1、概述
    多層振動流化床干燥器是在（單層）振動流化床干燥機基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型高效節(jié)能型干燥裝置。振動流化床（單層）在國外早在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。我國到80年代才開始引進和研究，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年獲得國家專利，富通新能源生產(chǎn)銷售飼料顆粒機，木屑烘干機等機械設(shè)備。
2、工作原理及優(yōu)點
    所謂振動流化床就是在普通流化床上施加振動而成。物料（粉狀、粒狀、條狀等）放在振動輸料板上。最初隨著振動加速度a的增加，料層被振實；當a值接近重力加速度g (9.81m/s2)時，料層密度達到最大；當進一步提高振動加速度，則料層開始膨脹，并出現(xiàn)所謂的振動流態(tài)化狀態(tài)。這時放在輸料板上的物料產(chǎn)生強烈的混和，并且很容易作水平和傾斜移動。在此條件下，利用對流、傳導(dǎo)、輻射向料層供給熱量，即可達到干燥的目的。因此振動流化床是在振動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)力來完成的：振動流化床物料的輸送是由振動來完成的，供給的熱風(fēng)只用來傳熱和傳質(zhì)，這樣就可以明顯降低能量消耗。另外，由于床層的強烈振動，使傳熱和傳質(zhì)的阻力也減小了。據(jù)Zaitsev等人報導(dǎo)，振動流化床中的干燥速率比對流流化床高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而降低。Smekovskaya認為振動能調(diào)整固體毛細管中所含水分的共振頻率，使由次分子形態(tài)結(jié)合的水分因振動而部分被排除。
    振動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易產(chǎn)生大量塊團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。
    但振動流化床干燥器多數(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，因而采用多層來提高接觸效率。多層振動流化床不僅具備單層振動流化床的各種特性，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合其節(jié)能效果更為顯著。多層振動流化床干燥器為逆流操作，物料在床內(nèi)移動路徑長，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。
3、結(jié)構(gòu)
    如圖1所示，多層振動流化床干燥機由分布板、加料機構(gòu)、出料機構(gòu)、進出風(fēng)系統(tǒng)及振動源組成。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，物料能順利通過進入下層分布板，但能阻止熱風(fēng)通過。熱風(fēng)從下箱體側(cè)面進入，經(jīng)過氣體分布器后均勻進入下箱體，熱風(fēng)自下向上層層穿過分布板，與每層分布板上的物料進行熱量和物質(zhì)的交換。振動是由兩臺振動電機產(chǎn)生的，調(diào)整振動電機偏心塊的夾角，可以無級調(diào)整電機的激振力與振動床的振幅。轉(zhuǎn)動振動電機的安裝角，可改變電機激振力的方向。改變振幅和振動力方向均可改變物料在分布板上的移動速度，從而改變物料在振動床上的停留時間。
4、應(yīng)用
    多層振動流化床干燥器是一種通用型干燥設(shè)備，單層振動流化床能干燥的物料多層振動流化床同樣能干燥，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)見多層振動流化床具有廣泛的應(yīng)用前途。下面兩例為多層振動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，振動床單層面積2.4m2，分布板兩層，單位輸料板上水分蒸發(fā)強度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，振動床單層面積l.2m2，分布板三層，單位輸料板上水分蒸發(fā)強度4=40.6～50kg（水）/h。
5、結(jié)論
    多層振動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)計活性炭僅飛揚損失5%～7%。外熱式回轉(zhuǎn)圓筒干燥器同樣有大量的碳飛散，多層振動流化床負壓操作，細粉回收，僅此一項一個年產(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，可使產(chǎn)品的灰粉從4%下降到2.5%以下。
    (5)改善了環(huán)境，減輕了勞動強度  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，二級除塵，除塵效率達到99%以上。