8精細(xì)化工過程與設(shè)備-第八章-固體干燥---副本

1、第八章 固體的干燥,8.1 概述 固體干燥是指含有含有水分或其他溶劑的固體濕物料，受熱之后使其中的水分或其他溶劑汽化，除去濕分的單元操作。干燥過程不同于壓榨、離心、過濾等機(jī)械去濕的分離過程，它是一個(gè)傳熱、傳質(zhì)的過程，可較為徹底地去除物料表面乃至內(nèi)部的濕分。由于干燥過程中，濕分發(fā)生相變，所以與機(jī)械去濕相比，其能耗較大，費(fèi)用較高。 干燥在許多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。干燥的產(chǎn)品便于加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用。例如，化學(xué)肥料硝銨、尿素都是利用噴霧造粒的方法而獲得粒度均勻的干顆粒產(chǎn)品；呈懸浮液狀的染料或經(jīng)過過濾所得的染料濾餅，若不經(jīng)過干燥，濕物料在儲(chǔ)存中就要發(fā)生分層，出現(xiàn)色差；食品工業(yè)中，干燥是食品保藏和食品加

2、工的重要手段之一，要長(zhǎng)期保存食品，一般都采用干燥的方法。其它各行各業(yè)也都離不開干燥過程。 一，干燥方式 干燥過程中按熱能傳給濕物料的方式不同，可將干燥分成以下幾類。,第八章 固體的干燥,（1）傳導(dǎo)干燥 利用加熱表面將熱量傳給濕物料，濕物料中的濕分汽化而與物料分開的干燥操作過程，稱為傳導(dǎo)干燥。由于該過程中濕物料與加熱介質(zhì)不直接接觸，故又稱為間接加熱干燥。如果被干燥物料很稀或很濕時(shí)，則可采用傳導(dǎo)加熱。傳導(dǎo)加熱的熱能利用率高，但干燥濕度比對(duì)流干燥高。 （2）對(duì)流干燥 將干燥介質(zhì)（熱空氣等）送入干燥器，以對(duì)流傳熱方式，將熱能傳給濕物料，使物料中的水分（或溶劑）汽化，物料內(nèi)部的水分（或溶劑）以氣態(tài)或液態(tài)

3、形式擴(kuò)散至物料表面，然后汽化的蒸汽從表面擴(kuò)散至載熱主體帶出干燥器，這一干燥過程稱為對(duì)流干燥。對(duì)流干燥過程中傳質(zhì)傳熱同時(shí)發(fā)生，干燥介質(zhì)在將熱量傳給濕物料的同時(shí)，又將汽化的水分（或溶劑）帶出干燥器，故干燥介質(zhì)既是載熱體又是載濕體，干燥介質(zhì)在干燥過程中是降溫增濕過程。,第八章 固體的干燥,（3）輻射干燥 熱能以電磁波的形式由輻射器輻射至濕物料的表面，并被濕物料吸收轉(zhuǎn)化為熱能，而使水分或溶劑汽化，這一干燥過程稱為輻射干燥。輻射器有電能輻射器（如用于發(fā)射紅外線的燈泡）和熱能輻射器，干燥過程中熱能比較集中，適用于干燥固體扁平狀物料。 （4）介電加熱干燥 利用高頻交流電壓，以物料中介電損失所產(chǎn)生的內(nèi)部熱使?jié)?/p>

4、物料加熱，水分汽化，物料被干燥。這種內(nèi)部加熱方式加熱效率高，干燥時(shí)間短，但費(fèi)用大，使用上也受到一定限制。 化工生產(chǎn)中應(yīng)用最普遍的是以不飽和熱空氣為干燥介質(zhì)的對(duì)流干燥。本章介紹的干燥設(shè)備也以這種干燥方式為主。,第八章 固體的干燥,二，對(duì)流干燥過程 1，對(duì)流干燥流程 圖8.1為典型的對(duì)流干燥流程示意圖，空氣經(jīng)預(yù)熱器加熱到適當(dāng)溫度后進(jìn)入干燥器，在干燥器中，空氣與濕物料直接接觸，沿其行程，氣體溫度降低，濕含量增加，廢氣從干燥器另一端排出。對(duì)間隙干燥過程，濕物料成批放入干燥器內(nèi)，待干燥至指定的含濕量要求后一次取出。對(duì)連續(xù)干燥過程，濕物料被連續(xù)地加入和排出，濕物料與空氣可以是并流、逆流或其他形式接觸。,圖

5、8.1 典型的對(duì)流干燥流程示意圖,第八章 固體的干燥,2，對(duì)流干燥過程的特點(diǎn) 在對(duì)流干燥過程中，經(jīng)過預(yù)熱的不飽和熱空氣從濕物料的表面流過，將熱量傳給濕物料，使物料表面水分汽化，汽化的水分由空氣帶走。干燥介質(zhì)既是載熱體又是載濕體，它將熱量傳給物料的同時(shí)，又把由物料中汽化出來的水分帶走，所以，干燥是傳熱和傳質(zhì)同時(shí)進(jìn)行的過程。傳熱的方向是由氣相到固相，熱空氣與濕物料的溫差是傳熱的推動(dòng)力，傳質(zhì)的方向是由固相到氣相，傳質(zhì)的推動(dòng)力是物料表面的水汽分壓與熱空氣中水汽分壓之差。傳熱傳質(zhì)的方向相反，但密切相關(guān)，干燥速率由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制。 干燥操作的必要條件是物料表面的水汽分壓必須大于干燥介質(zhì)（空氣）

6、中的水汽分壓，在其他條件相同的情況下，兩者差別越大干燥操作進(jìn)行得越快。所以干燥介質(zhì)應(yīng)及時(shí)將汽化的水汽帶走，以維持一定的傳質(zhì)推動(dòng)力。如果干燥介質(zhì)被水汽所飽和，即物料表面的水汽分壓等于干燥介質(zhì)中的水汽分壓，推動(dòng)力為零，干燥操作停止。,第八章 固體的干燥,8.2 干燥設(shè)備 一，干燥器的分類 各種干燥器的分類方法很多，常見的有下面幾種分類分類方法： （1）按操作壓強(qiáng)分為常壓或減壓； （2）按操作方式分為間隙式與連續(xù)式； （3）按干燥介質(zhì)類別分為空氣、煙道氣或其他干燥介質(zhì)； （4）按干燥介質(zhì)與物料流動(dòng)方式分為并流、逆流和錯(cuò)流。 流動(dòng)方式的選擇，對(duì)干燥過程有重大意義，一方面會(huì)影響過程速率，另一方面也會(huì)影響

7、產(chǎn)品質(zhì)量，下面對(duì)各種情況略加敘述。 在并流干燥器中，物料移動(dòng)方向與干燥介質(zhì)流動(dòng)方向相同，過程中濕含量高的物料與溫度高而濕含量小的介質(zhì)在進(jìn)口端相接觸，此處干燥推動(dòng)力大；而在出口端則濕含量較小的物料和濕含量較大的干燥介質(zhì)相接觸，因而干燥推動(dòng)力小。所以并流的特點(diǎn)是推動(dòng)力沿物料移動(dòng)方向逐漸減少。它適用于下列情況下的物料干燥：,第八章 固體的干燥,物料在濕度較大時(shí)允許快速干燥而不會(huì)發(fā)生焦化現(xiàn)象的； 干燥后物料不能耐高溫，即產(chǎn)物會(huì)發(fā)生分解、氧化等物理或化學(xué)性質(zhì)變化的； 干燥后的物料吸濕性很小，否則干燥后的物料會(huì)從干燥介質(zhì)中吸回水分，影響產(chǎn)品質(zhì)量。 并流的缺點(diǎn)是由于推動(dòng)力沿物料移動(dòng)方向逐漸變小，所以在干燥的

8、最后階段中，干燥推動(dòng)力變得很小，干燥速度變慢，影響生產(chǎn)能力。 在逆流干燥器中，物料移動(dòng)方向與干燥介質(zhì)流動(dòng)方向相反，入口處的濕度高的物料與濕度大、溫度低的干燥介質(zhì)接觸；在出口端濕度低的物料與溫度高濕度低的干燥介質(zhì)相接觸，因此干燥器內(nèi)各部分的干燥推動(dòng)力相差不大，分布比較均勻，適用于下列物料干燥： 物料在濕度較大時(shí)不允許快速干燥，以免此時(shí)物料發(fā)生龜裂等現(xiàn)象； 干燥后的物料可以耐高溫，不會(huì)發(fā)生化學(xué)分解、氧化等現(xiàn)象； 干燥后的物料具有較大的吸濕性； 要求過程速度大，同時(shí)又要求物料干燥程度大。,第八章 固體的干燥,逆流干燥的缺點(diǎn)是：入口處的物料溫度低而干燥介質(zhì)濕度很大，接觸時(shí)介質(zhì)中的水汽會(huì)冷卻而冷凝在物料

9、上，使物料濕度增加，使干燥時(shí)間增加，也影響生產(chǎn)能力。 為了彌補(bǔ)并、逆流干燥的缺點(diǎn)，并強(qiáng)化生產(chǎn)，有時(shí)采用并流-逆流或逆流-并流聯(lián)合操作方式。 在錯(cuò)流干燥器中，物料移動(dòng)方向與干燥介質(zhì)流動(dòng)方向垂直，物料表面各部分都與濕度小溫度高的干燥介質(zhì)相接觸，所以干燥推動(dòng)力于表面各部分都很大，由于這個(gè)特點(diǎn)錯(cuò)流干燥適用于下列物料干燥： 物料在溫度高和低時(shí)都能進(jìn)行快速干燥及耐高溫； 要求過程速度大，而允許介質(zhì)及能量消耗大一些。,第八章 固體的干燥,為了討論方便起見，本章將干燥器分為下列四類，而且在每類中介紹一些典型的設(shè)備。 （1）間隙式常壓干燥器：廂式干燥器； （2）間隙式減壓干燥器：圓形減壓干燥器；附有攪拌的減壓干

10、燥器； （3）連續(xù)式常壓干燥器：帶式干燥器；回轉(zhuǎn)式干燥器；滾筒式干燥器；圓筒式干燥器；氣流干燥器；噴霧干燥器； （4）連續(xù)式減壓干燥器：減壓滾筒式干燥器。,第八章 固體的干燥,二，干燥設(shè)備 1，廂式干燥器 廂式干燥器即盤架式干燥器，有時(shí)稱烘房，是目前還在使用的最古老的干燥器。圖8.2所示為空氣分段加熱和廢氣部分循環(huán)的廂式干燥器。其主要結(jié)構(gòu)是外壁絕熱的廂式干燥室和放在小車支架上的放料盤。干燥室的大小和放料盤的多少，由所處理的物料量的多少和所需的干燥面積而定。放料盤為矩形淺盤，盤中的物料堆放厚度一般為10-100mm，放料盤分別設(shè)置成上、中、下三組，干燥室內(nèi)設(shè)有翅片式空氣加熱器，并用風(fēng)機(jī)造成循環(huán)流

11、動(dòng)。 操作時(shí)，空氣經(jīng)空氣預(yù)熱器4加熱到一定溫度后，被風(fēng)機(jī)3吸入，沿圖8.2中箭頭方向下行進(jìn)入下部幾層放料盤，再經(jīng)空氣預(yù)熱器5加熱后進(jìn)入中部幾層放料盤，再經(jīng)空氣預(yù)熱器6加熱后進(jìn)入上部幾層放料盤，當(dāng)空氣通過濕物料的表面時(shí)，將濕物料的水分汽化帶走，從而達(dá)到干燥的目的。,第八章 固體的干燥,圖8.2 廂式干燥器,1，干燥室；2，小車；3，送風(fēng)機(jī)；4-6，空氣預(yù)熱器；7，螮閥,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,廂式干燥器的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)造簡(jiǎn)單、容易制造、適應(yīng)性強(qiáng)，物料損失少，盤易請(qǐng)洗。主要缺點(diǎn)是物料得不到分散，干燥時(shí)間長(zhǎng)；若物料量大，所需設(shè)備的容積也大；裝卸物料勞動(dòng)強(qiáng)度大，如需要定時(shí)將物料翻動(dòng)或裝卸時(shí)，

12、粉塵飛揚(yáng)，環(huán)境污染嚴(yán)重；熱利用率低；產(chǎn)品質(zhì)量不均勻。 廂式干燥器多用于產(chǎn)量小、品種多、干燥條件變動(dòng)大，干燥時(shí)間長(zhǎng)的物料的干燥。,第八章 固體的干燥,下圖為已定型生產(chǎn)的廂式干燥器。,圖8.3 CT-C 型系列熱風(fēng)循環(huán)烘箱及定制烘車和烘盤,第八章 固體的干燥,CT-C 型系列熱風(fēng)循環(huán)烘箱。配用低噪音耐高溫軸流風(fēng)機(jī)和自動(dòng)控溫系統(tǒng)，整個(gè)循環(huán)系統(tǒng)全封閉，使烘箱的熱效率從傳統(tǒng)的烘房3-7%提高到目前的35-45%，最高熱效率可達(dá)70%。大部分熱風(fēng)在箱內(nèi)循環(huán)，熱效率高，節(jié)約能源;利用強(qiáng)制通風(fēng)作用，箱內(nèi)設(shè)有可調(diào)式分風(fēng)板，物料干燥均勻；熱源可采用蒸汽、熱水、電、遠(yuǎn)紅外；整機(jī)噪音小，運(yùn)轉(zhuǎn)平衡，溫度自控，安裝維修方

13、便；可干燥各種物料，物料最終含水量1%。使用溫度：蒸汽加熱50140最高1 50；常用蒸汽壓力0.02-0.8Mpa(0.28kg/cm2)；用電、遠(yuǎn)紅外溫度50350； 材料有碳鋼、鋁合金、不銹鋼。.,第八章 固體的干燥,2，間隙式減壓干燥器,圖8.4 圓筒減壓干燥器,1，外殼；2，蓋；3，空心加熱板；4，蒸汽連接管；5，蒸汽排出口,第八章 固體的干燥,（1）圓筒減壓干燥器 圓筒減壓干燥器由兩段圓筒構(gòu)成，外殼兩端以蓋密閉，干燥室內(nèi)有若干空心加熱板（或加熱盤管），被干燥的物料置于此類加熱板上的活動(dòng)托盤中。加熱板的一段通蒸汽連管，另一端通冷凝水排除器。因干燥而產(chǎn)生的水蒸氣從頂部連接管導(dǎo)入冷卻器，

14、如干燥所生成的蒸汽有價(jià)值而必須回收，如乙醇、乙醚等，則應(yīng)采用有深冷效果的冷凝器，加以回收。 在減壓下干燥時(shí)，在干燥的第一階段，水分的排除強(qiáng)烈，物料溫度接近于在該減壓下水的沸點(diǎn)。但在干燥的第二階段，物料的溫度上升，接近于加熱板的溫度，而此時(shí)干燥速度卻下降，物料可能發(fā)生過熱，在操作上應(yīng)注意。,第八章 固體的干燥,圓筒減壓干燥器也已定型生產(chǎn)，見圖8.5。,圖8.5 FZG YZG方形、圓形靜態(tài)真空干燥器,第八章 固體的干燥,真空干燥是將被干燥物料置于真空條件下進(jìn)行加熱干燥。它利用真空泵進(jìn)行抽氣抽濕，使工作室處于真空狀態(tài)，物料的干燥速率大大加快，同時(shí)也節(jié)省了能源。 真空干燥設(shè)備分為靜態(tài)干燥器和動(dòng)態(tài)干燥

15、機(jī)。YZG圓筒形、FZG方形真空干燥機(jī)屬于靜態(tài)式真空干燥器。物料在靜態(tài)干燥器內(nèi)干燥時(shí)，物體處于靜止?fàn)顟B(tài),形體不會(huì)損壞。干燥前還可進(jìn)行消毒處理；物料在動(dòng)態(tài)干燥機(jī)內(nèi)干燥時(shí)不停地翻動(dòng)，干燥更均勻、充分。 真空狀態(tài)下物料溶劑的沸點(diǎn)降低，所以適用于干燥不穩(wěn)定或熱敏性物料；真空干燥機(jī)有良好的密封性，所以又適合于干燥需回收溶劑和含強(qiáng)烈刺激、有毒氣的物料。,第八章 固體的干燥,為了避免物料在靜態(tài)干燥時(shí)發(fā)生過熱現(xiàn)象，圖8.6所示的是物料動(dòng)態(tài)干燥的SZG雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)。 工作原理 SZG雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī)為雙錐形的回轉(zhuǎn)罐體，罐內(nèi)在真空狀態(tài)下，向夾套內(nèi)通入熱水進(jìn)行加熱，熱量通過罐體內(nèi)壁與濕物料接觸。濕物料吸熱后

16、蒸發(fā)的水汽，通過真空泵經(jīng)真空排氣管被抽走。由于罐體內(nèi)處于真空狀態(tài)，且罐體的回轉(zhuǎn)使物料不斷的上下，內(nèi)外翻動(dòng)，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，達(dá)到均勻干燥的目的。,圖8.6 SZG系列雙錐回轉(zhuǎn)真空干燥機(jī),第八章 固體的干燥,（2）真空耙式干燥器 其結(jié)構(gòu)為一個(gè)帶夾套的圓筒形裝置，夾套內(nèi)可以通人蒸汽、熱水或?qū)嵊停瑘A筒的中心軸上裝有漿式攪拌，用以攪拌物料，中心軸由筒外傳動(dòng)裝置帶動(dòng)來回轉(zhuǎn)動(dòng)。 操作時(shí)，被干燥物料從殼體上方正中間加入，在不斷正反轉(zhuǎn)動(dòng)的漿式攪拌的攪動(dòng)下，物料沿軸向來回運(yùn)動(dòng)，物料與殼體壁接觸時(shí)，表面不斷更新，被干燥物料受到載熱體的間接加熱，使物料中的水分汽化，汽化的水分由真空泵及時(shí)排出。

17、由于操作真空度較高，一般在400700mmHg范圍內(nèi)，被干燥物料表面水蒸汽壓力遠(yuǎn)大于干燥器殼體內(nèi)蒸發(fā)空間的水蒸汽壓力。從而有利于被干燥物料內(nèi)部水分和表面水分的排出，達(dá)到干燥的目的。 依據(jù)物料性質(zhì)和工藝要求的不同，真空耙式干燥器需配置干式除塵器、濕式除塵器、冷凝器、冷凝液受槽、真空泵等組成干燥單元操作。 真空耙式干燥器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，使用周期長(zhǎng)，性能穩(wěn)定可靠，蒸汽耗量小，適用性能強(qiáng)，產(chǎn)品質(zhì)量好，特別適用于不耐高溫、易燃、調(diào)溫下易氧化的膏狀物料的干燥。該干燥器也已有定型生產(chǎn)。,第八章 固體的干燥,真空耙式干燥器結(jié)構(gòu)及工作原理示意圖,第八章 固體的干燥,圖8.8 真空耙式干燥器,圖8.9 真

18、空耙式干燥器結(jié)構(gòu)示意圖,1，殼體；2，耙齒；3，出料裝置；4，加料裝置；5，粉碎棒； 6，密封裝置；7，攪拌軸；8，傳動(dòng)裝置,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,3，連續(xù)式常壓干燥器 （1）帶式干燥器 帶式干燥器是使用環(huán)帶作為物料氶載和輸送裝置的干燥器。可以用一根環(huán)帶，也可以用多根環(huán)帶。帶質(zhì)可以是帆布帶、橡膠帶、鋼帶以及金屬網(wǎng)帶。帶寬0.5-3米，一般輸送帶可以用來作為并流干燥，金屬網(wǎng)帶則可以用來設(shè)置錯(cuò)流干燥。適合于大規(guī)模自動(dòng)化生產(chǎn)。 圖8.10所示單帶式干燥器用金屬網(wǎng)帶或多孔板鉸接的鏈板帶氶載物料，物料依靠加料口的布料器均勻散布在帶上，經(jīng)干燥后，至帶的另一端排出。一般單帶不可能很長(zhǎng)，所以

19、只適用于要求干燥時(shí)間較短的物料。,圖8.10 單帶錯(cuò)流式干燥器示意圖,第八章 固體的干燥,圖8.11是一種多層帶式干燥器，可以減少帶式干燥器的總長(zhǎng)度，節(jié)約占地面積，增加干燥的時(shí)間。與此同時(shí)當(dāng)物料從上層帶翻落到下一層帶時(shí)，起到翻拌的作用，有利于干燥的速度和均勻度。輸送帶的長(zhǎng)度和輸送速度決定于待干燥的物料量和所需干燥時(shí)間。,圖8.11 多層錯(cuò)流式干燥器示意圖,1,卸料旋轉(zhuǎn)閥；2，水洗或干刷；3，風(fēng)機(jī)；4，排氣管；5，輸送機(jī)；6，加料口,第八章 固體的干燥,圖8.12是另一種形式的多帶式干燥器，在長(zhǎng)方形干燥室1中，運(yùn)輸帶2套在轉(zhuǎn)滾3上，由傳動(dòng)裝置帶動(dòng)按需要的方向運(yùn)轉(zhuǎn)，在運(yùn)輸帶下面裝有若干支承輪4，使

20、運(yùn)輸帶在運(yùn)動(dòng)時(shí)拉緊而不致下墜。 干燥時(shí)，濕物料從進(jìn)料器6進(jìn)入掉落在最上一根運(yùn)輸帶上，自左端運(yùn)送至右端后，則掉落到下一根運(yùn)輸帶上。此根運(yùn)輸帶的運(yùn)動(dòng)方向與上一根運(yùn)動(dòng)方向相反，故將被干燥物料從右端運(yùn)送至左端。物料在運(yùn)送并與熱空氣直接接觸后，不斷進(jìn)行干燥，最后從下一根帶的左端掉入卸料室內(nèi)。 空氣由送風(fēng)機(jī)送入干燥器內(nèi)，先經(jīng)翅片管式預(yù)熱器（用蒸汽作載熱體），加熱后與物料成逆流或錯(cuò)流接觸，進(jìn)行干燥。熱空氣在在干燥器中的流動(dòng)速度約需3米/秒，而運(yùn)輸帶的速度僅為0.3-0.5米/秒，可以保證干燥的順利進(jìn)行。廢氣從干燥器的左上端出口排出。,圖8.12 多帶式干燥器,1，干燥室；2，運(yùn)輸帶；3，轉(zhuǎn)滾；4，支氶輪；

21、5，蒸汽翅片管式預(yù)熱器；6，送料器,第八章 固體的干燥,還有一種帶式干燥器，見圖8.13，在鏈帶上帶有翻板。這種運(yùn)輸帶由十分緊密的金屬（如不銹鋼）旋環(huán)形網(wǎng)所構(gòu)成，其緊密程度須能不讓被干燥物料掉落人孔隙間，以免阻塞熱空氣的通過。沿著金屬網(wǎng)的全長(zhǎng)鑲著突出的邊緣，以防止物料向網(wǎng)外散開。這種金屬網(wǎng)帶為平板形式，裝在金屬架上的平板，以鉸鏈方式聯(lián)結(jié)在一起。帶上每一板都具有突出的板頭，沿導(dǎo)帶路軌向前運(yùn)動(dòng)，此種導(dǎo)帶路軌在星形輪前有缺口，帶板移動(dòng)到星形輪前即隨著缺口而轉(zhuǎn)動(dòng)90度，物料則掉落在已經(jīng)繞過星形輪的運(yùn)輸帶板上，而作相反方向的運(yùn)送。由于有這種翻板的裝置，運(yùn)輸帶的整個(gè)長(zhǎng)度都被利用了。 在這種干燥器中，熱空氣

22、從通道4平行地由下而上與物料成錯(cuò)流方向流動(dòng)，故干燥效率高。,圖8.13 帶有翻版的帶式干燥器,1，干燥室；2，鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸器；3，翻板； 4，熱空氣進(jìn)入通道； 5，廢氣排出口；6，干燥物料運(yùn)輸器,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,（2）回轉(zhuǎn)式干燥器 回轉(zhuǎn)干燥器亦稱轉(zhuǎn)筒式干燥器，由稍作傾斜面轉(zhuǎn)動(dòng)的長(zhǎng)筒所構(gòu)成。濕物料和干燥介質(zhì)在筒內(nèi)接觸，而達(dá)到干燥的目的。此類干燥器廣泛應(yīng)用于顆粒物料的干燥。最方便的干燥介質(zhì)是熱空氣，也可應(yīng)用煙道氣或其他氣體。根據(jù)干燥介質(zhì)和濕物料之間的傳熱方式，此類干燥器又可分為三種： 直接轉(zhuǎn)熱干燥器，在器中干燥介質(zhì)與濕物料直接接觸而傳給熱量， 間接傳熱干燥器，在器中干燥所需要的

23、熱，由干燥介質(zhì)經(jīng)過器壁傳給熱量， 復(fù)式傳熱干燥器，在器中一部分熱的傳給由干燥介質(zhì)與濕物料的直接接觸，而其余部分所需的熱，則通過間接方式，亦即經(jīng)過器壁面?zhèn)鹘o濕物料。上述三種方式的傳熱，各自適用于不同情況和不同條件。對(duì)需要潔凈而不能允許塵埃侵入的物料，宜采用間接傳熱方式；對(duì)可以耐受高溫而且可以允許少量塵埃感染的物料，可采用煙道氣加熱或直接傳熱方式；復(fù)式傳熱干燥器則適用于經(jīng)干燥操作后容易發(fā)生大量粉塵的物料。,第八章 固體的干燥,直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥器為此類干燥器中應(yīng)用最廣泛的，見圖8.14。 干燥器是由薄鋼板制成的轉(zhuǎn)筒，其長(zhǎng)度與直徑之比通常為4-8，轉(zhuǎn)筒外殼上裝有二個(gè)輪箍，整個(gè)轉(zhuǎn)筒的重量是通過輪箍傳遞到

24、支承托輪7，而在托輪上滾動(dòng)，轉(zhuǎn)筒由齒輪6傳動(dòng)，而齒輪的傳動(dòng)則由裝于減速箱5輸出軸上的小齒輪為之，轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)數(shù)一般為每分鐘1-8轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)筒的傾斜度與其長(zhǎng)度有關(guān)，可從0.5-6，對(duì)于越不易干燥的物料，其傾斜度越小。為了防止轉(zhuǎn)筒的軸向串動(dòng)，在輪箍的兩旁裝有擋輪8，擋輪是與托輪裝在同一底座上的。,圖8.14 直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥器,1，爐灶；2，加料器；3，轉(zhuǎn)筒；4，馬達(dá)；5，減速箱；6，傳動(dòng)齒輪 7，支承托輪；8，擋輪；9，密封裝置,第八章 固體的干燥,干燥時(shí)，用煤或柴油在爐灶1中燃燒后產(chǎn)生的煙道氣直接送人轉(zhuǎn)筒，煙道氣與濕物料的運(yùn)動(dòng)方向成并流。并流的優(yōu)點(diǎn)在于濕物料從加料器2加入時(shí)即與高溫的煙道氣相遇，干燥速

25、度快，而當(dāng)干物料在干燥器另一端排出時(shí)，則與溫度較低的煙道氣相遇，不會(huì)因溫度損傷已干燥的物料。當(dāng)然需要時(shí)，可用經(jīng)預(yù)熱的空氣作為干燥介質(zhì)。,第八章 固體的干燥,在轉(zhuǎn)筒內(nèi)裝有分散物料的裝置，稱為抄板。抄板的形式很多，如圖8.15所示。 抄板可以使物料均勻地分布在轉(zhuǎn)筒截面的各部，而與干燥介質(zhì)很好地接觸。因而使干燥面積增大。對(duì)于大塊和易于粘結(jié)的物料，可采用升舉式抄板，如圖中（a）；對(duì)于比重大而不脆的物料，可用四格式抄板；對(duì)于較脆的小塊物料可用十字架或架形抄板；對(duì)于很細(xì)的顆粒而易引起粉末飛揚(yáng)的物料，可采用分隔式（扇形）抄板。 抄板可以分布在整個(gè)轉(zhuǎn)筒內(nèi)。也可以在轉(zhuǎn)筒進(jìn)口端的1-1.5米處，先裝上螺旋形抄板，

26、使加入的濕物料作更好的分布。而在其出口端1-2米處不裝任何抄板，以免干燥介質(zhì)在離開干燥器時(shí)帶走很細(xì)的物料顆粒。,圖8.15 抄板的各種形式,a,升舉式；b，四格式；c，十字形； d，架形 e，套筒式；f，分隔式（扇形）,第八章 固體的干燥,圖8.16所示是一臺(tái)間接傳熱的回轉(zhuǎn)干燥器，干燥器的外殼1內(nèi)裝有一同心圓筒2，由連接管3使內(nèi)圓筒與外殼及爐壁間的外環(huán)隙相通。煙道氣由爐膛發(fā)生后，沿外殼與爐壁間的外環(huán)隙從左到右流動(dòng)，然后折入內(nèi)圓筒，從右到左流動(dòng)，最后經(jīng)送風(fēng)機(jī)6排出。濕物料在外殼與內(nèi)圓筒間的內(nèi)環(huán)隙從左到右移動(dòng)，而空氣則由相反方向通過，最后經(jīng)送風(fēng)機(jī)7排出。,圖8.16 間接傳熱的回轉(zhuǎn)干燥器,1，外殼

27、；2，內(nèi)圓筒；3，連接管；4，爐壁；5，爐膛； 6，煙道氣排出機(jī)；7，空氣排出機(jī),第八章 固體的干燥,復(fù)式傳熱的回轉(zhuǎn)干燥器與上述兩種不同之處，在于使煙道氣先通過間壁將熱傳給物料，而后才進(jìn)入轉(zhuǎn)筒再與物料直接接觸。在此種干燥器中。干燥介質(zhì)的消耗量較少，因而被帶走的細(xì)微顆粒亦少，適用于干燥時(shí)易發(fā)生許多粉末的物料。 直接傳熱回轉(zhuǎn)干燥器的產(chǎn)品照片如下： 轉(zhuǎn)筒干燥器是處理物料量較大的一種干燥器，工業(yè)上采用的轉(zhuǎn)筒直徑約為1-3米，轉(zhuǎn)筒長(zhǎng)度最長(zhǎng)可達(dá)30米，濕物料在筒內(nèi)的填充系數(shù)約為0.1-0.2，轉(zhuǎn)筒干燥器的體積蒸發(fā)強(qiáng)度約在0.0015-0.01公斤/米3*秒。,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,（3）

28、滾筒式干燥器 當(dāng)干燥稠厚物料而物料又不能承受長(zhǎng)時(shí)間的干燥時(shí)，則可采用滾筒式干燥器。滾動(dòng)式干燥器有單滾筒式和雙滾筒式兩種。滾筒內(nèi)通有加熱蒸汽，滾筒可部分地浸沒在稠厚的懸浮液中（稱為浸沒加料），或者將稠厚的懸浮液噴灑到滾筒的上面（稱灑濺加料）。當(dāng)滾筒緩慢地回轉(zhuǎn)時(shí)，被干燥物料呈薄膜狀附著于滾筒外面而進(jìn)行干燥。當(dāng)滾筒回轉(zhuǎn)3/4到7/8轉(zhuǎn)時(shí)，物料的干燥已達(dá)到所需要的程度，然后利用刮刀將干料刮下。滾筒的轉(zhuǎn)速須視具體情況而定，一般為每分鐘2-8轉(zhuǎn)，其上的薄膜層厚度為0.1-1毫米。 圖8.17所示為單滾筒式干燥器，滾筒2在槽1內(nèi)回轉(zhuǎn)，槽內(nèi)的懸浮液是利用泵7從貯料槽6打入。熱空氣沿著外殼3的內(nèi)層從左下角流過，

29、與滾動(dòng)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相反。已干燥的物料薄膜層可利用刮刀4從滾筒上刮下，由螺旋運(yùn)輸器5運(yùn)走。,圖8.17 單滾筒式干燥器,1，槽；2，轉(zhuǎn)滾；3，外殼；4，刮刀； 5，螺旋運(yùn)輸機(jī)；6，貯料槽7，泵,第八章 固體的干燥,圖8.18所示為雙滾筒式干燥機(jī)，在該機(jī)中濕物料用灑濺加料法由上面加入，干物料的厚度用兩滾輪間的空隙來控制，空隙越大則物料越厚，亦即干燥器的產(chǎn)量越大。 滾筒式干燥器的生產(chǎn)能力，可用每平方米的滾筒面積于一小時(shí)內(nèi)所能蒸發(fā)的水分量（公斤）來表示，稱之為面積干燥強(qiáng)度。一般單滾筒干燥器的尺寸，其直徑為0.6-1.5米，長(zhǎng)1-4米。當(dāng)滾筒內(nèi)的蒸汽壓強(qiáng)為0.1-0.2MPa時(shí)，干燥強(qiáng)度為15-35Kg

30、/*h，若增加到0.3-0.4 MPa時(shí)，其值可達(dá)到30-50 Kg /*h。雙滾筒式的干燥強(qiáng)度要略低于單滾筒式的干燥器。在滾筒式干燥器中，蒸發(fā)每一公斤水分約需1.2-1.5公斤蒸汽。 對(duì)某些稠厚糊狀物料，經(jīng)過滾筒式干燥器干燥后，如還容易自行粘合，可再用帶式干燥機(jī)進(jìn)一步作干燥處理。,圖8.18 雙滾筒式干燥器,1，外殼；2，滾筒；3，刮刀,第八章 固體的干燥,（4）氣流式干燥器 圖8.19所示為氣流干燥器的操作流程示意圖。它的主要設(shè)備是直立圓筒形干燥管，熱空氣進(jìn)入干燥管底部，將加料器連續(xù)送入的濕物料吹散，并懸浮其中。介質(zhì)速度應(yīng)大于濕物料最大顆粒的沉降速度，于是在干燥器內(nèi)形成一個(gè)氣、固間進(jìn)行傳熱

31、、傳質(zhì)的氣力輸送床。一般物料在干燥管中的停留時(shí)間約0.5-3秒，干燥后的物料隨氣流進(jìn)入旋風(fēng)分離器。產(chǎn)品由下部收集，濕空氣經(jīng)袋式過濾器（或濕法、電除塵）回收粉塵后排出。 氣流干燥器適宜于處理含非結(jié)晶水及結(jié)塊不嚴(yán)重又不怕磨損的粒狀物料。對(duì)粘性和膏狀物料，采用干料返混和螺旋式加料裝置也可正常操作。,圖8.19 氣流干燥器流程,1，加料斗；2，螺旋加料器； 3，干燥管；4，風(fēng)機(jī)； 5，預(yù)熱器；6，旋風(fēng)分離器； 7，濕式除塵器,第八章 固體的干燥,氣流干燥器的優(yōu)點(diǎn)是： 氣固間傳遞表面積大，體積專遞系數(shù)高、干燥速率大。一般體積蒸發(fā)強(qiáng)度可達(dá)0.003-0.05 Kg /m*h； 接觸時(shí)間短，氣固并流操作，可

32、以采用高溫介質(zhì)，對(duì)熱敏性物料的干燥尤為適宜； 由于干燥伴隨著氣力輸送，減少了產(chǎn)品的輸送裝置； 裝備相對(duì)簡(jiǎn)單、占地面積小、運(yùn)動(dòng)部件少、易于維修、成本費(fèi)用低。 缺點(diǎn)是，這種干燥器必須配有高效能的粉塵收集裝置，否則尾氣攜帶的粉塵將造成很大的浪費(fèi)和對(duì)環(huán)境的污染。尤其對(duì)有毒物質(zhì)，不宜采用這種方法。,第八章 固體的干燥,為了適應(yīng)較寬粒度范圍濕物料的干燥和增大干燥強(qiáng)度，干燥管的結(jié)構(gòu)有多種變形，如圖8.20為脈沖式氣流干燥管，可使物料在氣流中不斷地改變相對(duì)運(yùn)動(dòng)速度，以增大傳遞系數(shù)，提高干燥速率。,圖8.20 QG 脈沖氣流干燥機(jī),第八章 固體的干燥,（5）噴霧干燥器 在噴霧干燥器中，將液態(tài)物料 通過噴霧器分散

33、成細(xì)小的液滴， 在熱氣流中自由沉降并迅速蒸發(fā)， 最后被干燥為固體顆粒與氣流分 離。 噴霧干燥流程中的主要設(shè)備包 括：直立圓筒式干燥室、霧化器、 干燥介質(zhì)加熱器、輸送設(shè)備及氣 固分離設(shè)備。熱氣流與液滴可以 并流、逆流或混合流的方式進(jìn)行 接觸。圖8.21為常用的噴霧干燥 流程圖。熱空氣與噴霧液滴都由干燥器頂部加入，氣流作螺旋形流動(dòng)旋轉(zhuǎn)下降，液滴在接觸到干燥器內(nèi)壁前已完成干燥過程，大顆粒收集到干燥器底部后排出，細(xì)粉隨氣體進(jìn)入旋風(fēng)分離器分出。廢氣在排空前經(jīng)濕法洗滌塔（或其他除塵器），以提高回收率，并防止污染。,圖8.21 噴霧干燥流程圖,第八章 固體的干燥,圖8.22 下噴上式噴霧干燥流程圖,第八章

34、固體的干燥,噴霧干燥機(jī)的分類方法很多，除按氣液流向可分為并流式、逆流式和混流式外；按霧化器的安裝方式可分為上噴下式、下噴上式；按霧化器的結(jié)構(gòu)可分為離心式、壓力式和氣流式；按加熱氣體是否循環(huán)可分為開放式、部分循環(huán)式和密閉式。 噴霧干燥具有下列優(yōu)點(diǎn)：在高溫介質(zhì)中，干燥過程極快，而且顆粒表面溫度接近于濕球溫度，非常適宜于處理熱敏性物質(zhì)；處理物料種類廣泛，如溶液、懸浮液、漿狀物料等；噴霧干燥可直接獲得干燥成品，可省去蒸發(fā)、結(jié)晶、過濾、粉碎等多種工序；能得到速溶的粉末和空心的顆粒；過程易于連續(xù)化、自動(dòng)化。 缺點(diǎn)是：干燥器體積大，傳熱系數(shù)低，能耗大，對(duì)細(xì)粉料產(chǎn)品還需要設(shè)置袋式除塵器等后續(xù)分離系統(tǒng)。,第八章

35、 固體的干燥,下面是兩種已生產(chǎn)的噴霧干燥器： YPG壓力式噴霧造粒干燥機(jī) 本機(jī)組是一種可以同時(shí)完成干燥和造粒的裝置。按工藝要求可以調(diào)節(jié)料液泵的壓力、流量、噴孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形顆粒。 本機(jī)組工作過程為料液通過隔膜泵高壓輸入，噴出霧狀液滴，然后同熱空氣并流下降，大部份粉粒由塔底排料口收集，廢氣及其微小粉末經(jīng)旋風(fēng)分離器分離，廢氣由抽風(fēng)機(jī)排出，粉末由設(shè)在旋風(fēng)分離器下端的收粉筒收集，風(fēng)機(jī)出口處還可以裝備二級(jí)除塵裝置，回收率在96-98%以上。,圖8.23 YPG壓力式 噴霧造粒干燥機(jī),第八章 固體的干燥,本機(jī)組與物料接觸部分的塔體、管道、分離器的材料，均采用SUS304制作。在塔體

36、內(nèi)部與外殼之間有足夠的保溫層，填充材料為超細(xì)玻璃棉，塔體設(shè)有觀察門、視鏡、光源及控制儀表，由電器控制臺(tái)控制和顯示。 本機(jī)組的熱源裝置采用蒸汽加熱或電加熱器，具有操作方便、啟動(dòng)快、 結(jié)構(gòu)緊湊、熱風(fēng)干凈清潔等優(yōu)點(diǎn)。 干燥速度快，料液經(jīng)霧化后表面積大大增加，在熱風(fēng)氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95-%-98%的水份，完成干燥的時(shí)間僅需十幾秒到數(shù)十秒種，特別適用于熱敏性物料的干燥； 所得產(chǎn)品為球狀顆粒，粒度均勻，流動(dòng)性好，溶解性好，產(chǎn)品純度高，質(zhì)量好； 操作簡(jiǎn)單穩(wěn)定，控制方便，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。,第八章 固體的干燥,LPG 系列高速離心噴霧干燥機(jī) LPG系列高速離心式噴霧干燥機(jī)是一種適 用于乳濁液、懸浮液、糊

37、狀物 、溶液等液體干燥的專用干燥設(shè)備。在聚合物和樹脂類；染料、顏料類； 除銹劑、殺蟲藥類；碳水化合物、乳制品類；洗滌劑和表 面活性類；肥料類；有機(jī)化合物、無機(jī)化合物液體物料的干燥上，表現(xiàn)得 尤為出色,圖8.24 LPG 系列高速離心噴霧干燥機(jī),第八章 固體的干燥,工作原理 見圖8.25，空氣通過過濾器和加熱器，進(jìn)入干燥器頂部的空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻進(jìn)入干燥。料液由料液槽經(jīng)過濾器由泵送至干燥器頂部的離心霧化器，使料液噴成極小的物狀液滴，料液和熱空氣并流接觸，水份迅速蒸發(fā)，在極短的時(shí)間內(nèi)干燥為成品。成品同干燥塔底部和旋風(fēng)分離器排出，廢氣由風(fēng)機(jī)抽出排出。,圖8.25 LPG 系列高速離心噴霧

38、干燥機(jī)工作流程,1，空氣過濾器；2，料斗；3，莫諾泵（mono-pump）； 4，蒸汽加熱器； 5，電加熱器；6，霧化器； 7，熱風(fēng)分配器；8，干燥塔；9，風(fēng)機(jī)； 10，調(diào)風(fēng)螮閥；11，旋風(fēng)除塵器,第八章 固體的干燥,（6）流化床干燥器 流化床干燥器又名沸騰床干燥器，是流態(tài)化技術(shù)在干燥中的應(yīng)用。在干燥中把氣流速度控制在一定的范圍內(nèi)，既保證物料的運(yùn)動(dòng)和汽化表面的更新，物料又不致被氣流帶出。在流化狀態(tài)下，顆粒在熱氣流中上下翻動(dòng)，互相碰撞、混合，顆粒與氣流兩相的接觸面積很大，而且氣流邊界層湍流化，強(qiáng)化了傳熱和傳質(zhì)過程，達(dá)到了干燥目的。 流化床干燥器的種類很多，有單層流化床干燥器、多層流化床干燥器及臥

39、式多室流化床干燥器。 圖8.26所示為單層流化床干燥器。濕物料由床層的一側(cè)加入，由另一側(cè)導(dǎo)出。熱空氣由下方通過多孔分布板均勻地吹入床層，進(jìn)行干燥后，由頂部導(dǎo)出，經(jīng)旋風(fēng)分離器回收其中夾帶的粉塵后排出。流化干燥大多是連續(xù)操作過程，顆粒在床層的平均停留時(shí)間如只蒸發(fā)表面水分約為0.5-2分鐘，如果水分干燥包括內(nèi)部擴(kuò)散時(shí)約為15-30分鐘。,圖8.26 單層圓筒流化床干燥器,第八章 固體的干燥,氯化銨沸騰干燥流程圖,第八章 固體的干燥,由于床層中顆粒的不規(guī)則運(yùn)動(dòng)，會(huì)引起返混“短路”現(xiàn)象，每個(gè)顆粒的停留時(shí)間是不相同的，這會(huì)引起產(chǎn)品質(zhì)量不均勻，為此采用如圖8.27所示的多層式流化床干燥器和圖8.28所示臥式

40、多室流化床干燥器。在多層流化床干燥器中，濕物料逐層下落，自最下層連續(xù)排出。在臥式多室流化床干燥器中，流化床的橫截面為長(zhǎng)方形，器內(nèi)用垂直擋板分隔成多室，擋板下端與多孔板間留有幾十毫米的間隙，使物料能逐室通過最后通過堰板而卸出。熱氣體分別通人各室，因此各室的氣體溫度、濕度和流量均可以調(diào)節(jié)。如第一室的物料較濕，熱氣體的流量可以大些，最末室可以通入冷氣體以冷卻干燥產(chǎn)品。,圖8.27 多層流化床干燥器,第八章 固體的干燥,圖8.28 臥式多室流化床干燥器,第八章 固體的干燥,流化床干燥器的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、造價(jià)低、操作與維修均較方便；物料在干燥器內(nèi)停留時(shí)間比在氣流干燥器內(nèi)長(zhǎng)，而且可以任意調(diào)節(jié)；氣固接觸好，

41、傳熱和傳質(zhì)速率高，能得到較低的最終含水量；空氣的流速較小，物料與設(shè)備的磨損較輕；熱效率高，對(duì)于非結(jié)合水分的干燥，可達(dá)60-80%，對(duì)于結(jié)合水分的干燥，可達(dá)30-50%。 流化床干燥器適用于處理粒徑在30-6000微米的粉粒狀物料，而且要求物料不會(huì)因水分較多而引起顯著結(jié)塊。對(duì)被處理物料的含水量，要求粉狀的在2-5%，顆粒狀的在10-15%，若含水量過高，物料的流動(dòng)性差，這時(shí)可以摻入部分干料，以防止結(jié)塊。,第八章 固體的干燥,下面為臥式多室振動(dòng)流化床干燥器和單層圓筒流化床干燥器實(shí)物圖： GZQ 系列臥式振動(dòng)流化床干燥機(jī) 工作原理 物料自進(jìn)料口進(jìn)入機(jī)內(nèi)，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)

42、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。,圖8.30 GZQ 系列臥式振動(dòng)流化床干燥機(jī),第八章 固體的干燥,圖8.31 GZQ 系列臥式振動(dòng)流化床干燥機(jī)結(jié)構(gòu)和工作流程圖,第八章 固體的干燥,GFG 型高效沸騰干燥機(jī) 特點(diǎn) 流體床為圓形結(jié)構(gòu)避免了死角；床內(nèi)設(shè)置攪拌，避免了潮濕物料的團(tuán)聚及干燥過程中形成溝流；頂置布袋過濾器為抗靜電特種纖維，操作安全；翻傾卸料，方便迅速?gòu)氐?；密封?fù)壓操作，按GMP規(guī)范設(shè)計(jì)；本機(jī)亦可按要求進(jìn)行自動(dòng)進(jìn)出料設(shè)計(jì)制作。,圖8.32 GFG 型高效沸騰干燥機(jī),第八章 固體的干燥,4，連續(xù)式減壓干燥器 減壓滾筒式干燥器如圖8.33所示。 這類干燥器與常壓滾筒式干燥器相似，只是在器外加一密封外殼，其上端與真空泵相連，下端則借螺旋卸料器將已干燥物料運(yùn)送到干物料儲(chǔ)存處。,圖8.33 減壓滾筒式干燥器 1，滾筒；2，加料槽；3，刮刀； 4，斜壁