文档介绍：干燥器(Dryer)
干燥器:实现物料干燥过程的机械设备。
被干燥物料的特点:
形状:有板状、块状、片状、针状、纤维状、粒状、粉状,膏糊状甚至液状等;
结构:多孔疏松型,紧密型;
耐热性:热敏性;
结块:易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散,散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。
对产品的要求:
干燥程度:脱除表面水分,结合水分甚至结晶水分。要求的平均湿含量和干燥均匀性。
外观:一定的晶型和光泽,不开裂变形等。
由于物料的多样性,年生产能力也有很大差别,故干燥器的形式也很多。
干燥器(Dryer)
按加热方式可将干燥器分为:
干燥器的选型应考虑以下因素:
(1) 对流干燥器,如:洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器等;
(2) 传导干燥器,如:滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等;
(3) 辐射干燥器,如:红外线干燥器;
(4) 介电加热干燥器,如:微波干燥器。
(1) 保证物料的干燥质量,干燥均匀,不发生变质,保持晶形完整,不发生龟裂变形;
(2) 干燥速率快,干燥时间短,单位体积干燥器汽化水分量大,能做到小设备大生产;
(3) 能量消耗低,热效率高,动力消耗低;
(4) 干燥工艺简单,设备投资小,操作稳定,控制灵活,劳动条件好,污染环境小。
对流干燥器(Convective Dryer)
(1) 并流干燥
(2) 逆流干燥
高湿含量物料在进口与高温低湿气体接触,传热传质推动力大,干燥速度很快。低湿含量物料在出口与低温高湿气体接触,推动力小,干燥速度较慢。适用于湿物料能承受强烈干燥而不发生龟裂、变形或表面结硬壳,而干物料又不能耐高温,且产品湿含量较高的情况。
(3) 错流干燥
进口端湿物料与低温高湿的气体接触,出口端干物料与高温低湿的气体接触,各处干燥推动力和干燥速度比较均匀,适用于湿物料不允许强烈干燥,而干物料又可以耐高温,产品湿含量很低的场合。
干燥介质垂直穿过物料层,气体进入和流出物料层时,其温度和湿度均有较大变化,要求物料能耐高温,并能承受快速干燥。
气流干燥器(Flash dryer)
气流干燥器的结构与流程:
1 - 空气过滤器
2 - 空气加热器
3 - 加料器
4 - 风机
5 - 干燥管
6 - 旋风分离器
7 - 除尘器
气流干燥器的特点
(1) 干燥速度快,固体物料分散悬浮在气流中,气固两相间具有很大的传热传质面积。热气体进口速度高(20-40m/s),气固两相间(尤其是加速段)相对速度很大,平均体积传热系数 ha 为 3000-7000 W/(m3·K),比其它类型干燥器高几倍至几十倍,同等生产能力条件下,气流干燥器的体积小得多。
(2) 气固并流操作,符合物料干燥的基本规律,恒速干燥段提供十分强烈的干燥条件,降速干燥段,温和的干燥条件,可以使用高温气体作为干燥介质。
(3) 干燥时间短,物料从进入干燥器开始,到气固两相脱离接触,整个干燥过程不超过1秒钟,因而气流干燥又称为快速干燥或闪蒸干燥,特别适合于热敏性物料的干燥。
(4) 气流干燥器中,固体物料呈活塞流流动,每一颗粒子经历的干燥时间大致相同,因而干燥产品的湿含量均匀一致。
(5) 结构简单,设备投资少,占地面积小,操作方便,性能稳定,维修量小。
气流干燥器的缺点
(1) 物料停留时间短,只适合于干燥非结合水分的干燥,故常被用作物料的预干燥;
(2) 颗粒破碎现象比较严重,颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞与摩擦。故不适合于干燥晶形不允许破坏的物料;
(3) 气固两相分离任务很重,固体产品的放空损失较大,粉料排空对环境造成一定污染;
(4) 气固两相接触时间短,传热不充分,气体放空损失大,热效率较低;
(5) 气体通过干燥系统的流动阻力较大,因而风机的动力消耗较高,故总能耗较高。
加速运动段是气流干燥器最有效的干燥区段,一根 10m 长的气流管,80%左右的水分量是在长约 2m 左右的加速段汽化干燥的。
气流干燥器的传热强化
(1) 多级气流干燥器
(2) 脉冲式气流干燥器
(3) 旋风式气流干燥器
将多台气流干燥串联使用,总管长相同的情况下,加速段增加。且各干燥器可选择合适的气体条件,有利于热能的回收和合理利用。在淀粉、奶粉生产中被广泛采用。
脉冲管内气速随管径变化而交替地增大和减小。由于惯性的作用,颗粒运动速度滞后气体,使气固两相的相对速度增加。
类似于旋风分离器,但更长,气流携带固体颗粒沿切线方向进入后作螺旋运动,使物料在瞬间得到干燥。适用于允许磨损的热敏性物料(如制药行业)。
散粒状湿物料从加料口加入,热气体穿过流化床底部的多孔气体分布板,形成许多小气流射入物料层。
将操作气速控制在一定范围内时,颗粒物料悬浮在上升的气流中形成沸腾