摘要：
流态化干燥是干燥领域的重要分支，而布风器又是流态化干燥装置中的重要部件。本文通过对流化床干燥装置中布风器相关文献的收集、标引和梳理，总结了布风板和气动装置的相关技术，并进一步分析了直流型、测流型、填充型、密孔型布风板和气动装置的技术发展，着重研究了相关技术的发展路线。 关键词：流化床 干燥 布风 分配 气体
正文：
1 前言
固定不动的固体颗粒在受到具有一定速度的流体的吹动作用下，具有类似于流体的流动特性，这种技术叫做流态化(Fluidization)技术[i]。布风器作为流化床中的一种布风装置，流化床内布风器的主要作用有以下三点：—是均匀布风,热空气经过布风器时，増大热空气的流动阻
力来均布气流，同时也提高热空气的流速，从而得到一个良好的起始流态化条件；第二个作用是稳定流态化状态，很多因素都会影响到流态化状态的稳定性，床层物料不足自我调节，于是需要布风器提供阻力来平衡床层物料阻力的局部变化来维持床层的流态化质量；第三个作用是支撑物料，即承载流化床中的静态床料[ii]。
2专利技术实证分析
2.1申请人分布
（1）主要国家分布
从世界专利申请的国家分布来看，申请量最大的国家是中国，这与中国的人口及企业的数量多是相关的，也在一定程度上反映了中国对相关领域技术的重视程度，其次是美国、法国、德国、韩国等国家。
（2）中国申请人分布
由于流化床干燥装置属于大型干燥设备，因此，申请人多为公司或科研机构。国内重点申
请人分布如下图所示，从下图可以看出，重点申请人多为公司，其次是科研机构，从申请人分布可以看出，重点申请人主要分布在山东、浙江、江苏等地方。
2.2技术主题分布
在干燥生产过程中常由于布风器设计不合理，导致气流分布不均匀而造成沟流和死区，使床层不能正常流态化，以致小粒度物料的生产过程无法进行。因此，布风器的具体结构和尺寸显著地影响着流化床干燥器的传质和传热性能，则需合理地选择和设计布风器的形式和结构尺寸。目前，布风器包括布风板和气动装置。而常用的布风板结构类型大概有四种类型：直流型、测流型、填充型和密孔板。
3、流化床干燥装置中布风器发展状况
直流型布风板在农业和工业上被广泛地应用，是最常见的一种布风板的结构类型。虽然直流型布风板用途较为广泛，但该布风板布风较差，因此，为了使流化气体分布均匀，有较多文献对直流型布风板进行了改进，如专利文献US2005091873A1使气流从格栅喷嘴缝隙处喷出，在腔室内形成活性动力层，可以减少压降从而形成相对稳定的高压区，进而使物料呈现较好的流动状态。此外，文献CN103443569A也公开了用于干燥固体颗粒的干燥器用的喷嘴格栅装置，其带有至少一个喷嘴格栅分段20，喷嘴格栅分段具有多个第一喷嘴15a和多个第二喷嘴15b，第一和第二喷嘴分配在喷嘴格栅分段20的表面上，流化介质能够彼此独立地供应至第一和第二喷嘴；该文献通过独立供应流化气体，从而满足不同区域流化气体流速不同的要求。在直孔型布风板的基础上优化出斜孔型布风板，该布风板开孔方向非竖直方向，而是所有开孔均朝向一侧，开孔角度可在合理范围内调节。因为，此种布风板加工难度与直孔型相近，但斜孔使气流侧向进入床层大大降低了直孔型布风板孔垂直向上气流易产生死区流化不均匀的现象的概率，如专利文献US2231342 A 和US3226841 A都是对斜孔型布风板的开口角度进行了改进。
侧流型布风板是风帽型布风板的一种，其主要特点是热空气经过侧流型布风板时先是直流向上，然后弯折从风帽的侧面流出。FR1233498A等多篇文献都记载了通过在杆部设有沟槽，使气体从杆部的沟槽进入头端与板之间的缝隙，从而进入流化区，而文献US4429471A则是使气体从螺纹连接件的沟槽中进入轴套，然后通过喷嘴风帽的孔中进入流化区。虽然第一种气体分布板可以消除布风板板面上形成的死区，但在实际生产中发现该气体分布板容易发生堵塞，且结构较复杂。因此文献DE4430421A1提供一种板状喷嘴，在基板的底面设置缝隙，使气体通过该缝隙进入流化区，该喷嘴不仅可以解决物料易堵塞问题，且装配比较简单。相对于国外，国内关于测流型布风板研究较少，其中有两篇文献提出了关于对该类型的布风板进行改进。
其他类型布风板主要包括填充型布风板和密孔型气体布风板。文献EP2647936A1提出在上层布风板和下层布风板之间放置多个单层小球，在吹风过程中小球浮起可以改善气流分布均匀性；文献CN2192852Y则提出是在机体内装有层数可多可少的多孔板料床，并且可选择更换不同孔径的孔板；在各层中间均安装有3—5个热风再分配管。非专利文献（褐煤流化床干燥器布风板的数值模拟与结构优化，张小卫）通过对比几种传统布风板的优缺点，发现了用于干燥流化床的布风板多为直孔或者斜孔型布风板，而布风优良的侧孔和侧缝型
布风板很难在干燥领域应用，导致干燥流化床效率低下，干燥死区多，干燥不均匀等现象频繁发生。因此，笔者结合两种布风板的优点（新型布风板的最基本原型是加工成本低廉且环境适应能力强的直孔或斜孔式布风板，优化开孔的朝向和排布方式），也从延长气固两相的接触时间和增大气固两相的接触面积入手设计出三种新型布风板结构：旋转斜孔型布风板、六角对吹型斜孔布风板、伞型帽板分离型布风板。
结束语
本文分析了国内外流化床装置中布风器技术的专利申请趋势，并对流化床装置中布风器技术的发展做了进一步的演进路线分析。通过上述分析，加深了对流化床装置中布风器技术领域的现有技术发展水平的了解。
从流化床装置中布风器技术的发展来看，几种常规的布风器的发展已趋于成熟，对于该领域的申请人来说，以后的技术发展可以对几种常规的布风器作进一步的细节改进，如通过软件对布风器进行精确化控制以提高流化效率，或结合几种常规布风器的优点研制出新的布风器，总而言之，技术人员通过总结和尝试仍然可以在布风器技术方面有所创新和发展，使该技术发展的更加成熟。
参考文献：
[i] 王燕，喷动流化床内气固两相流数值模拟[D].吉林：东北电力大学，2014.
[ii] 张健平，油菜籽流化床干燥传热传质特性与布风板结构参数优化的研究[D].安徽：中国科学技术大学，2016.
作者简介：施琼琼（1987-），女，硕士，助理研究员，主要从事干燥、燃烧器领域的专利审查；朱刘路（1988-），男，硕士，助理研究员，主要从事电磁检测领域的专利审查（等同于第一作者）。
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