1、9.气流干燥,9.气流干燥,9.1概述 气流干燥发展的历史： 1920年出现 1930年：在德国用于工业规模的生产中 1932年：Hirsch，首次发表了第一篇文章 举出褐煤干燥的实例 首次出现的名称：,StromtrocknerMahl-trocknung,1949年：美国的Gordon，以Flash Drying为 名，介绍了气流干燥器的操作原理1950年：正式命名为： Pneumatic conveying dryer1954年：我国首次在“大连氯酸钾厂”投入七 套用于工业生产,9.2气流干燥管的原理、特点及适用范围气流干燥：,粉状粒状,在高速的热气流中分散、,物料,输送 物料中的湿分蒸
2、发 得到干燥品,主要由六部分组成：空气加热器加料器气流干燥管气固分离器风机工艺流程如图所示,旋风分离器布袋除尘器,气流干燥的特点：干燥强度大 体积传热系数大干燥时间短： 并流操作，0.52秒，适用于热敏性物料干燥 结构简单，占地小，投资省处理量大，热效率高，可达60%系统阻力大（动力消耗大），气固分离负荷较重气流速度大，物料易破碎，难以保持干燥前的结 晶形状和光泽 2011.9.27,一般情况下：23006900W/m3带粉碎机型的：340011700W/m3,气流干燥的适用范围物料状态： 以粉状、颗粒状为主，0.50.7mm以下为主湿分状态：,恒速干燥阶段表面水干燥，湿分低达0.30.5%吸
3、附性或细胞质物料不宜用,9.3 气流干燥器的类型直管型气流干燥器 特点：结构简单， 制造容易 进口段：气固相对速度大，颗粒被加速 加速段长度：一般为23m,其余都是恒速段,脉冲型气流干燥器特点：是交替扩大和缩小的干燥管 气固相对速度一直很大 设备干燥能力提高，管长较小,倒锥型气流干燥器 管径沿气流方向逐渐扩大，管内气速逐渐减小，颗粒分散在不同高度 特点,停留时间增加管长降低,套管型气流干燥器 有内管和外管之分，湿物料与热风从内管下部进入，由顶部导入内外管的环隙再排除. 特点：,避免内管热损失提高热效率降低管长,旋风型气流干燥器结构形式如同旋风分离器，特点：切线运动，气固相对速度大 旋转运动，对
4、物料粉碎 结构简单、体积小尤其适用于憎水性，不怕破碎的物料一般切线进气速度为1820m/s干燥室直径一般为0.30.5m,带粉碎机型气流干燥器 粉碎块状湿物料，减小粒径，增加物料表面积，强化干燥过程,部分干料返回型气流干燥器 当物料水分含量比较高，供料困难时，可返回部分物料,闭路循环型气流干燥器,主要应用在以下三个方面：干燥过程中，物料和空气接触会被氧化、变质或发生爆炸，或蒸发出的成分是有机溶剂气体时，使用氮气等惰性气体作为干燥介质.与蒸发成分相同的过热有机溶剂气体作为干燥介质用，达到回收溶剂的目的在干燥过程中产生有臭味的气体，干燥后的气体要全部燃烧脱臭或吸附法脱臭,9.4新型气流干燥器旋转快
5、速干燥器 旋转快速干燥器的工艺流程如下图所示,（1）旋转快速干燥器工作原理,（2）结构特点干燥室底部为倒锥体结构保证下部大颗粒和上部小颗粒都处于悬浮状态搅拌齿上设置刮板，避免“结疤”现象干燥室上部设置分级器，将颗粒较大、未干燥好的物料分离挡下继续干燥干燥室锥底部分的高温区设置冷空气夹层局部保护，以保证热敏性物料的干燥过程,干燥室底部设置的搅拌齿及热风分布器的切线入口保证了物料在热气流中的良好分散状态，强化传热传质过程干燥室内温度分布均匀,9.5 气流干燥器的流体力学不同形式的气流干燥器其设计计算方法是不完全一样的，但是颗粒在气体中的分布及流动形式却具有共性。颗粒在气流干燥管中的运动 颗粒在气流
6、干燥管中运动时的受力情况如下：颗粒受到曳力 、重力 、及浮力 分别为,(9-1)(9-2) (9-3),(1)颗粒在气流干燥管中的加速运动 作加速运动时的运动方程可表示为：,（9-4）,式中,对于直径为dp的球形颗粒：,式（9-4）变成,（9-5）,加速运动时，微分方程的一般形式,设,则式（9-5）整理为,（9-6）,式中,（2）颗粒在气流干燥器中的等速运动 当颗粒在气流干燥器中作等速运动时，,因此，式（9-5）或式（9-6）的等号左边等于零，即等速运动方程为：,或,式中,（9-7）,（9-8）,因此，只要已知颗粒直径、颗粒及干燥介质物性参数，就可以计算出 ，再由球形颗粒的曳力系数及函数值表或
7、阿基米德数 与雷诺数 的关系图查得 ，从而得到颗粒的自由沉降速度 。,实际计算时，一般先由球形颗粒的曳力系数及函数值表或阿基米德数 与雷诺数 的关系图粗略查得 ，再根据式（9-9）式（9-12）计算出颗粒的自由沉降速度。,（9-9）,（9-10）,（9-11）,（9-12）,时,9.6 颗粒在气流干燥器中的传热（1）等速运动阶段 对于空气-水系统，颗粒与气流间的对流传热膜系数 为,式中,（2）加速运动阶段 对于直径大于100m的颗粒，在刚进入气流干燥器时，颗粒与气流间的传热膜系数 为：,式中,注：在整个加速运动阶段，由于颗粒的相对速度是变化的，因此颗粒与气流间的对流传热膜系数也是变化的.,9.
8、7气流干燥设计方法,1.费多罗夫法(M法)基本思想：颗粒在整个干燥管内作匀速运动（偏于保守） (1)计算Ki 准数（基尔比契夫）,（2）利用Ki Re图查出Re,（3）利用下图查出Nu准数，并以进出口气体的平均温度作定性温度来计算传热系数h;,(4)计算停留时间,A为传热面积，对于球形,(5)计算管的长度,2.桐荣良三法,基本思想：颗粒运动分为加速段、匀速段。干燥过程分为三阶段： 预热、表面气化、降速干燥管长可划分成几个区域，对各个区域，分别把气体温度作为定值，即可用式,加速段：传热系数是变化的用试差法计算颗粒加速的运动速度（雷诺数）。,计算该段内传热系数,计算该段内干燥管高度,等速段：传热系数不变化，计算同上,计算干燥管总高度：各段高度之和,2011.9.30,
