干燥就是將熱量傳給含水物料、并使物料中的水分發(fā)生相變轉(zhuǎn)化為氣相而與物料分離的過(guò)程。物料的干燥包括兩個(gè)基本過(guò)程，首先是對(duì)物料進(jìn)行加熱并使水分汽化的傳熱過(guò)程，然后是汽化的水?dāng)U散到氣相中的傳質(zhì)過(guò)程，對(duì)于水分從物料內(nèi)部借擴(kuò)散等作用輸送到物料表面的過(guò)程則是物料內(nèi)部的傳質(zhì)過(guò)程。因此，干燥過(guò)程中傳熱和傳質(zhì)是同時(shí)共存的，兩者既相互影響又相互制約。
一、干燥器的分類
干燥器的形式有多種多樣，分類的方法也有多種。如按操作方式可分為間接式和連續(xù)式兩種；按加熱方式可分為直接、間接、輻射、介電等；按干燥器的結(jié)構(gòu)形式可分為箱式、隧道式、轉(zhuǎn)筒式、氣流式和噴霧式等。表1是按照加熱方式和操作方式對(duì)常見(jiàn)干燥器進(jìn)行的分類。
表1 工業(yè)干燥裝置的分類
| 傳熱方式 |
連續(xù)干燥器 |
間歇干燥器 |
| 直接加熱 |
箱式托盤(pán)干燥器 |
箱式平行流托盤(pán)干燥器 |
| 隧道式干燥器 |
箱式循環(huán)托盤(pán)干燥器 |
| 通過(guò)循環(huán)流式干燥器 |
流化床干燥器 |
| 吸入轉(zhuǎn)鼓式干燥器 |
噴動(dòng)床干燥器 |
| 旋轉(zhuǎn)干燥器 |
旋轉(zhuǎn)式干燥器 |
| 流化床干燥器 |
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| 振動(dòng)輸送干燥器 |
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| 旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥器 |
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| 噴動(dòng)床干燥器 |
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| 間接加熱 |
箱式蒸汽排管干燥器 |
真空干燥器 |
| 旋轉(zhuǎn)干燥器 |
冷凍干燥器 |
| 流化床干燥器 |
旋轉(zhuǎn)干燥器 |
| 螺旋輸送干燥器 |
盤(pán)式干燥器 |
| 高速攪拌干燥器 |
流化床干燥器 |
| 轉(zhuǎn)鼓干燥器 |
螺旋輸送干燥器 |
| 干燥罐 |
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| 皮帶干燥器 |
|
| 葉片干燥器 |
|
| 輻射傳熱 |
高頻加熱干燥器 |
高頻加熱干燥器 |
| 介電傳熱 |
微波干燥器 |
微波干燥器 |
葉片干燥器
葉片干燥器是一種間接加熱低速攪拌干燥器。它的葉片形式多種多樣，目前主要為空心槳葉形，故也稱之為空心槳葉干燥器。葉片在干燥器中除了對(duì)物料進(jìn)行攪拌外，還具有加熱功能。因此干燥器為提高干燥能力多做成雙軸槽型，葉片也盡量增大并且相互咬合，以增大加熱面積和葉片自清能力?？招臉~干燥器主要運(yùn)用于干燥黏糊狀、粉狀、粒狀物料等。如各種氫氧化物、硅酸鋁、二氧化鈦、輕質(zhì)鈦酸鈣、氧化鋁等，有時(shí)也作為二級(jí)干燥器。操作條件，一般用少量空氣通入作為水蒸氣的載體，以提高干燥速度；攪拌葉片的外周速度為0.1~1.5m/s；載體的溫度為50~300℃。表2是葉片干燥器的主要技術(shù)規(guī)格。
表2 葉片干燥器的主要技術(shù)規(guī)格
| 型號(hào) |
SY-30 |
SY-80 |
SY-125 |
SY-250 |
SY-500 |
| 傳熱面積（m2） |
3 |
8 |
12.5 |
25 |
50 |
| 轉(zhuǎn)速（r/min） |
6~24 |
5~20 |
5~20 |
5~20 |
4~16 |
| 功率（kW） |
1.5 |
4 |
5.5 |
11 |
55 |
| 有效容積（m3） |
0.065 |
0.49 |
0.94 |
1.65 |
3.15 |
| 蒸汽壓力（MPa） |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.79 |
| 水分蒸發(fā)量（kg/m2.h） |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
| 外形尺寸（2r*l）（mm） |
3295*420*798 |
4823*873*1198 |
5781*1120*1479 |
6860*1468*1839 |
|
旋轉(zhuǎn)閃蒸式干燥器
旋轉(zhuǎn)閃蒸式干燥器是一種20世紀(jì)80年代初推出的高效、多功能干燥器，適用于高黏性漿狀物料、潮濕結(jié)晶物料、泥漿、淤渣及濾餅的干燥，產(chǎn)品為粉末狀。
基本原理
旋轉(zhuǎn)閃蒸式干燥器的結(jié)構(gòu)如圖1所示。熱風(fēng)由干燥器底部的旋流器沿切線方向進(jìn)入干燥器內(nèi)，并產(chǎn)生高速回旋上升氣流。當(dāng)干燥物料由加料器輸送到加熱器以后，在高速回旋氣流和底部攪拌器的共同作用下，團(tuán)塊狀物料被不斷粉碎、分散、沸騰和干燥。干燥合格的物料被氣流從干燥器上部出口帶出，經(jīng)收集器收集。顆粒較大的或濕度較大的物料被干燥器上部的分級(jí)板阻攔，而重新進(jìn)入干燥器進(jìn)行干燥。
性能特點(diǎn)
- 一機(jī)多能，集物料的破碎、分散、沸騰干燥、氣流干燥、分級(jí)過(guò)程為一體，連續(xù)工作，工藝簡(jiǎn)單
- 適用性廣，既可用來(lái)干燥黏性的泥糊狀物料，也可干燥非黏結(jié)性物料。
- 物料在干燥器內(nèi)停留的時(shí)間短，可適用于熱敏性物料，產(chǎn)品質(zhì)量高。
- 節(jié)能，使用高溫?zé)峥諝?，熱效率高?/span>
- 設(shè)備體積小，干燥強(qiáng)度大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，價(jià)格便宜，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。
主要參數(shù)
旋轉(zhuǎn)閃蒸式干燥器的直徑一般在400~1600mm之間；物料在干燥器中停留的時(shí)間可根據(jù)物料的性質(zhì)及要求通過(guò)熱風(fēng)溫度、風(fēng)量進(jìn)行調(diào)節(jié)，約5~500s之間，熱風(fēng)溫度一般為110~650℃。
噴霧干燥器
噴霧干燥器是一種適用范圍很廣的干燥器。它采用霧化器將料液分散為霧滴，并用熱風(fēng)干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的干燥技術(shù)。料液可以是溶液、懸浮液、乳濁液，也可以是熔融液或泥糊液。干燥產(chǎn)品可根據(jù)需要研制成粉狀、顆粒狀、團(tuán)狀、和空心球狀。噴霧干燥的流程如圖2所示。
 基本原理
工作時(shí)，干燥器的塔頂頂部導(dǎo)入熱風(fēng)，同時(shí)用泵將料液送上塔頂并經(jīng)霧化器噴成霧狀的液滴群，液滴群的比表面積很大，當(dāng)它與高溫?zé)犸L(fēng)接觸后水分迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內(nèi)成為干燥產(chǎn)品，產(chǎn)品由塔底排除。熱風(fēng)經(jīng)傳熱后溫度顯著下降、濕度增大、由廢氣口排除，廢氣中夾帶的產(chǎn)品顆粒用固氣分離裝置回收。
噴霧干燥的優(yōu)缺點(diǎn)
優(yōu)點(diǎn)：
1） 由于霧滴群的比表面積很大，物料所需的干燥時(shí)間很短（15~30s），有的甚至幾秒。
2） 干燥過(guò)程中盡管熱風(fēng)的溫度很高（可達(dá)800℃），但由于干燥時(shí)間短，物料的溫度不高，故此噴霧干燥特別適用于熱敏性物料的干燥。
3） 容易改變操作條件以調(diào)節(jié)或控制產(chǎn)品的質(zhì)量指標(biāo)。如粒度分布、產(chǎn)品的濕含量等。
4） 生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化、操作方便。
5） 可根據(jù)工藝要求生產(chǎn)各種產(chǎn)品規(guī)格。
6） 噴霧干燥適合于大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)，生產(chǎn)環(huán)境好，操作宜自動(dòng)化。
缺點(diǎn)：
1） 對(duì)氣固混合物的分離要求高，設(shè)備費(fèi)用大。
2） 當(dāng)熱風(fēng)溫度低于150℃，熱效率低，設(shè)備龐大，生產(chǎn)成本高。
箱式干燥機(jī)
箱式干燥機(jī)主要是以熱風(fēng)通過(guò)物料的表面而達(dá)到干燥的目的。它為間歇式操作，適用于干燥時(shí)間較長(zhǎng)和數(shù)量不多的物料。通常物料裝盤(pán)用人工放入干燥器支架上，或置于小推車上送入箱內(nèi)。物料的厚度為10~100nm，熱空氣的流速為0.5~10m/s。箱式干燥機(jī)結(jié)構(gòu)如圖3所示。
 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、投資小、適用性強(qiáng)。
缺點(diǎn)：間歇操作、勞動(dòng)強(qiáng)度大、設(shè)備利用率低、熱效率低、干燥不均勻。
適用范圍：小規(guī)模生產(chǎn)，可同時(shí)干燥幾種物料，物料允許長(zhǎng)時(shí)間干燥。
型式：平流式、穿流失、真空式。
二、干燥器的選型
工業(yè)上需要干燥的物料有很多，它們的干燥特性差別很大，而且工業(yè)上的干燥設(shè)備種類又很多，這就是干燥器的選用帶來(lái)很多問(wèn)題，如果選用不當(dāng)就會(huì)帶來(lái)設(shè)備投資過(guò)大、操作費(fèi)用上升、產(chǎn)品質(zhì)量不合格等諸多問(wèn)題，甚至干燥器不能正常運(yùn)行。
選型前需要考慮的問(wèn)題：
1） 物料的形態(tài)。這是選擇干燥器這首先需要了解的問(wèn)題。
2） 物料的物理特性。它包括密度、堆密度、粒徑分布、熱容、粘附性等。
3） 物料的熱敏性。干燥過(guò)程中的上限溫度。
4） 物料與水的結(jié)合狀態(tài)。
5） 物料的濕度及動(dòng)范圍。
6） 對(duì)產(chǎn)品的干燥均勻性和形態(tài)度要求。
7） 產(chǎn)品的一些特殊要求。
8） 生產(chǎn)工藝流程要求。
9） 濕度變化。
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