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组合干燥也称多级干燥，是两种或两种以上干燥形式的优化组合，包括传热方式和温度的组合。组合干燥在工作时可以达到单一干燥机所不能的效果。

与单级干燥相比，组合干燥也更容易节约能源，可以根据物料干燥工艺的需要对多种干燥机进行科学组合。例如，物料干燥要求水分在含量在0.1%以下，则排气温度往往需要130℃以上，热能的损失很大。而在设计上用90℃排气温度的喷雾干燥器，使水分达到2%，热回收的热空气再用于串联的卧式流化床干燥机，^终水分可达到0.1%以下，热能可以节约20%。

现在，组合式干燥机使用越来越广泛。针对不同的物料，组合的形式也多种多样。例如，桨叶式干燥机串联系统采取对流和传导两种传热方式，使干燥过程更合理。^级是恒速干燥阶段，物料中大量水分在这一阶段中脱掉，在进入降速干燥阶段时进入下一级干燥机。这种组合特别适用于水分蒸发较慢的物料进行干燥。

桨叶闪蒸串联系统可以满足一些物料既要干燥，又有粒度的要求。许多物料在一定含水范围内会有粘壁的现象，浆叶干燥机的浆叶旋转不断更新加热面，干燥效率高。闪蒸干燥机则在干燥的同时兼有粉碎作用。所以适用于有一定粒度要求的物料，^级采用浆叶干燥机，以求得较高的热效率，第二级采用闪蒸干燥机，以获得一定粒度的产品。

喷雾带式干燥机综合了喷雾干燥器和带式干燥器的优点，适用于可流动液体的干燥。^级干燥为高温热气喷雾干燥，干燥过程为恒速干燥阶段，第二级为减速干燥。根据物料要求，还可在出干燥器前进行冷却处理。它的特点是降低了喷雾干燥设备的高度，热效率高，对热敏性强、难以干燥的物料也比较适合。

喷雾流化干燥机是喷雾干燥器和流化干燥器的有机结合。在将溶液或熔融物加工为固体颗粒的干燥中干燥强度比较高。由于它把蒸发、结晶、干燥、造粒、煅烧等过程在一个设备中进行，因此简化了流程，并相应地降低了干燥成本。这种组合对溶解度大的溶液干燥及煅烧造粒是非常适合的。