速控制, 生产过程中只能根据物料的流化状态随时通过人工进行调节风量的大小, 因此不能保证风量的稳定和风量的相对恒定, 而物料的变化、过滤袋阻力的变化等因素都会对风量的稳定造成影响, 风量的变化又可影响干燥速度。所以, 建议在进风管安装风量测量元件, 实现自动控制, 保持生产过程中风量的基本恒定。

2.3 对空气处理需要完善的建议

空气处理系统虽然配置了初、中、高效过滤器, 但随着运行时间的不断增加, 高效过滤器会出现堵塞或者破损, 目前只能从外观上来鉴别判断是否需要更换, 缺乏理论依据, 提早更换会增加成本, 推迟更换又会带来空气质量下降的风险, 从而影响产品的质量。建议在高效前后增加压差显示装置, 当压差到达一定的数值后报警提示更换。

由于没有除湿装置, 空气除湿问题始终存在, 特别是在春末和夏季空气中的湿度很大, 如果不进行除湿会对物料的干燥制粒产生很大的影响, 所以增加除湿装置势在必行。

风机与风阀不联动, 在风机停机和蝶阀关闭之间可能会引起空气倒流。建议风机的启停与风阀的开关联动起来, 当风机启动时风阀同时打开, 而当风机停止运行时, 风阀同步关闭, 不会发生空气倒流。

2.4 对过滤袋安装拆卸不便及吊筋容易变形问题的改进建议

由于过滤袋拆卸不便, 有时会使过滤袋安装不到位而使物料排出, 产品收率不高。吊筋选材不太合理容易引起变形, 导致密封不严, 也会引起跑粉和风量的变化, 既影响了环境, 又影响了产品收率。建议过滤袋采用卡箍连接方式进行连接, 吊筋建议选用不易变形的刚性材料。

3 结语

流化床干燥设备第7篇

该套设备工作原理是:待处理的梗丝经进料气锁进入文氏管入口, 同时饱和蒸汽经喷嘴喷射将物料吹入文氏管并充分混合, 在蒸汽的压力和温度的共同作用下, 在极短的时间内将梗丝内部水分子的汽化分压和温度提高到一定程度。当物料从文氏管喷出的瞬间体积突然扩大、周围压力突然下降。这时梗丝内部的汽化分压远远高于周围的环境气压, 达到闪蒸的条件, 水份剧烈蒸发, 梗丝的纤维组织也因此获得充分膨胀。经分料器使梗丝与蒸汽分离, 进入下一台配套设备——流化干燥机, 进行烘干冷却定形。

1 存在问题及分析

1.1 流化床进口振槽物料中混有湿团梗丝

分析原因为闪蒸机蒸汽质量不稳定、闪蒸出口卸料罩内壁滴冷凝水, 造成进口振槽物料中混有湿团梗丝。

1.2 流化床内部截面物料分布不均匀, 导致左、中、右三侧水分出现偏差

分析原因为流化床进口物料分布不均匀, 膨胀和干燥区只有闪蒸出口振槽上只装了一块导流隔板, 不能均匀分布物料。从干燥出口看, 截面物料右侧较少, 中间和左侧较多, 倒流隔板角度过小, 导致右侧干燥后梗丝含水率低, 三侧水份不一致。

1.3 物料悬浮状态差, 梗丝翻转不足

经观察测试, 原因为三个区风力不匹配, 有涡流现象, 造成悬浮状态的梗丝比例不足20%, 导致出口梗丝上层和下层含水率不足12%, 而中间含水率达到14%以上。

1.4 设备自控系统灵敏性差

做为出口梗丝含水率控制的主要单元, 干燥二区的热风温度反应较慢, 导致出口梗丝含水率偏小。

2 改进措施

为解决以上存在的问题, 通过深入调查、分析研究和技术交流, 需对设备进行技术改进, 才能有效避免。

2.1 针对蒸汽质量不稳定问题, 采取在闪蒸机蒸汽系统上增加一级汽水分离器及排水系统, 降低蒸汽汽中含水量, 达到稳定介质质量的目的;关于闪蒸机出口卸料罩内壁滴冷凝水问题, 采取在卸料罩内加装冷凝水导流槽结构, 避免滴冷凝水, 形成湿团梗丝;

2.2 针对流化床内部截面物料分布不均匀问题, 在流化床进口振槽上又加装了一道导流隔板, 形成两次的物料分流疏导;同时将导流隔板的角度有原来的120度调整到145度, 增加物料分流区域, 提高流化床铺料的均匀性, 使左、中、右水份偏差明显得到改善。

2.3 针对床体内物料悬浮状态差问题, 将热风管道的分区做了改进, 在风室内加装了调风板, 使宽度方向上由原来分成的三个区, 增加到了六个区, 并且使每个区都采用单个风门进行调节。同时将干燥一、二、三区的热风电机频率分别为42Hz、38 Hz和38 Hz, 使物料在流化过程中达到了理想的悬浮状态, 稳定了流化床出料口的梗丝水份。

2.4 针对设备自控系统灵敏性差, 出口水分不稳定问题, 对控制反馈时间进行了改进。SH84流化床干燥机干燥分三个区。干燥一、三区具有热风温度自动控制功能, 而干燥二区具有蒸汽压力自动调节功能和热风温度跟随控制功能。一、三区的控制回路由温度传感器和蒸汽薄膜调节阀作为测控元件, 通过PID控制模块来实现对热风温度的人为设定和恒温控制。由于二区比较重要, 故设置了双级PID控制回路:一是由压力传感器和蒸汽薄膜调节阀作为测控元件, 实现对加热器蒸汽压力的人为设定和控制, 以期为二区加热器提供一个稳定的工作条件;二是由出料水分仪和伺服气缸作为测控元件, 伺服气缸反馈的时间较慢, 控制不灵敏。通过缩短信号的反馈时间, 使冷热风配比与热风温度的调节达到同步, 从而实现梗丝出料水分的自动控制。通过改进, 目前采用的前后反馈兼顾的控制方法, 使水份在±0.5%控制范围内的合格率达到了91%以上。

3 取得效果

通过对设备进行技术改进, 取得了以下效果:

(1) 闪蒸机蒸汽质量稳定性达到99%, 出口卸料罩没有滴冷凝水现象, 杜绝了湿团梗丝的出现。

(2) 流化床进口振槽左、中、右三侧物料分布厚度允差在0.2毫米以内, 铺料更加均匀一致。

(3) 改进控制方法后, 流化床出口端面三点极差合格率由改进前的87.5%提高到改进后91%, 梗丝加工质量明显得到改观, 提高了制梗丝加工水平。

4 结束语

通过对闪蒸流化床设备进行技术改进和参数改进, 解决了制梗丝加工中梗丝水份不稳定、出口合格率低的问题, 提高梗丝的在线加工质量, 合格率由改进前的87.5%提高到改进后91%, 同时在省内多家烟厂进行推广应用, 取得了良好的社会效益和经济效益。

摘要：洛阳卷烟厂制梗丝膨胀工艺设备采用的是江苏智思机械有限公司生产的SH84型闪蒸流化床配套装置, 作用是将梗丝进行高温膨化和干燥定形, 保证梗丝水分稳定和膨化填充效果。但在实际的生产加工控制中, 设备现有结构在加工方面存在质量问题:物料中有湿团梗丝, 截面物料分布不均匀, 干燥区物料悬浮状态差, 直接制约了梗丝的加工质量。通过对闪蒸流化床结构改进, 热风风道区分, 加工参数优化等措施, 提高梗丝的在线加工质量。

关键词：闪蒸流化床,改进,制梗丝,应用

参考文献

[1]何炬, 逄作慧, 黄明, 尹国平, 林向东, 万林德, 张勇.烟草制丝生产过程中的烟叶回潮工艺[Z].国家科技成果.

[2]黄嘉礽, 童谷余, 徐亚中, 李笃生编.卷烟工艺[M].烟草中专学校统编试用教材.北京出版社.

流化床干燥设备第8篇

关键词：喷雾干燥技术,循环流化床,焚烧技术,污泥处理

污泥, 指的主要是在城市污水处理过程中产生的泥浆状废弃物, 污泥中含有重金属、病菌等有害物质, 因此危害性比较大。相关统计数据显示, 伴随着人口的增长和城市化的发展, 污泥的数量呈现上升趋势。如何解决这些污泥、进行有效处理, 成为当前城市化发展中的一大难题。以下从工作实践出发, 详细阐述了喷雾干燥技术和循环硫化床焚烧技术在处理污泥中的应用, 希望以此指导污泥的处理工作。

一、喷雾干燥技术的工程应用

1. 工作原理

根据污泥和加热设备的不同接触方式, 可以将此类工艺分为直接干化和间接干化两种, 而喷雾干燥就属于直接干化的范畴。所谓喷雾干燥, 就是在雾化器的作用下将原料变为雾滴, 通过热空气的干燥雾化从而得到干燥产品。这一技术原理通常用在食品工业、化学工业、生物工业、纤维素工业中。经过技术改进, 就能够使用在污泥的干燥上。

按照空气和雾滴流动方式的不同, 可以将喷雾干燥这一技术分为逆流干燥、并流干燥、旋转流干燥、混合流干燥几种类型。污泥属于热敏性物质, 遇热不稳定, 容易发生分解、聚合等反应, 因此普遍采取下流向的并流干燥模式。这种模式将喷嘴安装在塔的顶端, 在塔顶进入热空气和污泥。首先, 污泥和热空气在塔顶接触, 这里温度最高, 污泥中会因为水分蒸发而使得空气温度下降。然后, 污泥颗粒运动至塔的底部, 就会变得干燥, 空气的温度也会降至最低。最后, 通过对出口空气温度进行控制, 来防止污泥的温度过高。不过, 由于喷嘴安装在塔的顶部, 因此需要经常进行检修和更换工作。

2. 工艺特点

第一, 干燥工作的强度比较高, 运行速度快。喷嘴雾化后, 增大了污泥与热空气的表面积, 因此干燥的时间很短, 据相关测算, 以每小时工作量来计算, 强度能够达到12—15Kg/m3。

第二, 在干燥的过程中, 液滴的温度相对较低。一方面, 经验表明, 高温气流情况下, 表面湿润的物料自身温度不会超过湿球温度。另一方面, 干燥的速度较快, 所以产品的温度是比较低的。这种状况刚好符合污泥的干燥工作。

第三, 污泥经过干燥处理后, 它的流动性和分散性依然良好。污泥的干燥是在空气中进行并完成的, 所以即使干燥以后, 也能够保持和液滴类似的球形。

第四, 整个干燥操作在干燥塔内进行, 干燥塔具有密闭性, 它内部的空气形成了负压, 因此可以防止干燥后的产品和有毒气体随处泄漏。也就是说, 这样能够有效避免发生空气污染的情况, 起到环境改善的效果。

第五, 该喷雾干燥系统能够实现连续化作业、规模化生产, 这满足喷雾干燥24小时运行的要求。就一台系统而言, 以污泥含水量为80%计算, 其处理能力能够达到每天360吨。

第六, 整套喷雾系统自身的磨损比较小, 与我国污泥含沙量高的特点相适应。并且整个结构比较简单, 在操作和控制中十分方便。

3. 设计要求

第一, 喷雾干燥技术的重点与难点在于对脱水污泥进行有效的雾化, 所以为了避免喷嘴被异物堵塞, 首先要对进口污泥采取过滤的措施。在干燥塔的内部, 应该设置热风分布系统, 它的目的在于保证空气和污泥能够最大程度上接触, 避免出现半湿物料粘连在塔壁上的现象。

第二, 对污泥的进料量和进气温度进行控制, 能够有效控制干化之后污泥的含水率和产量。同时, 为了确保整个雾化过程的稳定性, 压缩空气应该由空气压缩机进行供给。

第三, 部分参数设定:干燥塔的长度与半径比控制在6—10之间, 能够有效防止物料粘壁的现象发生。另外, 干燥塔内部的空气流动速度控制在0.2—0.5m/s最为适宜。

二、循环流化床焚烧技术的工程应用

1. 工艺流程

流化床焚烧技术的工艺流程如图1所示, 污泥是由65%的消化污泥和35%的剩余污泥组成, 流进离心脱水机, 经过机械脱水, 将污泥的含水量降到75%。干燥机是圆盘形状的, 蒸汽压在饱和状态下是9bar。经过处理之后的污泥, 其含固率能够达到55%左右。这种污泥进行流化炉中, 可以确保自行燃烧, 不用添加其它助燃剂, 因此做到了能源的节约。当飞灰、烟气达到850℃时, 就会共同离开焚烧炉, 在余热锅炉内将温度降低至210℃。然后, 使用静电除尘器进行脱尘处理, 将灰尘含量控制在100mg/m3。最后在烟气洗涤装置的作用下, 通过烟囱将烟气排走;灰尘则储存在灰尘贮房中, 再利用或者集中处理。

2. 工艺特点

我国的循环流化床焚烧技术经过创新发展, 能够处理不同的产品, 具有不同的处理能力。在进料上、排渣上、燃烧控制上、尾气处理上相关技术均已成熟。物料在入炉前不需要太多处理, 具有良好的经济效益和环境效益。具体来说, 包括以下几点:

第一, 对我国混合收集的污泥、垃圾具有适应性, 能够保证燃烧完全, 残渣的热灼减率仅为1%—2%。不论污泥处于固态、液态、气态, 也不论燃料是否热值悬殊过大, 都能够统一送进炉内进行焚烧。

第二, 整套系统的配套研发技术比较成熟, 因此对污泥进行预处理或分类的要求少, 而且能够保证系统运行的稳定性。炉内运动机构并不复杂, 因此设备发生故障的概率大大降低。除此之外, 炉内各处的温度基本相等, 同时采用分级供风、添加石灰石的措施, 来对有害物质进行彻底分解, 有效减少了硫化物和氮化物的生成, 保护了环境。

第三, 目前投入使用的循环流化床焚烧炉, 单炉日均处理能力可达到100—500吨, 因此可以适应大型的垃圾焚烧厂开展工作。为了提高炉内的燃烧质量, 可以向炉内加入燃料煤, 节省了使用油的成本, 提高了经济效益。

第四, 将过热器布置在炉内的物料循环通道中, 能够避免接触焚烧烟气, 从而有效防止氯化氢的腐蚀。焚烧过程中的蒸汽温度由于温度较高, 可以利用在长规的热电系统中, 从而进行垃圾发电。

3. 工艺要求

第一, 对物料的进量、燃料数量、助燃空气量进行控制, 能够防止温度过低的情况, 从而解决燃烧不完全的现象, 减少熔渣的产生量。另外, 为了使物料和空气的接触面积更大, 对过剩空气量进行合理的控制, 使过剩空气量维持在100%—150%, 二燃室的过剩空气量控制在80%。

第二, 部分参数设置:炉体的长度、转速、倾斜角在设置时要相互考虑到, 保证物料在炉内的停留时间不得少于30秒。另外, 二燃室内部的燃气滞留时间要超过2秒, 且温度要高于850℃。

三、喷雾干燥联合循环流化床焚烧技术的工程应用

1. 工艺流程

第一步, 储料仓在螺杆泵的作用下, 将物料输送至预热塔。在预热塔内, 对物料进行简单的预处理。第二步, 物料经过预处理, 在螺杆泵的作用下输送至喷雾干燥塔, 在此对污泥进行雾化干燥处理。第三步, 干燥处理之后的污泥经过污泥造粒装置, 在输送机的作用下被送至流化床焚烧炉内, 在此进行焚烧处理。经过处理之后, 炉渣可以进行再次利用。第四步, 在干燥、焚烧过程中产生的有毒有害气体, 进入脱硫装置进行脱硫处理;产生的污水则进入排污管, 存放在碱液储罐中, 加入浓度为20%的碱液进行中和处理。第五步, 脱硫之后的气体进入除臭装置进行除臭处理;污水则排放至排污管, 存放在次氯酸钠储罐中, 加入浓度为20%的次氯酸钠溶液进行处理。第六步, 经过脱硫处理和除臭处理之后, 气体基本没有毒害, 可以由烟囱排放至空气中。如图2所示:

2. 工艺特点

第一, 污泥的干燥过程可以利用焚烧产生的高温烟气, 喷雾颗粒细小化增加了传热传热面积, 大大提高了传热效率和效果。干燥后的污泥颗粒分布比较均与, 有利于充分燃烧。

第二, 污泥的干燥装置和焚烧装置在空间利用上更加紧凑, 因此节约了占地面积, 进而有利于减少项目投资。

第三, 经过干燥和焚烧, 排出的气体毒害性较大, 因此加装了脱硫装置和除臭装置, 从而实现环境保护的目标。在干燥设备和焚烧设备上, 都是使用的国产设备, 投资成本较低, 维修运行比较方便。

第四, 焚烧后的热量可供给喷雾干化使用, 再次利用可以大大降低热量的消耗, 略加补充燃煤的情况下可保证系统的独立运行。

3. 工程实例

绍兴污水处理厂是我国规模较大的污水处理厂, 主要工作是绍兴市县工业废水和生活污水的集中处理, 达到相关标准后才能排放。该厂建设完成后, 污水处理量达到每天90万m3, 脱水污泥量达到每天3600吨。

该厂联合采用喷雾干燥技术和循环流化床焚烧技术, 处理后的废渣能够进行综合利用。通过该工程的建设利用, 使绍兴市的污泥无害化达到80%以上, 促进了污染物减排的目标。经过实际运行, 废气的除尘处理效率高达93%以上, 脱硫效率在97%左右。经过活性炭吸附、净化塔处理之后, 二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、烟尘等物质的排放均符合生活垃圾焚烧污染控制标准, 取得了良好的经济效益和生态效益。

结语:

综上所述, 在污泥的处理上, 联合应用喷雾干燥技术和循环硫化床焚烧技术, 具有占地面积小、系统操作简单、投资成本低的优点, 能够实现污泥处理的稳定化、无害化, 并且最大程度上对资源进行再利用。城市的土地资源有限, 污泥有害物质超标严重, 因此应用该技术再适合不过。尽管如此, 该技术只是解决了简单的污泥处理问题, 需要在日后不断应用的过程中进一步改进和优化, 推动城市化的快速发展。

参考文献

[1]王平, 杭世珺, 黄鸥, 等.喷雾干燥与回转窑焚烧联合处理污泥技术的工程应用[J].给水排水, 2013 (01) .

[2]秦翠娟, 李红军, 钟学进.我国污泥焚烧技术的比较与分析[J].能源工程, 2011 (01) .

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[6]方建华, 翟华, 王雪青, 等.污泥在循环流化床炉内的燃烧和污染排放特性[J].工程热物理学报, 2011 (03) .

流化床干燥设备第9篇

1 流化沸腾干燥床风量控制

目前, 流化床类设备的操作参数一般根据操作人员的经验随时调整和设定。为了保证药品生产质量的稳定性, 对工艺参数要可以实现追溯, 这就对流化床类设备的电气控制系统提出了较高要求。需要有检测温度、湿度、压力、压差、风速、操作时间、粉尘浓度等一系列装置。大多的风量控制设备采用变频调速控制, 但没有安装风速测量元件, 生产过程中只能根据物料的流化状态通过人工随时调节风量大小, 因此不能保证风量的相对稳定和风量的相对恒定, 而物料的变化、各级过滤器阻力的变化、风量阀的变化、过滤袋脉冲抖袋等因素都会对风量的稳定造成影响, 风量是影响干燥速度, 造成干燥颗粒的质量指标---干燥失重的不稳定, 产品合格率不稳定。近几年国内一些流化干燥床生产厂家开始注意到干燥风量对于干燥性能的重要性, 根据用户的要求可以加装风量控制系统, 在进风管道上安装风量检测仪采集信号, 测定值于触摸屏上的风量设定值之间的比较, 通过传统PID控制排风电机变频器或风阀, 从而对进风风量进行控制。

2 流化沸腾干燥床风量控制系统模糊PID控制结构设计

在前面对流化沸腾干燥床干燥风量控制系统进行研究分析, 存在的问题是影响风量控制的因素很难建立数学模型, 通过单一的PID控制很难达到理想的控制效果。PID控制器的线性特征在工作点附近具有良好的控制性能, 稳态精度较好, 但在偏离工作点较远的区域, 由于控制对象的非线性而无法保证系统的动态品质。而模糊控制的特点是在偏离工作点较远的区域可以明显改善系统控制的动态性能, 并且对于具有变化特性对象的控制具有更强的鲁棒性, 但模糊控制器的稳态精度较差, 在工作点附近容易产生极限震荡, 单一的模糊控制器对于该系统来说很难达到理想的控制效果。通过对前面关于模糊控制的理论研究, 结合目前系统的控制要求, 因此可以对模糊控制器加以改进, 采用模糊自整定PID控制器。

2.1 模糊PID控制结构设计

目前, 常规PID调节器大量应用工业过程控制, 并取得了较好的控制效果, 其控制作用的一般性式如下:

式中:

E (k) 为输入变量偏差;

∑E (k) =E (k) +E (k-1) 为偏差和;

EC (k) =E (k) +E (k-1) 为偏差变化,

KP、KI、KD分别为表征其比例 (P) 、积分 (I) 及微分 (D) 作用的参数。但常规的PID控制器不具有在线整定参数KP、KI、KD功能, 致使其不能满足在不同及下系统对PID参数的自整定要求, 从而影响其控制效果的进一步提高, 在此将讨论具有自整定PID参数功能的一类模糊控制器的设计方法。

由于采用的模糊PID控制器中, P、I、D三个参数是固定不变的, 导致在模糊控制和PID控制之间切换时, 会出现不连续的情况。因此, 采用具有在线调整P、I、D三个参数功能的模糊自整定PID控制器。表1流化沸腾干燥床风量偏差E和偏差变化率EC的隶属度函数

模糊自整定参数P I D控制器是一种在常规P I D调节器uk=KpE (k) +KI∑E (k) +KDEC (k) 基础上, 应用模糊理论建立参数KP、KI、KD同偏差绝对值和偏差变化绝对值间的二元连续函数关系:

并根据不同的|E|、|EC|在线自整定参数KP、KI、KD与的模糊控制器。这样既实现了对系统的精确控制, 又具有较强的适应性, 可以更有效地实现人的控制策略和经验。模糊自整定PID控制器的结构图如图1所示。

2.2 模糊控制器设计

模糊控制器设计主要分为三步:首先是输入量的模糊量化;然后是模糊控制表的查询;最后是模糊控制器的输出去模糊化。从理论上讲, 模糊控制器的维数越高, 控制越精细。但是维数越高, 模糊控制规则变得越复杂, 控制算法实现起来越困难。基于以上分析, 采用目前广泛使用的二维模糊控制器, 输入量为误差量 (E) 和误差的变化量 (EC) , 输出量为控制量的变化 (U) 。

模糊控制器结构设计

此处的模糊PID控制器采用流化沸腾干燥床的风量偏差和偏差变化率作为输入变量, 以KP、KI、KD作为输出。模糊集E及模糊集EC均取为{PB;PM;PS;ZO;NS;NM;NB}, 论域为{-6, 6}, 其量化等级分成:{-6, -5, -4, -3, -2, -1, 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6};模糊输出KP取为{PB;PM;PS;ZO;NS;NM;NB}, 论域为[-3, 3], 其量化等级分成{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3};KI取为{PB;PM;PS;ZO;NS;NM;NB}, 论域为[-3, 3], 其量化等级分成{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3};KD取为{PB;PM;PS;ZO;NS;NM;NB};论域为[-3, 3], 其量化等级分成{-3, -2, -1, 0, 1, 2, 3};TE、TEC、KP、KI和KD的隶属函数见表1, 表2。

2.2.2控制规则的设计

一般情况下, 在不同|E|、|EC|下被控过程对参数KP、KI与KD的自整定要求可归纳为:

当误差|E|较大时, 说明误差的绝对值较大, 不论误差的变化趋势如何, 都应该考虑控制器的KP取较大值, 以提高系统响应的快速性;而为防止|EC|的瞬时过大, KD应该取较小的值;同时为避免系统响应出现较大的超调, 应对积分作用加以限制, 通常取KI=0;

当|E|处于中等大小时, 为使系统响应具有较小的超调, KP应取的小些;在这种情况下, KD的取值对系统响应的影响较大, KI的取值要适当;

当|E|较小时, 为使系统具有较好的稳态性能, KP与KI均应取的大些, 同时为避免系统在设定值附近出现振荡, KD值的选择是相当重要的。

根据以上经验, 得到如表3、4、5所示的模糊控制规则表:

查询表的建立

根据上一节中的模糊控制查询表的制定方法, 得出KP、KI、KD的控制表如表6、7、8所示。

3 仿真实验及结论

3.1 仿真实验

根据实践总结得流化沸腾干燥床干燥风量控制系统的数学模型为, 并对此模型分别采用传统PID控制、Fuzzy-PID复合控制和Fuzzy自整定PID控制三种算法进行调节, 比较各算法的控制结果, 如下图所示。

从上图可以看出, 在不同的控制算法的作用下, 其动态性能和稳态性能呈现出很大的差异。其各性能指标对比如下表所示: