干燥4干燥設備及習題

1、2021-7-15 1 干燥設備干燥設備 干燥器的基本要求干燥器的基本要求 1. 1. 保證產品質量保證產品質量 2. 2. 干燥速率大，干燥時間短干燥速率大，干燥時間短 3. 3. 熱效率高熱效率高 4. 4. 干燥介質流動阻力小干燥介質流動阻力小 5. 5. 勞動強度低勞動強度低 2021-7-15 2 干燥器的分類干燥器的分類 通常按加熱方式分類通常按加熱方式分類 v對流干燥器對流干燥器，如：洞道式干燥器、轉筒，如：洞道式干燥器、轉筒 干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、 噴霧干燥器，廂式干燥器等。噴霧干燥器，廂式干燥器等。 v傳導干燥器傳導干燥器，如：滾

2、筒式干燥器、耙式，如：滾筒式干燥器、耙式 干燥器、間接加熱干燥器等。干燥器、間接加熱干燥器等。 v輻射干燥器輻射干燥器，如：紅外線干燥器。，如：紅外線干燥器。 v介電加熱干燥器介電加熱干燥器，如：微波干燥器。，如：微波干燥器。 2021-7-15 3 干燥器簡介干燥器簡介 v廂式干燥器廂式干燥器 1 1空氣進口；空氣進口；2 2空氣出口；空氣出口； 3 3風機；風機；4 4電動機；電動機；5 5加熱器；加熱器； 6 6擋板；擋板；7 7盤架；盤架； 8 8移動輪移動輪 優(yōu)點：優(yōu)點：結構簡結構簡 單，設備投資單，設備投資 少，適應性強。少，適應性強。 缺點：缺點：勞動強勞動強 度大，熱利用度大，

3、熱利用 率低，產品質率低，產品質 量不均勻。量不均勻。 2021-7-15 4 v洞道式干燥器洞道式干燥器 1 1加熱器；加熱器；2 2風扇；風扇；3 3裝料車；裝料車；4 4排氣口排氣口 將廂式干燥器的間歇操作發(fā)展為將廂式干燥器的間歇操作發(fā)展為 了連續(xù)或半連續(xù)的操作。處理量大，了連續(xù)或半連續(xù)的操作。處理量大， 干燥時間長干燥時間長 。 2021-7-15 5 v滾筒式干燥器滾筒式干燥器 間接加熱、連續(xù)干燥間接加熱、連續(xù)干燥 加熱方式為熱傳導加熱方式為熱傳導 適用于懸浮液、溶液和適用于懸浮液、溶液和 稀糊狀等流動性物料的干燥，稀糊狀等流動性物料的干燥， 不適用于含水量過低的熱敏不適用于含水量過

4、低的熱敏 性物料。性物料。 優(yōu)點：優(yōu)點：過程連續(xù)，勞動過程連續(xù)，勞動 強度低，設備緊湊，投強度低，設備緊湊，投 資小、清洗方便。資小、清洗方便。 缺點：缺點：物料易過熱，筒物料易過熱，筒 體外壁的加工要求高，體外壁的加工要求高， 粉塵飛揚而使操作環(huán)境粉塵飛揚而使操作環(huán)境 惡化。惡化。 2021-7-15 6 v氣流干燥器氣流干燥器 氣流輸送技術在干燥中氣流輸送技術在干燥中 的一種應用，在氣流輸送的一種應用，在氣流輸送 過程中對物料進行干燥。過程中對物料進行干燥。 處理含非結合水及結處理含非結合水及結 塊不嚴重又不怕磨損的塊不嚴重又不怕磨損的 粒狀物料。對于黏性和粒狀物料。對于黏性和 膏狀物料，

5、采用干料返膏狀物料，采用干料返 混的方法和適宜的加料混的方法和適宜的加料 裝置，也可正常操作。裝置，也可正常操作。 2021-7-15 7 氣流干燥器的主要優(yōu)點有：干燥氣流干燥器的主要優(yōu)點有：干燥 速率快，干燥時間短，從濕物料投入速率快，干燥時間短，從濕物料投入 到產品排出，只需到產品排出，只需1 12 2秒。由于熱風秒。由于熱風 和濕物料并流操作，即使熱空氣溫度和濕物料并流操作，即使熱空氣溫度 高達高達700700800800，而產品溫度不超過，而產品溫度不超過 70709090，所以適宜干燥熱敏性和低，所以適宜干燥熱敏性和低 熔點的物料。干燥器結構簡單，占地熔點的物料。干燥器結構簡單，占地

6、 面積小。面積小。 缺點是：由于流速大，壓力損失缺點是：由于流速大，壓力損失 大，物料顆粒有一定的磨損，對晶體大，物料顆粒有一定的磨損，對晶體 有一定要求的物料不適用。有一定要求的物料不適用。 2021-7-15 8 v噴霧干燥器噴霧干燥器 噴霧干燥噴霧干燥 1 1燃燒爐；燃燒爐； 2 2空氣分布器；空氣分布器； 3 3壓力式噴頭；壓力式噴頭；4 4干燥塔；干燥塔； 5 5旋風分離器；旋風分離器；6 6風機風機 優(yōu)點：優(yōu)點：干燥過程極干燥過程極 快，干燥完成后，快，干燥完成后， 物料表面溫度仍接物料表面溫度仍接 近于濕球溫度，非近于濕球溫度，非 常適宜處理熱敏性常適宜處理熱敏性 的物料。省去了

7、蒸的物料。省去了蒸 發(fā)、結晶、過濾、發(fā)、結晶、過濾、 粉碎等多種工序。粉碎等多種工序。 能得到迅溶的粉末能得到迅溶的粉末 和空心細顆粒。和空心細顆粒。 缺點：缺點：干燥器體積干燥器體積 大，單位產品熱量大，單位產品熱量 消耗高。機械能消消耗高。機械能消 耗大。耗大。 2021-7-15 9 將操作氣速控 制在一定范圍內時， 顆粒物料懸浮在上 升的氣流中形成沸 騰狀流化床，料層 內顆粒物料的相互 碰撞、混合劇烈， 氣固兩相間的傳熱 傳質過程得到強化， 使物料得以干燥。 v沸騰床干燥器沸騰床干燥器 （流化床）（流化床） 2021-7-15 10 單層單層圓筒沸騰床干燥器中，顆粒不圓筒沸騰床干燥器中

8、，顆粒不 規(guī)則運動，引起返混和短路現(xiàn)象，使得規(guī)則運動，引起返混和短路現(xiàn)象，使得 每個顆粒的停留時間是不相同的，產品每個顆粒的停留時間是不相同的，產品 質量不均勻?？刹捎觅|量不均勻?？刹捎枚鄬臃序v床干燥器多層沸騰床干燥器 和臥式多室沸騰床干燥器和臥式多室沸騰床干燥器。 多層多層沸騰床干燥器，物料由上面第沸騰床干燥器，物料由上面第 一層加入，熱風由底層吹入，在床內進一層加入，熱風由底層吹入，在床內進 行逆向接觸。顆粒由上一層經溢流管流行逆向接觸。顆粒由上一層經溢流管流 入下一層，顆粒在每一層內可以互相混入下一層，顆粒在每一層內可以互相混 合，但層與層之間不互混，經干燥后由合，但層與層之間不互混，經

9、干燥后由 下一層卸出。熱風自下而上通過各層由下一層卸出。熱風自下而上通過各層由 頂部排出。頂部排出。 2021-7-15 11 流化床干燥器的主要流化床干燥器的主要優(yōu)點：優(yōu)點： 傳熱、傳質效率高，處理能力大；傳熱、傳質效率高，處理能力大； 物料停留時間短，有利于處理熱物料停留時間短，有利于處理熱 敏性物料；設備簡單，可動部件敏性物料；設備簡單，可動部件 少，操作穩(wěn)定。少，操作穩(wěn)定。 缺點：缺點：對物料的形狀和粒度有限對物料的形狀和粒度有限 制。制。 2021-7-15 12 流化床干燥器流化床干燥器 2021-7-15 13 氣體出口 熱風 出料 加料 溢流管 床內分離器 多多 層層 流流 化

10、化 床床 2021-7-15 14 熱風 冷風 氣體出口 出料 加料 隔板 臥式多室流化床臥式多室流化床 可按需將床可按需將床 層分隔成層分隔成 3 36 6 室。物料依次通室。物料依次通 過各室，最后翻過各室，最后翻 過堰板卸出。各過堰板卸出。各 室氣體流速、溫室氣體流速、溫 度可靈活調節(jié)，度可靈活調節(jié)， 以形成最佳流化以形成最佳流化 狀態(tài)和干燥條件狀態(tài)和干燥條件. . 2021-7-15 15 振動流化床干燥器振動流化床干燥器 用于干燥難以流化的物料用于干燥難以流化的物料 2021-7-15 16 2021-7-15 17 2021-7-15 18 物料冷凍到冰點以下，置于高度真空物料冷凍

11、到冰點以下，置于高度真空 環(huán)境，水分升華除去。升華所需熱量通過環(huán)境，水分升華除去。升華所需熱量通過 傳導方式供給。傳導方式供給。 優(yōu)點：優(yōu)點：干燥后物料能保持原有的化學干燥后物料能保持原有的化學 組成與物理性質組成與物理性質 ，熱能的消耗比其他干燥，熱能的消耗比其他干燥 方法少方法少 。 缺點：缺點：設備投資費用高，動力消耗大，設備投資費用高，動力消耗大， 干燥速率慢。干燥速率慢。 v冷凍真空干燥器冷凍真空干燥器 2021-7-15 19 用近紅外燈作為加熱元件的干燥方法稱為用近紅外燈作為加熱元件的干燥方法稱為 近紅外干燥近紅外干燥。 用遠紅外輻射元件對物料進行加熱干燥就用遠紅外輻射元件對物料

12、進行加熱干燥就 稱為稱為遠紅外干燥遠紅外干燥。遠紅外干燥速度快、干。遠紅外干燥速度快、干 燥質量好、能量利用率高等。燥質量好、能量利用率高等。 紅外線干燥器主要用于薄層物料的干燥。紅外線干燥器主要用于薄層物料的干燥。 v紅外線干燥器紅外線干燥器 2021-7-15 20 微波是一種高頻交變電場。微波是一種高頻交變電場。 介電常數(shù)不同，則產生的熱量介電常數(shù)不同，則產生的熱量 就不同。就不同。 優(yōu)點：優(yōu)點：加熱迅速，干燥速度快。加熱迅速，干燥速度快。 熱效率高，控制靈敏，操作方便。熱效率高，控制靈敏，操作方便。 產品含水量均一，質量穩(wěn)定。產品含水量均一，質量穩(wěn)定。 v微波干燥器微波干燥器 2021

13、-7-15 21 干燥器的選型干燥器的選型 v1 1產品的質量產品的質量例如醫(yī)療級產品的質量要求。例如醫(yī)療級產品的質量要求。 v2 2物料的特性物料的特性物料的特性包括物料形狀、含水物料的特性包括物料形狀、含水 量、水分結合方式、熱敏性等。例如對于散粒狀物量、水分結合方式、熱敏性等。例如對于散粒狀物 料，多選用氣流干燥器和沸騰床干燥器。料，多選用氣流干燥器和沸騰床干燥器。 v3 3生產能力生產能力如，當干燥大量漿液時可采用噴霧如，當干燥大量漿液時可采用噴霧 于燥器，而生產能力低時可用滾筒干燥器。于燥器，而生產能力低時可用滾筒干燥器。 v4 4勞動條件勞動條件如高溫有毒，粉塵多的物料。如高溫有毒

14、，粉塵多的物料。 v5 5經濟性經濟性設備費和操作費用為最低。設備費和操作費用為最低。 v6 6其它要求其它要求例如設備的制造、維修、操作及設例如設備的制造、維修、操作及設 備尺寸是否受到限制等。備尺寸是否受到限制等。 v可采用可采用組合式組合式的干燥器的干燥器 例如，對于最終含水量要例如，對于最終含水量要 求較高的可采用氣流沸騰干燥器；對于膏狀物料，求較高的可采用氣流沸騰干燥器；對于膏狀物料， 可采用沸騰氣流干燥器。可采用沸騰氣流干燥器。 2021-7-15 22 習習 題題 v若維持不飽和空氣的濕度若維持不飽和空氣的濕度H H不變，提不變，提 高空氣的干球溫度，則空氣的濕球高空氣的干球溫度

15、，則空氣的濕球 溫度溫度 ，露點，露點 ，相對濕度，相對濕度 。 v干燥操作中，干燥介質（不飽和濕干燥操作中，干燥介質（不飽和濕 空氣）經預熱器后濕度空氣）經預熱器后濕度 ， 溫溫 度度 。當物料在恒定干燥條件下。當物料在恒定干燥條件下 用空氣進行恒速對流干燥時，物料用空氣進行恒速對流干燥時，物料 的表面溫度等于的表面溫度等于 溫度。溫度。 2021-7-15 23 v空氣溫度空氣溫度t t 、濕度、濕度H H 一定時，物料一定時，物料 的平衡含水量為的平衡含水量為X X* * ，若空氣的濕，若空氣的濕 度度H H下降，則平衡含水量下降，則平衡含水量 。 v恒定干燥條件下，恒速干燥階段屬恒定干

16、燥條件下，恒速干燥階段屬 于于 表面汽化表面汽化 控制階段，降速干燥控制階段，降速干燥 階段屬于階段屬于 內部擴散內部擴散 控制階段?？刂齐A段。 2021-7-15 24 v恒速干燥階段除去的水分為恒速干燥階段除去的水分為 ，降，降 速干燥階段除去的水分為速干燥階段除去的水分為 和和 ， 整個干燥過程除去的水分是整個干燥過程除去的水分是 。 v常壓下，濕度常壓下，濕度H H一定的濕空氣，當氣一定的濕空氣，當氣 體溫度體溫度t t升高時，其露點升高時，其露點t td d將將 。 2021-7-15 25 v物料在常壓理想干燥器中進行干燥，物料在常壓理想干燥器中進行干燥， 濕物料的流率為濕物料的流率為1kg/s1kg/s，初始濕含量，初始濕含量 （