草甘膦是一種高效、低毒、低殘留、廣譜性有機磷芽后除草劑。自1974年開發以來，在全世界得到了廣泛應用，國內的生產企業有幾十家，其中浙江新安化工集團和江蘇鎮江江南化工廠兩家企業的生產能力均達到了年產2萬t以上。草甘膦產品分干劑和液劑兩大類，干劑可以提高制劑的有效成分含量，同時便于包裝、運輸、貯藏和使用，因此越來越受到用戶和生產廠家的重視輕。而生產草甘膦干劑一般都需經過結晶、過濾、水洗和干燥等步驟。水洗后得到的濕粉約含12%～17%的水，而干劑要求濕含量0.3%～0.5%，每t產品約需脫除水分0. 12～0.17t，干燥過程需消耗大量的熱量，而且干燥過程對產品質量有較大的影響，因此選擇合適的干燥方法并對干燥過程進行優化設計，對于提高干燥過程熱效率、降低草甘膦生產成本和保證產品質量具有重要意義，富通新能源生產銷售木屑顆粒機、木屑氣流式烘干機等生物質成型、烘干機機械設備。
1、干燥方式選擇
草甘膦濕料是一種散粒狀結晶物料，通常含水約12%左右，但有時結晶操作不好，含水可達20%以上，且顆粒較細。革甘膦濕料中還含有少量酸及有機雜質。由于有酸的存在對設備有較強的腐蝕性；而有機雜質的存在導致濕物料有一定的粘性，物料中有部分團塊，在干燥過程中也易粘結成團。因此干燥具有一定難度。目前我國用于革甘膦干燥的方法主要有氣流干燥和普通間歇式流化床干燥兩種，均為對流傳熱型。其特點是結構簡單、干燥速度快、干燥強度大，在有高溫熱源的條件下，能達到較高的熱效率。但由于草甘膦物料的特殊性及生產廠的條件限制還存在以下問題：
(1)熱效率不高、動力消耗大
由于大部分生產廠只能提供0.4～0.5Mpa的蒸汽，空氣進風溫度一般均小于130℃，因此對流傳熱型干燥烘干機熱效率只能達到50%左右。由于干燥所需的熱量完全由空氣提供，因此空氣消耗量大，導致動力消耗較大。
(2)操作不穩定
由于草甘膦濕料有一定的粘性，特別是結晶過程不正常時粘性很大。對于氣流干燥極易在風機葉輪和管壁上粘結，導致風機運行不正常，生產能力下降。嚴重時可導致操作不能進行，需停車清理。而對于間歇式流化床，在干燥初期物料難于流化，產生溝流，需人工攪動，而且產品中團塊很多。
(3)質量影響
在干燥以前的工序中偶爾會有雜質帶入物料中，但氣流和間歇式流化床干燥過程難于分離這些雜質，影響產品質量。同時設備腐蝕對產品質量也有較大的影響。
(4)水分控制困難
由于濕物料的濕含量有較大變化且顆粒粒度也有變化，氣流干燥的操作彈性較小，而間歇式流化床干燥，其產品濕含量完全取決于操作工人的經驗，因此產品的濕含量難于保持在合適的范圍內。
針對以上問題，本所在為新安化工集團設計年產6000t草甘膦干燥烘干機時，研究開發了一種內加熱流化床干燥烘干機并采取了許多有效的技術和手段，取得了良好的效果。
2、千燥系統設計
內加熱流化床干燥烘干機的基本原理是在普通流化床中內置換熱管，干燥所需的熱量部分或全部由內加熱管提供。它結合了流化床干燥傳熱傳質快、干燥強度大、易大型化和熱傳導型干燥熱效率高的優點。
對流干燥過程，如流化床干燥、氣流干燥，熱損失主要是空氣帶走的熱量。內加熱流化床由于干燥所需的熱量大部分由內加熱管通過熱傳導方式提供，因此可以大幅度減小空氣用量，故可以提高干燥過程的熱效率，同時大幅度減少動力消耗。該技術在20世紀80年代工業化以來，在國外得到了廣泛應用，但在國內應用還不多，值得大面積推廣。
2.1工藝流程
工藝流程見圖l，物料由螺旋進料機進入流化床千燥機，在干燥室中由內加熱管和熱空氣提供熱量脫除水分后進入分級輸送室，由冷空氣分級輸送到旋風分離器分離得到產品，團塊定期從床體排出，廢氣中夾帶的少量細粉通過布袋除塵器進一步回收。空氣經鼓風機加壓后分成兩路，一路經換熱器升溫后進入流化床干燥室，與物料進行熱質交換進入分級輸送室上部；另一路直接進入分級輸送室。兩路氣體匯總后進入旋風分離器和布袋除塵器分離固體后經引風機放空。
2.2主要措施
針對草甘膦濕料的特殊性在設計中采取了以下措施和技術：
(1)由于草甘膦濕料濕含量較高并有一定的粘性，而且物料中有部分團塊，在干燥過程中也易粘結成團，進料室物料不易流化，極易造成壓床或形成溝流。因此干燥烘干機第一室采用較大直徑的圓形室，并配有一機械耙散裝置使濕物料一進入流化床就能立即分散達到較低的平均濕含量，同時使較松散的濕團塊物料得到有效破碎，防止了在干燥過程中濕物料粘結成團，并保證良好的流化狀態。
(2)采用傳導供熱（內部換熱管）與對流供熱（熱風）相結合的組含供熱方式，減少了空氣用量，提高干燥過程的熱效率、降低動力消耗。
(3)采用特殊的分布板便于排出干燥過程中產生的團塊物料，防止團塊積累影響連續操作的正常進行。
(4)配有一分級輸送室，產品經分級除去團塊和少量雜質，輸送至旋風分離器統一出料，既保證了產品質量又起到了冷卻產品的作用。
(5)進料采用自動控制，保證了產品濕含量的穩定。通過第一室床溫和排氣溫度串接控制調速電機的轉速，調節螺旋進料機的進料速度。
(6)流化床上部稀相段和排氣管均采用改性聚丙烯材料制作，減少設備腐蝕對產品質量的影響。
2.3設計參數
設計中所需要的主要參數：操作氣速、內加熱管傳熱系數，均通過實驗測定后確定。
(1)在∮100的圓形流化床中測定操作氣速。草甘膦干品在操作氣速大于0.30m/s（常溫）時就能達到很好的流化狀態；而濕品難于流化，但在攪拌情況下當操作氣速大于0.40 m/s（常溫）時也能較好地流化。由于第一室物料平均濕含量明顯低于濕物料，且裝有耙散裝置，故各干燥室可選相同的操作氣速進行設計計算。
(2)流化床中內加熱管的傳熱系數受物料性質、操作氣速等諸多因素的影響，因此到目前為止還不能通過理論計算得到。在分布板面積為1000 mm×250mm的臥室流化床中實驗測定了草甘膦作為流化物料的內加熱傳熱系數，結果見圖2。從圖中可看出傳熱系數并不是隨操作氣速呈單調變化，在氣速較低時，氣速增大導致顆粒運動、混合加劇，換熱管表面顆粒更新加快，因此傳熱系數增加。但隨著氣速的增加，床層中氣泡增多、增大，換熱管表面與顆粒的有效接觸面積降低，反而導致傳熱系數減小。而且過高的操作氣速會導致除塵系統負荷增大。因此在內加熱流化床操作中，只要保證良好的流化狀態，不宜選擇過高的操作氣速。實驗表明，草甘膦在操作氣速為0.4m/s，就能達到良好的流化狀態，故在設計時選擇操作氣速為0.45m/s，此時傳熱系數約為295w/m2·K。
內加熱供熱量的大小可根據排放氣體的露點來確定，對于系統保溫良好的條件下，選擇排氣溫度高于露點溫度10℃即可。
2.4設計計算
設計條件：生產能力6000t/年（按年運行7000h計）：初濕含量≤15%（濕基）；產品濕含量≤0.5%（濕基）：蒸汽0.4Mpa（表壓）。
主要設計參數：干燥段操作氣速0.45m/s;冷卻段操作氣速1.6 m/s;內加熱管傳熱系數取295w/m2．K。
根據這些條件對年干燥6000t草甘膦的內加熱流化床干燥烘干機進行了設計計算。主要設計計算結果見表l。
3、運行結果分析
對所設計的年干燥6000t草甘膦內加熱流化床干燥系統進行了實際測定，連續72h測定結果見表2．其結果與原設計基本相符。
與普通流化床干燥烘干機及氣流干燥烘干機（廠方提供）的對比見表3．
從表中可看出，內加熱流化床干燥烘干機與普通流化床干燥烘干機和氣流干燥烘干機相比，熱效率高出20%以上，蒸汽消耗量明顯下降，特別是動力消耗減少達50%以上。因此，內加熱流化床干燥烘干機用于草甘膦干燥，可以大幅度減少干燥成本，具有顯著的經濟效益。而且干燥烘干機能長期穩定地連續運行，不需要清床：由于分離了團塊和少量雜質，同時減少了設備腐蝕，因此產品質量明顯優于原來的兩種干燥方式；由于進料采用了自動控制，產品濕含量穩定，操作簡單，總體講，各方面的性能指標均明顯由于原干燥方式。
4、結論
通過上述分析和干燥系統的運行得到以下結論：
(1)內加熱流化床干燥烘干機能明顯提高草甘瞵干燥過程的熱效率；
(2)內加熱可以有效減少空氣用量，顯著降低動力消耗：
(3)設計中采用的措施合理，能較好地保證系統的連續穩定運行，提高產品質量；
(4)內加熱流化床用于草甘膦干燥，明顯優于普通流化床和氣流干燥，能大幅度降低干燥成本。
