论文总字数：25579字

摘 要

随着工业水平和自动化程度的提高，造粒已成为粉体后处理的必然趋势。而喷雾流化床造粒因其具有混合、制粒、干燥与一体的突出特点，具有广泛的应用前景和重要的研究意义。本文搭建了底喷式喷雾流化造粒系统，主要由流化床主体、流化热风系统和料液喷雾系统三部分组成，进行喷雾流化床造粒的实验研究。

喷雾流化造粒的进行依赖床层中物料颗粒的流化状态的维持。本文首先选用了不同粒径的玻璃珠和硅胶颗粒作为物料，向床体中喷水，观察物料颗粒的聚团情况和流动状态，探究了物料粒径、料液进料速率、流化风进风温度、物料种类四个因素对床层中颗粒的流动特性的影响。结果显示，较小粒径的物料、较大的料液进料速率、较低的流化风进风温度下，更容易发生颗粒的聚团，颗粒流动特性恶化。

在颗粒正常流化的参数范围内，设计实验工况，以颗粒生长速率为表征，探究了料液进料速率、流化风进风温度、流化风量对颗粒生长过程的影响。结果表明，各个因素对颗粒生长具有多方面的影响，综合作用。

关键词：喷雾流化床；聚团；造粒；颗粒生长

Abstract

Fluidized bed spray granulation has been widely used in many industrial production processes, because it has outstanding features due to combination of mixing, granulation and drying. It is important to study the fluidized bed spray granulation process. In this paper, we construct a bottom spray fluidized bed spray granulation system, which consists of three parts: fluidized bed body, fluidized hot air system and liquid spray system. Then, we start our experimental research on fluidized bed spray granulation.

Fluidized bed spray granulation is dependent on the maintenance of the fluidized state of the material particles in the bed. We selected glass and silica gel particles with different particle sizes as materials. Water was sprayed into the bed to observe the agglomeration and flow state of the material particles. We study the influence of four factors-particle size, feed rate, wind temperature and material type on the flow characteristics of the particles. The results show that the smaller particle size material, the larger feed liquid feed rate, and the lower fluidized air inlet temperature are more likely to agglomerate the particles and deteriorate the particle flow characteristics.

Within the parameters of normal fluidization of the particles, We design the experimental conditions to investigate the effects of feed rate, fluidized wind inlet air temperature and fluidized air volume on the particle growth process. The results show that various factors have a multi-faceted effect on particle growth and a comprehensive effect.

KEY WORDS: spray fluidized bed, agglomeration, granulation, particle growth

目 录

摘要 …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………..Ⅰ

Abstract …………………………………………………………………………………………………………………………………………..…..Ⅱ

第一章 绪论 1

1.1研究背景 1

1.2关于喷雾流化床造粒的研究现状 2

1.2.1关于喷雾流化床造粒的模型研究 2

1.2.2关于喷雾流化床造粒的试验研究 3

1.2.3喷雾流化床造粒的工业生产研究 5

1.2.4总结 5

1.3本文主要研究内容 6

第二章 实验装置和实验步骤 6

2.1实验装置与实验流程 6

2.1.1流化床主体 7

2.1.2流化热风系统 8

2.1.3料液喷雾系统 8

2.1.4实验流程 8

2.1.5实验中的其他主要设备 9

2.2实验条件 9

2.2.1物料的物性 9

2.2.2实验准备 10

2.3实验步骤 11

2.3.1喷雾流化床中物料颗粒流动特性探究 11

2.3.2喷雾流化造粒过程影响因素探究 12

第三章 喷雾流化床中物料颗粒流动特性探究 12

3.1料液进料速率的影响 15

3.2流化风进风温度的影响 16

3.3床层物料平均粒径的影响 16

3.4床层物料种类的影响 17

第四章 喷雾流化床造粒过程影响因素探究 17

4.1典型层式生长过程 19

4.2料液进料速率的影响 19

4.3流化风进风温度的影响 22

4.4流化风量的影响 23

第五章 总结与展望 25

5.1总结 25

5.2展望 26

参考文献（References） ………………………………………………………………………………………………………27

致谢 …………………………………………………………………………………………………………………………………….28

第一章 绪论

1.1研究背景

随着工业生产过程中自动化程度的不断提高和人们对环境保护的要求愈加严格，粉末因其流动性差、计量很难精确、操作环境差等缺点，难以适应现代工业化的要求。然而颗粒产品相对于粉末产品来说，具有流动性好、计量准确、便于运输、不起尘等优点，备受青睐。造粒主要是为了生产出颗粒产品，其已成为世界粉体后处理技术的必然趋势，具有多方面的重要意义：①可以将物料制成理想的结构和形状；②可以在储存、输送、包装等环节中保持混合料的均匀性；③可以改善物理化学反应的条件（固气、固液、固固反应），防止某些固相物生产过程中的结块现象；④可以满足生产工艺需求，如提高流动性、比表面积、孔隙率等；⑤“可以改善产品的透气性、一致性等物理性能，避免后续操作过程和使用过程中（计量、配料等）出现偏析、气泡、结块、脉动、架桥等不良影响”^[1]；⑥可以降低粉尘污染，改善生产过程和使用过程中的操作条件。

“造粒的方法很多，如搅拌法、压力法、加热法、喷雾分散法等”^[2]。“传统的造粒方法主要是由混合、捏合、干燥、粉碎、造粒以及筛分等工序组成，这种方法不仅工序多、时间长、物料和能力损失大，而且操作条件差、环境污染严重”^[3]。在诸多的造粒方法中，喷雾流化床造粒因其集成造粒、混合、干燥于一体的突出特点，很大程度上消除了传统造粒工艺的缺点，大大简化了工艺流程，具有产品质量好、装置设备紧凑、投资省、能耗低、生产强度大、便于大规模生产等优点，广泛应用于肥料、化学品、药品、食品（尤其是速溶食品）、陶瓷等产品的制造过程。

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