1、11.6 干燥器,生产上对干燥器的要求：, 适应被干燥物料的多样性和不同产品规格要求物料形态：块、颗粒、粉末、纤维状、溶液、悬浮液、膏状物性：与水的结合、机械强度、粘结性、热敏性、污染、毒、变形 产品质量要求：水分、粉尘、产品回收 设备的生产能力要高缩短降速段时间、分散物料（XC小） 能耗的经济性减小废气带热流向问题逆流操作设备容积小或X2小、2高（热敏的问题与流向） 便于操作、控制等,聚氯乙烯0.003一级尿素成品0.005,干燥器种类多，分类方法不明确。常用分类：按操作压力分：常压干燥、真空干燥按操作方式分：间歇式、连续式按加热方式分：对流、传导、辐射、介电加热干燥器按干燥器结构分：喷雾、
2、流化床、回转圆筒、厢式干燥器其它分类,结构：1 空气入口； 2 空气出口； 3 风扇；4 电动机； 5 加热器； 6 挡板；7 盘架； 8 移动轮,原理：主要是以热风通过湿物料的表面，达到干燥的目的。,11.6.1 工业上常用干燥器,（1）厢式干燥器（盘架式干燥器）,厢式干燥器中的两种加热方式：,单级加热,多级加热,中间加热过程：避免t1过高：蒸汽热源问题、对物料的影响两种加热方式比较：相同的空气初、终状态所需空气量相同,废气循环法废气部分返回到预热器入口可否流程再变化？目的：调节空气入口的湿度、降低温度、增大气流速度,优点：可灵活准确地控制干燥介质的温度、湿度；干燥推动力比较均匀；增加气流速
3、度使得传热（传质）系数增大；减少热损失，但干燥速率常有所减小。,相同的空气初、终状态所需新鲜空气量相同,厢式干燥器的优点： 构造简单，设备投资少； 适应性强，物料损失小，盘易清洗。 尤其适用于需要经常更换产品、小批量物料的干燥。,物料得不到分散，干燥时间长；若物料量大，所需的设备容积也大；工人劳动强度大；热利用率低；产品质量不均匀。, 厢式干燥器的主要缺点：,厢式干燥器的连续操作：洞道式干燥器评价：容积大，小车在洞道内停留时间长，适用于具有一定形状的比较大的物料，如木材、皮革或陶器等的干燥,（2）气流式干燥器(瞬时干燥) 结构：,1 抽风机； 2 袋式除尘器； 3 排气管； 4 旋风除尘器；
4、5 干燥管； 6 螺旋加料器； 7 加热器； 8 鼓风机,优点： 气、固间传递表面积大，体积传质系数很高，干燥速率大； 接触时间短，热效率高，气、固并流操作，可以采用高温介质，对热敏性物料的干燥尤为适宜； 干燥伴随着气力输送，减少了产品的输送装置； 结构简单，占地面积小，运动部件少，易于维修，成本费用低。缺点： 必须有高效能的粉尘收集装置，否则尾气携带的粉尘将造成很大的浪费，也会形成对环境的污染； 对有毒物质，不易采用这种干燥方法。但如果必须使用时，可利用过热蒸汽作为干燥介质； 对结块、不易分散的物料，需要性能好的加料装置，有时还需附加粉碎过程； 气流干燥系统的流动阻力降较大，动力消耗较大。,
5、应用： 气流干燥器适宜于处理含非结合水及结块不严重又不怕磨损的粒状物料，尤其适宜于干燥热敏性物料或临界含水量低的细粒或粉末物料。 对粘性和膏状物料，采用干料返混方法和适宜的加料装置，如螺旋加料器等，也可正常操作。,（3）流化床干燥器（沸腾床干燥器）, 原理：流化床干燥器是流态化原理在干燥中的应用。在上册中叙述。在流化床干燥器中，颗粒在热气流中上下翻动，彼此碰撞和混合，气、固间进行传热、传质，以达到干燥目的。,卧式多室流化床干燥器, 优点 与其它干燥器相比，传热、传质速率高； 由于传递速率高，气体离开床层时几乎等于或略高于床层温度，因而热效率高； 由于气体可迅速降温，所以与其他干燥器比，可采用更
6、高的气体入口温度； 设备简单，无运动部件，成本费用低； 操作控制容易。 工业上常用的流化床干燥器的类型，从其结构上大体可分为单层圆筒型、多层圆筒型、卧式多室型、喷雾型、惰性粒子式、振动型和喷动型等。,（4）喷雾干燥器,原理：将液态物料通过喷雾器分散成细小的液滴，在热气流中自由沉降并迅速蒸发，最后被干燥为固体颗粒与气流分离。,优点 在高温介质中，干燥过程极快，适宜于处理热敏性物料； 处理物料种类广泛，如溶液、悬浮液、浆状物料等皆可； 喷雾干燥可直接获得干燥产品，因而可省去蒸发、结晶、过滤、粉碎等工序； 能得到速溶的粉末或空心细颗粒； 过程易于连续化、自动化。关键装置雾化器：压力式、离心式、气流式
7、,缺点： 热效率低； 设备占地面积大、设备成本费高； 粉尘回收麻烦，回收设备投资大。,(5 ) 流化床喷雾造粒干燥,将液体雾化和流态化干燥组合起来的干燥过程造粒、混合、干燥过程在一个设备内完成（一步造粒法）。,1、3、4电机；2空气加热器；5加料器；7分级器； 8旋风分离器；9布袋过滤器；10排风机；11星形卸料器,(6) 旋转快速(或称旋转闪蒸)干燥器,( 1 )真空冷冻干燥(升华干燥、冻干）利用升华原理。物料经快速冻结后，在真空（低于水的三相点压力）环境下加热，其中的水分从固态的冰直接升华成水蒸汽逸出。二次大战期间，因大量需要血浆和青霉素而发展起来的。现在用于化学、食品和医药工业，制备纳米
8、级的粉体材料、催化剂以及陶瓷超导材料等。冷冻干燥特点：在冷冻状态下干燥，水分由冰直接升华为水蒸汽移除物料的物理、化学结构变化小。成品不会产生收缩现象。细胞在释放水分后，完好地保留了营养纤维和固状物，使其加水后能迅速水化，几乎立即恢复原来的性状，因此可以保留物料原有的色、香、味及营养成分；低温下干燥，适用热敏性物料，如蛋白质、微生物等不会发生变性或失去生物活性；冷冻干燥在高真空下操作，氧气极少，使易氧化的物料得到保护；干燥后产品进行充氮或真空包装后可在常温下长期保存，无需任何防腐剂；耗时、耗能、成本较高。,11.6.2 其他类型的干燥技术及干燥器,( 2) 桨叶式干燥器,向空心桨叶和夹套输入热载
9、体，通过传导干燥除去湿分干燥器内设置桨叶，搅拌被干燥物料真空耙式干燥器、圆盘干燥器,(3)介电干燥器(微波干燥、高频干燥)利用介电干燥原理除去湿分。在高频率的电磁场下，物料吸收电磁能量，在内部转化为热能而用于蒸发湿分 (4) 红外辐射干燥器将电能或热能(煤气、蒸汽、燃气等)转变为红外辐射能，然后通过辐射传热的方式加热湿物料，除去物料中湿分。 (5) 过热蒸汽干燥 (6) 对撞流干燥(7) 超临界干燥,回转圆筒干燥器,11.6.3 干燥器的选择,（1）选择干燥器需要考虑的问题 被干燥物料的性质； 湿物料的干燥特性 ； 处理量； 回收问题； 能源价格、安全操作和环境因素。,（2）干燥器选择步骤：根
10、据湿物料的形态、干燥特性、产品的要求、处理量和以及所采用的热源为出发点，进行干燥实验确定干燥动力学和传递特性；确定干燥设备的工艺尺寸，结合环境要求，选择出适宜的干燥器型式；若几种干燥器同时适用时，要进行成本核算及方案比较，选择其中最佳者。,11.6.4 气流式干燥器的设计计算,主要设备参数：干燥管的直径和高度。,（1）基本数据,设计已知条件：,设计者自行确定的数据：,设计者自行查询的数据：,（2）进行干燥管的物料衡算和热量衡算,（3）干燥管直径的计算 湿空气在干燥管中的流速 入口气速：2030 m/s ； 出口气速：最大颗粒沉降速度的2倍 或比最大颗粒沉降速度大 3 m/s 。,（4）气流干燥
11、管的高度计算, 干燥管直径,空气至固体颗粒的传热速率方程为：,整理得：,其中：,将上式化简得：,空气传给物料的热量由两部分构成，即：,恒速干燥阶段传热量：,降速干燥阶段传热量：,对于空气-水系统，颗粒在等速段，表面传热系数计算：,（5）气流干燥器系统的压力损失各部分的压力损失可按下述数值估算： 加热器 190 290 Pa 干燥管 1200 2500 Pa 粉碎机 290 490 Pa 旋风分离器 790 1200 Pa 总压力降 2500 4500 Pa, 对撞流干燥器 以两股（或多股）高速流动的气流在一定的容器内迎面相撞，其中至少有一股气流携带有待干燥的颗粒物料或液滴，该湿物料在各气流形成的对撞区内完成其干燥过程。,（2）干燥新设备, 流化床喷雾造粒干燥； 真空耙式干燥器； 旋转快速（或称旋转闪蒸）干燥器； 圆盘干燥器。,11.6.4 干燥新技术与新设备,（1）干燥新技术, 过热蒸汽干燥 利用过热蒸汽直接与被干燥物料接触而除去水分的操作。,
