化工原理121課件

化工原理122024/4/17化工原理12[1]第十二章干燥

Chapter12Drying化工原理12[1]概述（Introduction）

在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中所得到的固態(tài)產(chǎn)品或半成品往往含有過多的水分或有機(jī)溶劑(濕份)，要制得合格的產(chǎn)品需要除去固體物料中多余的濕份。例如：制鹽工業(yè)中，在過飽和的氯化鈉溶液中生成的食鹽晶粒；塑料工業(yè)中，氯乙烯單體在水相中聚合制成的塑料顆粒。除濕方法：機(jī)械脫水(沉降或過濾)；干燥(加熱使?jié)穹萜?慣用做法：先采用機(jī)械方法把固體所含的絕大部分濕份除去，然后再通過加熱把機(jī)械方法無法脫除的濕份干燥掉，以降低除濕的成本。干燥方法的分類：根據(jù)加熱方法可分為傳導(dǎo)干燥、對流干燥和輻射干燥?；ぴ?2[1]對流干燥過程舉例對流干燥器：空氣通過送風(fēng)機(jī)吹入空氣預(yù)熱器，預(yù)熱后的熱空氣送入氣流干燥管，濕料由螺旋加料器推入干燥器并分散于熱氣流中，受氣流的輸送并進(jìn)行干燥，干燥產(chǎn)品通過旋風(fēng)分離器從氣流中分離出來，濕廢氣體由引風(fēng)機(jī)抽出排空。1-鼓風(fēng)機(jī)；2-預(yù)熱器；3-氣流干燥管；4-加料斗；5-螺旋加料器；6-旋風(fēng)分離器；7-卸料閥；8-引風(fēng)機(jī)?；どa(chǎn)中最常用的是對流干燥。化工原理12[1]干燥介質(zhì)：用來傳遞熱量（載熱體）和濕份（載濕體）的介質(zhì)。由于溫差的存在，氣體以對流方式向固體物料傳熱，使?jié)穹萜辉诜謮翰畹淖饔孟?，濕份由物料表面向氣流主體擴(kuò)散，并被氣流帶走。對流干燥過程原理溫度為t、濕份分壓為p的濕熱氣體流過濕物料的表面，物料表面溫度ti低于氣體溫度t。注意：只要物料表面的濕份分壓高于氣體中濕份分壓，干燥即可進(jìn)行，與氣體的溫度無關(guān)。氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快濕份汽化和物料干燥的速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。

HtqWtippi

M干燥是熱、質(zhì)同時(shí)傳遞的過程化工原理12[1]干燥過程的基本問題(1)干燥介質(zhì)用量的確定；(2)干燥條件的優(yōu)化；(3)干燥速率的強(qiáng)化；(4)干燥方法的合理選擇。解決這些問題需要掌握的基本知識有：(1)濕分在氣固兩相間的傳遞規(guī)律；(2)濕氣體的性質(zhì)及在干燥過程中的狀態(tài)變化；(3)物料的含水類型及在干燥過程中的一般特征；(4)干燥過程中物料衡算關(guān)系、熱量衡算關(guān)系和速率關(guān)系。本章主要介紹運(yùn)用上述基本知識解決工程中物料干燥的基本問題，介紹的范圍主要針對連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干燥過程?；ぴ?2[1]濕氣體的性質(zhì)濕氣體：絕干氣體與濕份蒸汽的混合物，其性質(zhì)與濕份蒸汽的數(shù)量有關(guān)。在干燥過程中，隨著物料中濕份的汽化，氣體中濕份蒸汽的含量在不斷增加，但絕干氣體的量保持不變。干球溫度t：濕氣體的真實(shí)溫度，簡稱溫度（℃或K）。將溫度計(jì)直接插在濕氣體中即可測量。系統(tǒng)總壓P：即濕氣體的總壓（kN/m2）。干燥過程中系統(tǒng)總壓基本上恒定不變。干燥操作通常在常壓下進(jìn)行，常壓干燥的系統(tǒng)總壓接近大氣壓力，熱敏性物料的干燥一般在減壓下操作。濕氣體的干球溫度和總壓化工原理12[1]濕份的表示方法濕氣體中濕份蒸汽的壓力，用p表示（kN/m2）；當(dāng)氣體為濕份蒸汽所飽和時(shí)，濕份分壓達(dá)到最大值，即系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓。對于空氣-水系統(tǒng)：Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96kg/kmol濕份分壓（Moisturepartialpressure）濕氣體中濕份蒸汽的質(zhì)量與絕干氣體的質(zhì)量之比。若濕份蒸汽和絕干氣體的摩爾數(shù)(nw,ng)和摩爾質(zhì)量(Mw,Mg)絕對濕度(濕度)H（Humidity）總壓一定時(shí)，氣體的濕度只與濕份蒸汽的分壓有關(guān)。kg濕份蒸汽/kg絕干氣體化工原理12[1]相對濕度（Relativehumidity）濕度只表示濕氣體中所含濕份的絕對數(shù)，不能反映氣體偏離飽和狀態(tài)的程度（氣體的吸濕潛力）。相對濕度：一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓p與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓ps之比。

值越低，氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大；

=100%

時(shí)，p=ps，氣體被濕份蒸汽所飽和，不能再吸濕。對于空氣-水系統(tǒng)：化工原理12[1]相對濕度（Relativehumidity）若t<總壓下濕份的沸點(diǎn)，0

100%；若t>總壓下濕份的沸點(diǎn)，濕份ps>P，最大

(氣體全為濕份蒸汽)<100%。故工業(yè)上常用過熱蒸汽做干燥介質(zhì)；若t>濕份的臨界溫度，氣體中的濕份已是真實(shí)氣體，此時(shí)

0，理論上吸濕能力不受限制。

=f(H,t)。ps隨溫度的升高而增加，H不變提高t，

，氣體的吸濕能力增加，故氣體用作干燥介質(zhì)應(yīng)預(yù)熱。H不變而降低t，

，氣體趨近飽和狀態(tài)。當(dāng)氣體達(dá)到飽和狀態(tài)(露點(diǎn))而繼續(xù)冷卻時(shí)，氣體中的濕份將呈液態(tài)析出。濕份為水時(shí)，可按下式由系統(tǒng)溫度t計(jì)算飽和蒸汽壓化工原理12[1]濕比容

H

(Humidvolume)或干基濕比容(m3/kg絕干氣體)1kg絕干氣體及所含濕份蒸汽所具有的體積常壓下(P=1013.25kN/m2)

：濕比熱cH(Humidheat)或干基濕比熱J/(kg絕干氣體·℃)1kg絕干氣體及所含濕份蒸汽溫度升高1℃所需要的熱量式中：cg—絕干氣體的比熱，J/(kg絕干氣體·℃)；cv—濕份蒸汽的比熱，J/(kg濕份蒸汽·℃)。對于空氣-水系統(tǒng)：cg=1.005kJ/(kg·℃)，cv=1.884kJ/(kg·℃)化工原理12[1]濕焓iH(Totalenthalpy)或干基濕焓(kJ/kg絕干氣體)1kg絕干氣體及所含濕份蒸汽所具有焓的總和由于焓是相對值，計(jì)算焓值時(shí)必須規(guī)定基準(zhǔn)狀態(tài)和基準(zhǔn)溫度，若取0℃下的絕干氣體和液態(tài)濕份的焓為零，則對于空氣-水系統(tǒng)：顯熱項(xiàng)汽化潛熱項(xiàng)化工原理12[1]干燥過程的基本規(guī)律濕物料是絕干固體與液態(tài)濕分的混合物。濕基濕含量w：單位質(zhì)量的濕物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。干基濕含量X：單位質(zhì)量的絕干物料中所含液態(tài)濕分的質(zhì)量。換算關(guān)系：物料濕分的表示方法工業(yè)生產(chǎn)中，物料濕含量通常以濕基濕含量表示，但由于物料的總質(zhì)量在干燥過程中不斷減少，而絕干物料的質(zhì)量不變，故在干燥計(jì)算中以干基濕含量表示較為方便?；ぴ?2[1]濕份在氣體和固體間的平衡關(guān)系濕份的傳遞方向(干燥或吸濕)和限度(干燥程度)由濕份在氣體和固體兩相間的平衡關(guān)系決定。pXpsXh平衡狀態(tài)：當(dāng)濕含量為X的濕物料與濕份分壓為p的不飽和濕氣體接觸時(shí)，物料將失去自身的濕份或吸收氣體中的濕份，直到濕份在物料表面的蒸汽壓等于氣體中的濕份分壓。平衡濕含量：平衡狀態(tài)下物料的濕含量。不僅取決于氣體的狀態(tài)，還與物料的種類有很大的關(guān)系。X*p化工原理12[1]結(jié)合水分：與物料存在某種形式的結(jié)合，其汽化能力比獨(dú)立存在的水要低，蒸汽壓或汽化能力與水分和物料結(jié)合力的強(qiáng)弱有關(guān)。結(jié)合水分與非結(jié)合水分

非結(jié)合水分：與物料沒有任何形式的結(jié)合，具有和獨(dú)立存在的水相同的蒸汽壓和汽化能力。濕含量XXh相對濕度

非結(jié)合水分結(jié)合水分01.00.5結(jié)合水分按結(jié)合方式可分為：吸附水分、毛細(xì)管水分、溶漲水分(物料細(xì)胞壁內(nèi)的水分)和化學(xué)結(jié)合水分(結(jié)晶水)?；瘜W(xué)結(jié)合水分與物料細(xì)胞壁水分以化學(xué)鍵形式與物料分子結(jié)合，結(jié)合力較強(qiáng)，難汽化；吸附水分和毛細(xì)管水分以物理吸附方式與物料結(jié)合，結(jié)合力相對較弱，易于汽化。化工原理12[1]平衡水分和自由水分平衡水分：低于平衡濕含量X*的水分。是不可除水分。自由水分：高于平衡濕含量X*的水分。是可除水分。吸濕過程：若X<Xh

，則物料將吸收飽和氣體中的水分使?jié)窈吭黾又翝窈縓h，即最大吸濕濕含量，物料不可能通過吸收飽和氣體中的濕份使?jié)窈砍^Xh。欲使物料增濕超過Xh，必須使物料與液態(tài)水直接接觸。干燥過程：當(dāng)濕物料與不飽和氣體接觸時(shí)，X向X*接近，干燥過程的極限為X*。物料的X*與濕氣體的狀態(tài)有關(guān)，氣體的溫度和濕度不同，物料的X*不同。欲使物料減濕至絕干，必須與絕干氣體接觸。濕含量XXh相對濕度

非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分X*01.00.5化工原理12[1]物料的吸濕性物料濕含量的平衡曲線有兩種極端情況。強(qiáng)吸濕性物料：與水分的結(jié)合力很強(qiáng)，平衡線只是漸近地與

=100%接近，平衡濕含量很大。如某些生物材料。非吸濕性物料：與水結(jié)合力很弱，平衡線與縱坐標(biāo)基本重合，X*=Xh0，如某些不溶于水的無機(jī)鹽(碳酸鹽、硅酸鹽)等。00.20.40.60.81.00.10.20.3煙葉木材氯化鋅優(yōu)質(zhì)紙濕含量X相對濕度

一般物料的吸濕性都介于二者之間?；ぴ?2[1]對流干燥的基本規(guī)律對一定干燥任務(wù)，干燥器尺寸取決于干燥時(shí)間和干燥速率。由于干燥過程的復(fù)雜性，通常干燥速率不是根據(jù)理論進(jìn)行計(jì)算，而是通過實(shí)驗(yàn)測定的。為了簡化影響因素，干燥實(shí)驗(yàn)都是在恒定干燥條件下進(jìn)行的，即在一定的氣－固接觸方式下，固定氣體的溫度、濕度和流過物料表面的速度進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。為保證恒定干燥條件，采用大量空氣干燥少量物料，以使氣體的溫度、濕度和流速在干燥器中恒定不變。實(shí)驗(yàn)為間歇操作，物料的溫度和濕含量隨時(shí)間連續(xù)變化。干燥曲線和干燥速率曲線Dryingcurveanddrying-ratecurve化工原理12[1]恒速干燥段(Constant-rateperiod)：物料溫度恒定在tw，X~

變化呈直線關(guān)系，氣體傳給物料的熱量全部用于濕份汽化。預(yù)熱段(Pre-heatperiod)：初始濕含量X1和溫度

1變?yōu)閄和tw。物料吸熱升溫以提高汽化速率，但濕含量變化不大。干燥曲線：物料濕含量X與干燥時(shí)間

的關(guān)系曲線。干燥曲線和干燥速率曲線A濕含量XXctwDCBADCBtX*物料表面溫度

干燥時(shí)間

預(yù)熱段恒速段降速段降速干燥段(Falling-rateperiod)：物料開始升溫，X變化減慢，氣體傳給物料的熱量僅部分用于濕份汽化，其余用于物料升溫，當(dāng)X=X*，

=t?；ぴ?2[1]物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性降速段干燥速率曲線的形狀因物料的結(jié)構(gòu)和吸濕性而異。多孔性物料(Porousmedia)：濕份主要是藉毛細(xì)管作用由內(nèi)部向表面遷移。非多孔性物料(Nonporousmedia)：借助擴(kuò)散作用向物料表面輸送濕份，或?qū)穹菹仍趦?nèi)部汽化后以汽態(tài)形式向表面擴(kuò)散遷移。如肥皂、木材、皮革等。吸濕性物料(Hygroscopicmedia)：與水份的親合能力大。非吸濕性物料(Nonhygroscopicmedia)：不同物料的干燥機(jī)理不同，濕份內(nèi)擴(kuò)散機(jī)理不同，干燥速率曲線的形狀不同，情況非常復(fù)雜，故干燥曲線應(yīng)由實(shí)驗(yàn)的方法測定?；ぴ?2[1]干燥速度和干燥速率的定義干燥速率U：干燥器單位時(shí)間內(nèi)汽化的濕分量(kg濕分/s)。微分形式為，式中：U——干燥器的干燥速率，kg/s；W——汽化水份量，kg；Gc——絕干物料的質(zhì)量，kg；

干燥速度(干燥通量)N：干燥器單位時(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/(m2·s)）。微分形式為式中：N——干燥器的干燥速度，kg/(m2·s)；A——物料表面積，即干燥面積，m2。如果物料的形狀規(guī)則，干燥面積容易求出，使用干燥速度較為方便。如果物料形狀是不規(guī)則的，干燥面積不易求出，則可使用干燥速率進(jìn)行計(jì)算。

化工原理12[1]設(shè)物料的初始濕含量為X1，產(chǎn)品濕含量為X2：當(dāng)X1＞Xc

和X2＜Xc時(shí)，干燥有兩個(gè)階段；當(dāng)X1＜Xc

或X2＞Xc時(shí)，干燥都只有一個(gè)階段，即恒速干燥段。由于物料預(yù)熱段很短，通常將其并入恒速干燥段；以臨界濕含量Xc為界，可將干燥過程只分為恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階段。干燥速率曲線：干燥速率U或干燥速度N與濕含量X的關(guān)系曲線。干燥過程的特征在干燥速率曲線上更為直觀。干燥曲線和干燥速率曲線ABCD干燥速率U或NABCD物料溫度

twXcX*濕含量XIIIC’化工原理12[1]理論解釋對固體干燥過程中出現(xiàn)兩個(gè)干燥階段如何解釋？固體干燥過程中熱量、質(zhì)量同時(shí)傳遞，傳熱速率和傳質(zhì)速率可以表示為式中：q—傳熱通量，W/m2；N—干燥通量，kg/(m2·s)；Q—傳熱量，J；W—物料中所含的濕份總量，kg；h—對流傳熱系數(shù)或給熱系數(shù)，W/(m2·K)；kp

—推動(dòng)力為

p的對流傳質(zhì)系數(shù)，kg/(m2·

p·s)；t—?dú)怏w的溫度，℃；

—物料的表面溫度，℃；pi

—物料表面處濕分蒸汽的分壓，kN/m2；p—?dú)怏w中濕分蒸汽的分壓，kN/m2?；ぴ?2[1]理論解釋恒速干燥段：物料表面濕潤，X>Xc，汽化的是非結(jié)合水分。降速干燥段：X<Xc物料實(shí)際汽化表面變小(出現(xiàn)干區(qū))，第一降速段；汽化表面內(nèi)移，第二降速段；平衡蒸汽壓下降(各種形式的結(jié)合水)；固體內(nèi)部水分?jǐn)U散速度極慢(非多孔介質(zhì))。降速段干燥速率取決于濕份與物料的結(jié)合方式，以及物料的結(jié)構(gòu)，物料外部的干燥條件對其影響不大。恒定干燥條件下

=tw，p=psh和kp不變由物料內(nèi)部向表面輸送的濕份足以保持物料表面的充分濕潤，干燥速率由濕份汽化速率控制(取決于物料外部的干燥條件)，故恒速干燥段又稱為表面汽化控制階段。濕物料與氣體間的q和N恒定化工原理12[1]理論解釋開爾文公式：多孔介質(zhì)內(nèi)水份的傳遞：r(m)10-610-710-810-9Pr/P01.0011.0111.1142.95R2r化工原理12[1]臨界濕含量（Criticalmoisturecontent）Xc

決定兩干燥段的相對長短，是確定干燥時(shí)間和干燥器尺寸的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，對制定干燥方案和優(yōu)化干燥過程十分重要。物料空氣條件臨界濕含量品種厚度mm速度m/s溫度℃相對濕度%kg水/kg干料粘土6.41.0370.100.11粘土15.91.0320.150.13粘土25.410.6250.400.17高嶺土302.1400.400.181鉻革101.549-1.25砂＜0.044mm252.0540.170.210.044~0.074mm253.4530.140.100.074~0.177mm253.5530.150.0530.208~0.295mm253.5550.170.053新聞紙-0190.351.00鐵杉木254.0220.341.28羊毛織物--25-0.31白嶺粉31.81.0390.200.084白嶺粉6.41.037-0.04白嶺粉169~11260.400.13注意：Xc

與物料的厚度、大小以及干燥速率有關(guān)，所以不是物料本身的性質(zhì)。一般需由實(shí)驗(yàn)測定?；ぴ?2[1]影響干燥過程的主要因素物料尺寸和氣固接觸方式減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。粘土粒徑dp，m0.12410-210-310-410-510-6表面積A，m20.0240.33303003000(c)干燥介質(zhì)自下而上穿過物料層，可形成流化床(好)。(b)干燥介質(zhì)自上而下穿過物料層，不能形成流化床(中)；(a)干燥介質(zhì)平行掠過物料層表面(差)；

化工原理12[1]干燥介質(zhì)條件物料本性通過強(qiáng)化外部干燥條件(

t，

H，

u)來增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，減小氣膜阻力，可提高恒速段(表面汽化控制)的干燥速率，但對降速段(內(nèi)部擴(kuò)散控制)的改善不大。強(qiáng)化干燥條件將使Xc增加，更多水分將在降速段汽化。氣體溫度的提高受熱源條件和物料耐熱性的限制。

u，

H，需使用更大量的氣體，干燥過程能耗增加。物料本性不影響恒速段的干燥速率；物料結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式、結(jié)合力的強(qiáng)弱不同，降速段干燥速率差異很大。強(qiáng)化干燥速率時(shí)，須考慮物料本性。若恒速段速率太快，有些物料會(huì)變形、開裂或表面結(jié)硬殼；而在降速段則應(yīng)考慮物料的耐熱性，如熱敏性物料不能采用過高溫度的氣體作為干燥介質(zhì)。化工原理12[1]干燥過程的物料衡算和熱量衡算物料衡算（Massbalance）G1—濕物料進(jìn)口的質(zhì)量流率，kg/s；G2—產(chǎn)品出口的質(zhì)量流率，kg/s；Gc—絕干物料的質(zhì)量流率，kg/s；w1—物料的初始濕含量；w2—產(chǎn)品濕含量；L

—絕干氣體的質(zhì)量流率，kg/s；H1—?dú)怏w進(jìn)干燥器時(shí)的濕度；H2—?dú)怏w離開干燥器時(shí)的濕度；W

—單位時(shí)間內(nèi)汽化的水分量，kg/s。濕物料G1,

w1干燥產(chǎn)品G2,

w2熱空氣L,H1濕廢氣體L,H2絕干氣體消耗量絕干氣體比消耗化工原理12[1]熱量衡算（Heatbalance）Qp——預(yù)熱器向氣體提供的熱量，kW；Qd——向干燥器補(bǔ)充的熱量，kW；Ql——干燥器的散熱損失，kW。濕物料G1,

w1,

1,cm1干燥產(chǎn)品G2,

w2,

2,cm2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2濕氣體L,H0,t0,i0QpQdQl預(yù)熱器干燥器化工原理12[1]整個(gè)干燥系統(tǒng)的熱量衡算在連續(xù)穩(wěn)定操作條件下，系統(tǒng)無熱量積累，單位時(shí)間內(nèi)(以1秒鐘為基準(zhǔn))：濕物料G1,

w1,

1,cm1干燥產(chǎn)品G2,

w2,

2,cm2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2濕氣體L,H0,t0,i0QpQdQl氣體焓變物料焓變物料焓：氣體焓：化工原理12[1]整個(gè)干燥系統(tǒng)的熱量衡算汽化濕分所需要的熱量：物料焓變：加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量：放空熱損失：總熱量衡算：

化工原理12[1]預(yù)熱器的熱量衡算預(yù)熱器的作用在于加熱空氣。根據(jù)加熱方式可分為兩類：直接加熱式：如熱風(fēng)爐。將燃燒液體或固體燃料后產(chǎn)生的高溫?zé)煔庵苯佑米鞲稍锝橘|(zhì)；間接換熱式：如間壁換熱器?？諝忸A(yù)熱器傳給氣體的熱量為如果空氣在間壁換熱器中進(jìn)行加熱，則其濕度不變，H0=H1，即通過預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。立筒式金屬體燃煤間接加熱熱風(fēng)爐化工原理12[1]干燥器的熱量衡算熱氣體在干燥器中冷卻而放出的熱量：物理意義：氣體在干燥器中放出的熱量和補(bǔ)充加熱的熱量用于汽化濕分、加熱產(chǎn)品和補(bǔ)償設(shè)備的散熱損失?；ぴ?2[1]干燥器的熱量衡算理想干燥過程：氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化。多數(shù)工業(yè)干燥器無補(bǔ)充加熱，如果散熱損失可視為零且物料的初始溫度與產(chǎn)品溫度相同，則加熱物料所消耗的熱量為零；或當(dāng)干燥器的補(bǔ)充加熱量恰等于加熱物料和散熱損失的熱量，則干燥過程可視為理想干燥過程。理想干燥過程的熱量衡算式為理想干燥過程可近似為等焓過程，對空氣-水系統(tǒng)：化工原理12[1]干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率熱效率的定義：用于汽化濕分和加熱物料的熱量與外界向干燥系統(tǒng)提供的總熱量之比，即Ql’,Ql

，

h

。氣體用量

，Ql’

，干燥任務(wù)一定，

氣體用量，

Qd，可以提高干燥系統(tǒng)的熱效率。干燥系統(tǒng)熱量衡算式若Ql=Qd=0化工原理12[1]干燥系統(tǒng)的熱效率和干燥效率干燥效率：汽化濕分所需熱量與氣體在干燥器中放出的熱量之比值。（因?yàn)槠瘽穹值臒崃坎攀怯行崃浚└稍锵到y(tǒng)的總效率：對理想干燥過程：Qg=Qw，

d,max=100%化工原理12[1]當(dāng)熱、質(zhì)傳遞達(dá)平衡時(shí)，氣體對液體的供熱速率恰等于液體汽化的需熱速率時(shí)：干燥過程中的物料溫度在不同的干燥階段，物料溫度的變化規(guī)律不同。恒速干燥段的物料溫度恒定條件下，恒速干燥段物料表面維持在一個(gè)穩(wěn)定溫度tw。(1)氣體的濕球溫度（Wet-bulbtemperature）

qN對流傳熱hkH氣體t,H氣膜對流傳質(zhì)液滴表面tw,Hw液滴——濕球溫度tw定義式化工原理12[1]由于方程的非線性，求解tw需用試差法。恒速干燥段的物料溫度因流速等影響氣膜厚度的因素對h和kH有相同的作用，可認(rèn)為kH/h與速度等因素?zé)o關(guān)，而僅取決于系統(tǒng)的物性。飽和氣體：H=Hw，tw=t，即飽和氣體的干、濕球溫度相等。不飽和氣體：H<Hw，tw<t。對于空氣-水系統(tǒng)：結(jié)論：

tw=f(t,H)，氣體的t和H一定，tw為定值?；ぴ?2[1]恒速干燥段的物料溫度(2)濕球溫度的測定濕球溫度計(jì)測定濕球溫度的條件是保證純對流傳熱，即氣體應(yīng)有較大的流速和不太高的溫度，否則，熱傳導(dǎo)或熱輻射的影響不能忽略，測得的濕球溫度會(huì)有較大的誤差。通過測定氣體的干球溫度和濕球溫度，可以計(jì)算氣體的濕度：氣體ttw化工原理12[1]恒速干燥段的物料溫度(3)恒速干燥段的物料溫度物料充分濕潤，濕分在物料表面的汽化和在液面上汽化相同。物料經(jīng)過預(yù)熱，很快達(dá)到穩(wěn)定的溫度，由于對流傳熱強(qiáng)烈，物料溫度接近氣體的濕球溫度tw。對于空氣-水系統(tǒng)，tw<100℃。當(dāng)氣體的濕度一定時(shí)，氣體的溫度越高，干、濕球溫度的差值越大。結(jié)論：當(dāng)物料充分濕潤時(shí)，可以使用高溫氣體做干燥介質(zhì)而不至于燒毀物料。例如，可以使用500℃的氣體烘干淀粉。t℃2060100200500tw℃17.6228.3635.7647.6364.43對初始溫度為20℃、相對濕度為80%的常壓空氣化工原理12[1]降速干燥段的物料溫度降速干燥段物料的溫度

隨濕含量X的降低而升高。降速干燥段汽化的水份包括結(jié)合水分，其性質(zhì)與物料本性的關(guān)系十分復(fù)雜，故~X的變化規(guī)律通常需通過實(shí)驗(yàn)測定。假如(1)降速段干燥曲線為直線；(2)空氣干燥條件恒定；(3)物料粒徑在2-3mm以下；(4)Xc＜0.05。t、tw—?dú)怏w的干球溫度和濕球溫度，℃；

X、Xc、X*—物料的濕含量、臨界濕含量和平衡濕含量；cs—絕干物料比熱，kJ/(kg·℃)；rw—濕球溫度下的汽化潛熱，kJ/kg；

—物料溫度，℃。化工原理12[1]氣體進(jìn)出口狀態(tài)的確定物料性質(zhì)(耐熱性或熱敏性物料)熱源條件(蒸汽或煙道氣)干燥工藝(室式、氣流或流化床干燥)干燥器進(jìn)口氣體的溫度t1和濕度H1干燥介質(zhì)為空氣時(shí)：進(jìn)口濕度取決于大氣的條件和預(yù)熱器的加熱方式。對間壁換熱器，H1=H0。因燃料攜帶的少量水分或在燃燒過程中生成的水分，煙道氣濕度高于大氣濕度。干燥器出口氣體的溫度t2和濕度H2以蒸汽為熱源通過間壁換熱產(chǎn)生的熱空氣，其出口溫度一般取為60~90℃。氣體出口溫度

，傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力

，干燥速率

，放空熱損失

，熱效率

。氣體出口溫度

，推動(dòng)力

，生產(chǎn)能力

，甚至發(fā)生吸濕返潮現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞設(shè)備和管道，破壞干燥器的正常操作。干燥器的經(jīng)濟(jì)性化工原理12[1]露點(diǎn)溫度及氣體出口溫度的校核目的：防止氣體出口濕度過高所引起的濕分凝結(jié)。方法：由氣體出口濕度求得露點(diǎn)溫度td，再根據(jù)氣體出口溫度與td的差值來判斷是否會(huì)發(fā)生濕分凝結(jié)。干燥系統(tǒng)中氣體的極限溫度對于空氣-水系統(tǒng)為確保物料在干燥器以及其后的分離除塵系統(tǒng)中不發(fā)生返潮，工業(yè)上一般取氣體的出口溫度高于露點(diǎn)溫度20-50℃。當(dāng)氣體的P、H不變，則濕分分壓p不變。ps=p,ts=td化工原理12[1]露點(diǎn)溫度及氣體出口溫度的校核露點(diǎn)溫度測定方法：將一面用冷卻劑冷卻的鏡子置于氣樣中，當(dāng)與鏡面接觸的氣體開始析出液體時(shí)，鏡面上形成的薄霧使光線的反射能力開始變差，此時(shí)鏡面的溫度即為露點(diǎn)溫度。化工原理12[1]干燥過程中氣體狀態(tài)的變化干燥器中氣固兩相的流動(dòng)方向可分為并流、逆流和錯(cuò)流。預(yù)熱段的氣體狀態(tài)預(yù)熱段為物料單純加熱過程，物料濕含量可視為不變。若忽略預(yù)熱段散熱損失，則氣體放出的熱量全部用于加熱物料。L,t1,H1tb,Hbtc,Hctw,Xbtw,XcGc,

1,X1L,t2,H2Gc,

2,X2干燥器長度化工原理12[1]高溫不飽和氣體與液體在絕熱條件下進(jìn)行傳熱傳質(zhì)并達(dá)到平衡狀態(tài)的過程。達(dá)到平衡時(shí)，氣體與液體溫度相等，氣體為液體的蒸汽所飽和。恒速干燥段的氣體狀態(tài)若忽略散熱損失，恒速段氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化，氣體狀態(tài)經(jīng)歷降溫增濕的變化。(1)絕熱飽和過程(Adiabaticsaturationprocess)絕熱飽和溫度tas：過程結(jié)束時(shí)氣液兩相達(dá)到的同一溫度由于ras和Has是tas的函數(shù)，故絕熱飽和溫度tas是氣體溫度t和濕度H的函數(shù)。已知t和H，可以試差求解tas。對于空氣-水系統(tǒng)：化工原理12[1](2)恒速干燥段氣體狀態(tài)忽略散熱損失上兩式為恒速段氣體溫度t和濕度H隨X的變化關(guān)系。給定X(Xc

X

X1)，即可求得對應(yīng)的氣體溫度t和濕度H。已知物料的Xc，可計(jì)算臨界點(diǎn)的氣體溫度tc和濕度Hc。降速干燥段氣體狀態(tài)忽略散熱損失上兩式為降速段氣體溫度t和濕度H隨X的變化關(guān)系。給定X(X2

X

Xc)，即可求得對應(yīng)的氣體溫度t和濕度H。L,t1,H1tb,Hbtc,Hctw,Xbtw,XcGc,

1,X1t2,H2

2,X2干燥器長度化工原理12[1]恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間物料的停留時(shí)間應(yīng)大等于給定條件下將物料干燥至指定的濕含量所需的干燥時(shí)間，并由此確定干燥器尺寸。若已知物料的初始濕含量X1

和臨界濕含量Xc，則恒速段的干燥時(shí)間為恒速干燥段的干燥時(shí)間若傳熱干燥面積A為已知，則由上式求干燥時(shí)間

的問題歸結(jié)為氣固對流給熱系數(shù)h

的求取?；ぴ?2[1]恒速干燥段的干燥時(shí)間(1)對于板狀物料或靜止的物料層L’—濕氣體質(zhì)量流速，kg/(m2·h)；u0

—空床氣速，m/s；L’—濕氣體質(zhì)量流速，kg/(m2·h)；dp—物料粒徑，m；cp—物料比熱，kJ/(kg·K)；

、

—?dú)怏w的密度和粘度。(2)氣體穿流通過顆粒物料的固定床層適用條件：L’=2450~29300kg/(m2·h)，氣體溫度45~150℃?；ぴ?2[1](3)氣體通過顆粒流化床層因流化床中氣固兩相對流傳熱機(jī)理的復(fù)雜性，實(shí)驗(yàn)結(jié)果分散，誤差很大。等速運(yùn)動(dòng)段(4)氣流干燥器中氣體與顆粒間的傳熱——Frantz表觀給熱系數(shù)通用計(jì)算式加速運(yùn)動(dòng)段的給熱系數(shù)隨物性和操作條件而異注意：利用上述方程計(jì)算給熱系數(shù)來確定干燥速率和干燥時(shí)間，其誤差較大，僅能作為粗略估計(jì)。聚氯乙烯桐榮良三式化工原理12[1]降速干燥段的干燥時(shí)間(1)圖解積分法降速段的干燥時(shí)間可以從物料干燥曲線上直接讀取。計(jì)算上通常是采用圖解法或解析法。當(dāng)降速段的U~X呈非線性變化時(shí)，應(yīng)采用圖解積分法。在X2~

Xc之間取一定數(shù)量的X值，從干燥速率曲線上查得對應(yīng)的U，計(jì)算Gc/U；作圖Gc/U~X，計(jì)算曲線下面陰影部分的面積。XoXcX2Gc/U化工原理12[1]降速干燥段的干燥時(shí)間(2)解析法當(dāng)降速段的U~X呈線性變化時(shí)，可采用解析法。降速段干燥速率曲線可表示為ABCD干燥速率UXUXcX*濕含量XUc當(dāng)缺乏平衡水分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以假設(shè)X*=0，則有化工原理12[1]氣體濕度圖（Humiditychart）濕氣體參數(shù)的計(jì)算比較繁瑣，甚至需要試差。為了方便和直觀，通常使用濕度圖。化工原理12[1]空氣濕度圖的繪制（Humiditychart）對于空氣-水系統(tǒng)，tas

tw，等tas線可近似作為等tw線。每一條絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)都具有相同的tas。物理意義：以絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)為始點(diǎn)，經(jīng)過絕熱飽和過程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，所有各狀態(tài)的氣體的溫度都變?yōu)橥粶囟?。橫坐標(biāo)：空氣的干球溫度，所有縱線為等溫線。右側(cè)縱坐標(biāo)：空氣的濕度，所有的橫線為等濕度線。(1)等相對濕度線(等

線)總壓P一定，對給定的

：因ps=f(t)，故H=f(t)。(2)絕熱冷卻線（等tas線）對給定的tas：t=f(H)化工原理12[1](3)濕熱-濕度線(cH

-H)總壓P=101.325kPa時(shí)： 濕比熱是濕度的函數(shù)，在圖中的溫度范圍內(nèi)與溫度無關(guān)。(4)濕比容-溫度線(

H

-H)對于P=101.325kPa的飽和空氣： 若已知濕度和溫度，即可由對應(yīng)直線查得氣體濕比容。由于Has=f(t)

，故

Has=f(t)

。注意：高溫t~H圖具有不同的特點(diǎn)，例如，濕比熱cH與溫度t有關(guān)。高溫t~H圖可從有關(guān)手冊查取?；ぴ?2[1]過P點(diǎn)的絕熱冷卻線與

=100%的等相對濕度線的交點(diǎn)在橫坐標(biāo)上對應(yīng)的值即為絕熱飽和溫度。讀得tas=52℃，即tw=

tas=52

℃；解：由t=62℃的等溫線和H=0.092的等濕度線可以確定一個(gè)交點(diǎn)P：過P點(diǎn)的等

線上讀得

=60%；空氣濕度圖的用法（Useofhumiditychart）【例12-12】已知t=62℃，H=0.092，求

、tas、tw、td、cH和iH。cH~H

=60%1.18cHkJ/(kg絕干氣體·K)

0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP過P點(diǎn)的等濕度線（H=0.092）與

=100%的等相對濕度線的交點(diǎn)，在橫坐標(biāo)上對應(yīng)的值即為露點(diǎn)溫度，讀得td=51℃；過P點(diǎn)的等濕度線與cH-H線的交點(diǎn)在頂部橫軸上的讀數(shù)即為cH，讀得cH

=1.18

kJ/(kg絕干氣體·K)；

=100%52℃51℃化工原理12[1]空氣濕度圖的用法（Useofhumiditychart）【例12-12】已知t=62℃，H=0.092，求

、tas、tw、td、cH和iH。在

H~t線簇中內(nèi)插找到H=0.092的直線，該直線與t=62℃的等溫線相交于一點(diǎn)，由該交點(diǎn)讀得

H=1.092m3/kg絕干氣體；62℃溫度t1.092

H(m3/kg)

H~t在t-H圖中沒有濕焓iH，可直接由公式計(jì)算：

Has~tH=0.092化工原理12[1]空氣濕度圖的用法（Useofhumiditychart）在橫軸上作t=52℃的等溫線與

=100%的等相對濕度線相交，作過此交點(diǎn)的絕熱冷卻線，與t=62℃的等溫線的交點(diǎn)即為空氣狀態(tài)P點(diǎn)?！纠?2-13】測得空氣的干球溫度t=62℃，濕球溫度tw=52℃，試求空氣的H、

、tas、td和iH。解：tw=tas=52℃；先確定tas=52℃的絕熱冷卻線。

=60%0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP

=100%52℃51℃由氣體狀態(tài)P點(diǎn)，用上例中類似的方法可以查出H=0.092，

=60%，td=51℃，計(jì)算得出iH=302.26kJ/kg。化工原理12[1]空氣濕度圖的用法（Useofhumiditychart）【例12-14】已知空氣的露點(diǎn)溫度td=51℃，相對濕度

=60%，試求t、H、tas、tw和iH。解：由t=51℃的等溫線與

=100%的等相對濕度線的交點(diǎn)作過該點(diǎn)的等濕度線(H=0.092)，該線與

=60%的等相對濕度線交于P點(diǎn)。

=60%0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP

=100%52℃51℃由氣體狀態(tài)P點(diǎn)，用上例中類似的方法可以讀出P點(diǎn)對應(yīng)的空氣參數(shù)：t=62℃，H=0.092，tas=tw=52℃，計(jì)算得iH=302.26kJ/kg?；ぴ?2[1]干燥器（Dryer）干燥器：實(shí)現(xiàn)物料干燥過程的機(jī)械設(shè)備。被干燥物料的特點(diǎn)：形狀：有板狀、塊狀、片狀、針狀、纖維狀、粒狀、粉狀，膏糊狀甚至液狀等；結(jié)構(gòu)：多孔疏松型，緊密型；耐熱性：熱敏性；結(jié)塊：易粘結(jié)成塊的濕物料在干燥過程中能逐步分散，散粒性很好的濕物料在干燥過程中可能會(huì)嚴(yán)重結(jié)塊。對產(chǎn)品的要求：干燥程度：脫除表面水分，結(jié)合水分甚至結(jié)晶水分。要求的平均濕含量和干燥均勻性。外觀：一定的晶型和光澤，不開裂變形等。由于物料的多樣性，年生產(chǎn)能力也有很大差別，故干燥器的形式也很多。化工原理12[1]干燥器（Dryer）按加熱方式可將干燥器分為：干燥器的選型應(yīng)考慮以下因素：(1)對流干燥器，如：洞道式干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、噴霧干燥器等；(2)傳導(dǎo)干燥器，如：滾筒式干燥器、耙式干燥器、間接加熱干燥器等；(3)輻射干燥器，如：紅外線干燥器；(4)介電加熱干燥器，如：微波干燥器。(1)保證物料的干燥質(zhì)量，干燥均勻，不發(fā)生變質(zhì)，保持晶形完整，不發(fā)生龜裂變形；(2)干燥速率快，干燥時(shí)間短，單位體積干燥器汽化水分量大，能做到小設(shè)備大生產(chǎn)；(3)能量消耗低，熱效率高，動(dòng)力消耗低；(4)干燥工藝簡單，設(shè)備投資小，操作穩(wěn)定，控制靈活，勞動(dòng)條件好，污染環(huán)境小?；ぴ?2[1]對流干燥器（ConvectiveDryer）(1)并流干燥(2)逆流干燥高濕含量物料在進(jìn)口與高溫低濕氣體接觸，傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力大，干燥速度很快。低濕含量物料在出口與低溫高濕氣體接觸，推動(dòng)力小，干燥速度較慢。適用于濕物料能承受強(qiáng)烈干燥而不發(fā)生龜裂、變形或表面結(jié)硬殼，而干物料又不能耐高溫，且產(chǎn)品濕含量較高的情況。(3)錯(cuò)流干燥進(jìn)口端濕物料與低溫高濕的氣體接觸，出口端干物料與高溫低濕的氣體接觸，各處干燥推動(dòng)力和干燥速度比較均勻，適用于濕物料不允許強(qiáng)烈干燥，而干物料又可以耐高溫，產(chǎn)品濕含量很低的場合。干燥介質(zhì)垂直穿過物料層，氣體進(jìn)入和流出物料層時(shí)，其溫度和濕度均有較大變化，要求物料能耐高溫，并能承受快速干燥?；ぴ?2[1]氣流干燥器（Flashdryer）氣流干燥器的結(jié)構(gòu)與流程：1-空氣過濾器2-空氣加熱器3-加料器4-風(fēng)機(jī)5-干燥管6-旋風(fēng)分離器7-除塵器化工原理12[1]氣流干燥器的特點(diǎn)(1)干燥速度快，固體物料分散懸浮在氣流中，氣固兩相間具有很大的傳熱傳質(zhì)面積。熱氣體進(jìn)口速度高(20-40m/s)，氣固兩相間(尤其是加速段)相對速度很大，平均體積傳熱系數(shù)ha為3000-7000W/(m3·K)，比其它類型干燥器高幾倍至幾十倍，同等生產(chǎn)能力條件下，氣流干燥器的體積小得多。(2)氣固并流操作，符合干燥基本規(guī)律，即在恒速段干燥條件十分強(qiáng)烈，而在降速段內(nèi)擴(kuò)散控制時(shí)，溫和的干燥條件正好與之相適應(yīng)，可以使用高溫氣體作為干燥介質(zhì)而不會(huì)燒壞物料。(3)干燥時(shí)間短，物料從進(jìn)入干燥器開始，到氣固兩相脫離接觸，整個(gè)干燥過程不超過1秒鐘，因而氣流干燥又稱為快速干燥或閃蒸干燥，特別適合于熱敏性物料的干燥。(4)氣流干燥器中，固體物料呈活塞流流動(dòng)，每一顆粒子經(jīng)歷的干燥時(shí)間大致相同，因而干燥產(chǎn)品的濕含量均勻一致。(5)結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小?；ぴ?2[1]氣流干燥器的缺點(diǎn)(1)物料停留時(shí)間短，只適合于干燥非結(jié)合水分的干燥，故常被用作物料的預(yù)干燥；(2)顆粒破碎現(xiàn)象比較嚴(yán)重，顆粒之間以及顆粒與器壁之間的碰撞與摩擦。故不適合于干燥晶形不允許破壞的物料；(3)氣固兩相分離任務(wù)很重，固體產(chǎn)品的放空損失較大，粉料排空對環(huán)境造成一定污染；(4)氣固兩相接觸時(shí)間短，傳熱不充分，氣體放空損失大，熱效率較低；(5)氣體通過干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大，因而風(fēng)機(jī)的動(dòng)力消耗較高，故總能耗較高。加速運(yùn)動(dòng)段是氣流干燥器最有效的干燥區(qū)段，一根10m長的氣流管，80%左右的水分量是在長約2m左右的加速段汽化干燥的?；ぴ?2[1]氣流干燥器的傳熱強(qiáng)化(1)多級氣流干燥器(2)脈沖式氣流干燥器(3)旋風(fēng)式氣流干燥器將多臺(tái)氣流干燥串聯(lián)使用，總管長相同的情況下，加速段增加。且各干燥器可選擇合適的氣體條件，有利于熱能的回收和合理利用。在淀粉、奶粉生產(chǎn)中被廣泛采用。脈沖管內(nèi)氣速隨管徑變化而交替地增大和減小。由于慣性的作用，顆粒運(yùn)動(dòng)速度滯后氣體，使氣固兩相的相對速度增加。類似于旋風(fēng)分離器，但更長，氣流攜帶固體顆粒沿切線方向進(jìn)入后作螺旋運(yùn)動(dòng)，使物料在瞬間得到干燥。適用于允許磨損的熱敏性物料（如制藥行業(yè)）。化工原理12[1]散粒狀濕物料從加料口加入，熱氣體穿過流化床底部的多孔氣體分布板，形成許多小氣流射入物料層。將操作氣速控制在一定范圍內(nèi)時(shí)，顆粒物料懸浮在上升的氣流中形成沸騰狀流化床，料層內(nèi)顆粒物料的相互碰撞、混合劇烈，氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)過程得到強(qiáng)化，使物料得以干燥。干燥產(chǎn)品經(jīng)床側(cè)出料管卸出，濕廢氣體由引風(fēng)機(jī)從床層頂部抽出排空，用旋風(fēng)分離器分離所夾帶的少量細(xì)微粉。流化床干燥器（Fluidizedbeddryer）又稱為沸騰床干燥器，是流態(tài)化技術(shù)在干燥作業(yè)上的應(yīng)用。結(jié)構(gòu)及操作原理濕物料廢氣熱空氣干品化工原理12[1]流化床干燥器（Fluidizedbeddryer）化工原理12[1]流化床干燥器的特點(diǎn)(1)氣流干燥與流態(tài)化干燥的區(qū)別在于操作氣速不同。氣流管中顆粒濃度較低，流化層中顆粒濃度較大；(2)操作氣速低，但顆粒濃度高，氣固接觸面積很大，顆粒劇烈運(yùn)動(dòng)使氣膜受到強(qiáng)烈沖刷，表面更新速率很快，傳熱傳質(zhì)速率很高，體積傳熱系數(shù)ha可達(dá)2300~7000W/(m3·K)；(3)物料顆粒的劇烈運(yùn)動(dòng)和相互混合使床內(nèi)各處的溫度均勻一致，避免了物料的局部過熱，為物料的優(yōu)質(zhì)干燥提供了條件；(4)物料停留時(shí)間任意可調(diào)，特別適合于干燥結(jié)合水分；(5)連續(xù)操作時(shí)物料的停留時(shí)間分布很不均勻，部分物料因停留時(shí)間過短而干燥不充分(underdry)，部分顆粒因停留時(shí)間過長而過分干燥(overdry)。單層流化床僅用于對產(chǎn)品濕含量的均勻性要求不高的場合，如硫銨、磷銨和氯化銨等的干燥。工業(yè)上常將流化床干燥器與氣流干燥器串聯(lián)使用，利用氣流干燥的閃蒸作用，迅速使物料的表面水分汽化，然后送入流化床干燥器中進(jìn)一步脫除物料所含的結(jié)合水分?；ぴ?2[1]流化床干燥器的工藝流程XF系列沸騰干燥器常州優(yōu)力干燥設(shè)備有限公司化工原理12[1]流化床干燥器的用途流化床干燥器適用于散粒狀物料的干燥。物料的粒徑一般為0.1~6mm，最佳粒徑為0.5~3mm。(1)醫(yī)藥藥品中的原料藥、壓片顆粒、中藥沖劑；(2)化工原料中的塑料樹脂、檸檬酸和其它粉狀、顆粒狀物料的干燥除濕；(3)食品、糧食加工、食品飲料沖劑、玉米胚芽、飼料等的干燥。化工原理12[1]停留時(shí)間不均勻問題的解決方法多層流化床固體在每一層完全混合，但層與層之間不相混。改善了物料停留時(shí)間的分布，層數(shù)越多，產(chǎn)品濕含量愈均勻。國內(nèi)使用五層流化床干燥滌綸切片，效果很好。氣固兩相逆流流動(dòng)，有利于降低產(chǎn)品的濕含量，且可使熱量的利用更加充分。多層流化床特別適合于產(chǎn)品濕含量較低、冷物料不能承受強(qiáng)烈干燥而干物料可以耐高溫的場合。多層床其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，氣體的流動(dòng)阻力也較大，因而限制了多層流化床的應(yīng)用。主要問題：控制物料順利流至下一層的量，且不使氣體沿溢流管短路跑掉。在應(yīng)用中常因操作不當(dāng)而不能正常生產(chǎn)?；ぴ?2[1]可按需將床層分隔成3~6室，最多可達(dá)12室（如聚丙烯流化床干燥器）。物料依次通過各室，最后翻過堰板卸出。多個(gè)全混室串聯(lián)的結(jié)果使物料的停留時(shí)間分布接近活塞流。各室氣體流速、溫度可靈活調(diào)節(jié)，以形成最佳流化狀態(tài)和干燥條件，氣體壓降比多層床低，操作穩(wěn)定性也好，但熱效率不及多層床高。停留時(shí)間不均勻問題的解決方法臥式多室流化床流化床干燥器結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)較低，可動(dòng)部件少，維修費(fèi)用低，物料磨損較小，氣固分離比較容易，傳熱傳質(zhì)速率快，熱效率較高，物料停留時(shí)間可以任意調(diào)節(jié)，因而這種干燥器在工業(yè)上獲得了廣泛的應(yīng)用，已發(fā)展成為粉粒狀物料干燥的最主要手段?；ぴ?2[1]沸騰制粒干燥器空氣由系統(tǒng)風(fēng)機(jī)從過濾器、加熱器入口吸入，經(jīng)凈化、加熱后從制粒器下部篩網(wǎng)穿過，高速氣流維持粉末物料懸浮，形成穩(wěn)定的流化床；粘結(jié)劑溶液經(jīng)輸液泵壓送到噴槍，呈霧狀噴射到干燥室中，使粉末凝聚成多孔狀顆粒；粒子形成后，按預(yù)定周期在干燥器中干燥，含濕空氣經(jīng)干燥器頂部防靜電袋濾器脫除粉塵后排至室外?；ぴ?2[1]沸騰制粒干燥器沸騰制粒方法是噴霧技術(shù)和流化技術(shù)綜合運(yùn)用的成果，使傳統(tǒng)的混合、制粒、干燥過程在同一密閉容器中一次完成，故又稱為“一步制粒器”。沸騰制粒干燥器的特點(diǎn)(1)粉末制粒后，改善了流動(dòng)性，減少了粉塵的飛揚(yáng)，同時(shí)獲得了溶解性良好的產(chǎn)品；(2)由于混合、制粒、干燥過程一次完成，熱效率高；(4)產(chǎn)品的粒度能自由調(diào)節(jié)；(5)設(shè)備無死角，卸料快速、安全、清洗方便?；ぴ?2[1]沸騰制粒干燥器FLCFLB型沸騰制粒干燥器常州優(yōu)力干燥設(shè)備有限公司GFG型沸騰制粒干燥器常州優(yōu)力干燥設(shè)備有限公司化工原理12[1]振動(dòng)流化床干燥器用途：用于干燥難以流化的物料。物料自進(jìn)料口進(jìn)入，在振動(dòng)力作用下，物料沿水平流化床拋擲向前連續(xù)運(yùn)動(dòng)，熱風(fēng)向上穿過流化床同濕物料換熱后，濕空氣經(jīng)旋風(fēng)分離器除塵后由排風(fēng)口排出，干燥物料由排料口排出?；ぴ?2[1]振動(dòng)流化床干燥器振動(dòng)流化床干燥器的特點(diǎn)(1)醫(yī)藥化工。如各種壓片顆粒、硼酸、硼砂、苯二酚、蘋果酸、馬來酸等。(2)食品建材。如酒糟、味精、砂糖、食鹽、礦渣、豆瓣、種籽等。(3)物料的冷卻、增濕等。(1)物料受熱均勻，熱交換充分，干燥強(qiáng)度高，比普通干燥器節(jié)能30%左右；(2)流態(tài)化穩(wěn)定，無死角和吹穿現(xiàn)象；(3)可調(diào)性好，適應(yīng)面寬，料層厚度和在機(jī)內(nèi)移動(dòng)速度以及振幅變更均可實(shí)現(xiàn)無級調(diào)節(jié)；(4)對物料表面損傷小，可用于易碎、顆粒不規(guī)則物料的干燥；(5)全封閉結(jié)構(gòu)可有效防止物料與空氣間的交叉污染。振動(dòng)流化床干燥器的應(yīng)用范圍化工原理12[1]振動(dòng)流化床干燥器ZLG系列振動(dòng)流化床干燥器常州優(yōu)力干燥設(shè)備有限公司化工原理12[1]噴霧干燥器（Spraydryer）用于干燥溶液、漿液或懸浮液。液狀物料由霧化器噴成霧狀細(xì)滴并分散于熱氣流中，使水分迅速汽化而獲得微粒狀干燥產(chǎn)品。霧滴直徑通常僅為30~60

m，每升料液具有100~600m2的蒸發(fā)面積，故所需干燥時(shí)間很短（約為5~30s）。特別適合于干燥熱敏性的物料，如牛奶、蛋制品、血漿、洗衣粉、抗菌素、酵母和染料等，已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、燃料、塑料及化學(xué)肥料等行業(yè)?；ぴ?2[1]噴霧干燥器（Spraydryer）1-濾風(fēng)罩2-送風(fēng)機(jī)3-加熱器(電,蒸汽,燃油,氣,煤)4-料槽5-供料泵6-噴槍7-干燥塔8-一級收塵器(旋風(fēng)分離器)9-二級收塵器(旋風(fēng)分離器,袋濾器)10-引風(fēng)機(jī)11-濕式除塵器(水沫除塵器,文丘里)化工原理12[1]噴霧干燥器（Spraydryer）包埋附聚微膠囊化造粒干燥系統(tǒng)1-濾風(fēng)罩2-送風(fēng)機(jī)3-加熱器4-料槽5-供料泵6-霧化器7-干燥塔8-一級收塵器（旋風(fēng)分離器）9-二級收塵器（旋風(fēng)分離器,袋濾器）10-引風(fēng)機(jī)11-濕式除塵器（水沫除塵器,文丘里）12-振動(dòng)流化床13-分級篩

化工原理12[1]霧化器（Sprayer）霧化器的一般要求霧化器是噴霧干燥器的關(guān)鍵部件，它將影響到產(chǎn)品的質(zhì)量和能量消耗，好的霧化器應(yīng)具有霧滴直徑均勻，噴嘴結(jié)構(gòu)簡單，生產(chǎn)能力大，能量消耗低，操作方便等特點(diǎn)。氣流式霧化器壓縮空氣在噴嘴處達(dá)到音速并形成很低的壓力，抽送料液由噴嘴成霧狀噴出。可制備粒徑小于5

m的微細(xì)顆粒，能處理粘度較大的料液，但動(dòng)力消耗較大，裝置的生產(chǎn)能力較小。料液空氣化工原理12[1]霧化器（Sprayer）離心式霧化器料液送入一高速旋轉(zhuǎn)的（4000~20000rpm）裝有放射形葉片的圓盤中央，在離心力作用下加速從周邊（周向速度100~160m/s）呈霧狀灑出。軸料液優(yōu)點(diǎn)：操作簡單，對物料的適應(yīng)能力強(qiáng)，操作彈性大，產(chǎn)品粒徑均勻。特別適合于處理固相含量較高的液體。缺點(diǎn)：干燥器直徑較大，霧化器加工難度大，制造價(jià)格高?；ぴ?2[1]霧化器（Sprayer）壓力式霧化器應(yīng)用最為廣泛。用泵將料液加壓至30-200atm并通入噴嘴，噴嘴內(nèi)有螺旋室，液體在其中高速旋轉(zhuǎn)并從出口小孔處呈霧狀噴出。優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，造價(jià)低，動(dòng)力消耗低。缺點(diǎn)：操作彈性小，產(chǎn)品粒徑不均勻，噴嘴容易因腐蝕或磨損而影響噴霧質(zhì)量?；ぴ?2[1]噴霧干燥器（Spraydryer）直線型并流：對于易粘壁的物料，液滴隨氣流并行向下，可減少液滴撞向器壁的機(jī)會(huì)，但停留時(shí)間短，干燥器的塔身較高。螺旋形并流：物料停留時(shí)間較長，塔身可較低，但離心力作用使液滴甩向器壁的機(jī)會(huì)增多。逆流：廢氣從塔頂排出，為了減少未干液滴隨廢氣帶出，氣體速度不宜過高，故達(dá)到一定生產(chǎn)能力的干燥器直徑較大。優(yōu)點(diǎn)：干燥速度快，干燥時(shí)間短，特別適合于熱敏性物料；由液體直接得到干燥產(chǎn)品，無需蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作，故又稱為一步干燥法。缺點(diǎn)：體積傳熱系數(shù)很低，ha約為30~90W/m2·K，水分汽化強(qiáng)度僅為10~20kg/m3·h，故干燥器體積龐大，熱效率較低，動(dòng)力消耗較大。提高生產(chǎn)能力的方法：采用過熱料液，在加壓下將料液預(yù)熱至200~300℃進(jìn)入霧化器，液滴通過吸收自身的顯熱而使部分水分汽化?；ぴ?2[1]廂式(室式)干燥器(Traydryer)小型的稱為烘箱，大型的稱為烘房，可同時(shí)處理多種物料。通常在常壓或真空下間歇操作。廂內(nèi)設(shè)有支架，濕物料放在矩形淺盤內(nèi)，或懸掛在支架上(板狀物料)，空氣經(jīng)加熱器預(yù)熱并均勻分配后，平行掠過物料表面，離開物料表面的濕廢氣體，部分排空，部分循環(huán)，與新鮮空氣混合后用作干燥介質(zhì)。進(jìn)風(fēng)排氣物料盤加熱器風(fēng)扇小車進(jìn)風(fēng)排氣化工原理12[1]廂式干燥器的特點(diǎn)對各種物料的適應(yīng)性強(qiáng)，但物料得不到分散，氣固兩相接觸不好，干燥時(shí)間長?？捎枚嗫椎装鍦\盤，使氣體自上而下穿流通過物料層(穿流型廂式干燥器)，以提高干燥速率。優(yōu)點(diǎn)：對物料適應(yīng)性強(qiáng)，可以用于各種物料