文档介绍：四、干燥器
前面已了解了干燥过程的特点,以及操作条件的确定,下面介绍几种干燥器,以及如何根据干燥要求选择合适的干燥设备。
1、干燥器的基本要求
(1)、对被干燥物料的适应性湿物料外表形态很不相同,从大块整体物件到粉粒体,从粘稠溶液或糊状团块到薄膜涂层。物料的化学、物理性质也有很大差别。煤粉、无机盐等物料能经受高温处理,药物、食品、合成树脂等有机物易受氧化、受热变质。有的物料在干燥过程中还会发生硬化,开裂,收缩等。影响产品的外观和使用价值的物理化学变化。所以能适应被干燥物料的外观性质和形状是对干燥器的基本要求,也是选用干燥器的首要条件。但是,除非是干燥小批量、多品种的产品,一般并不要求一个干燥器能处理各种物料,通用的设备不一定符合经济性、优化的原则。
(2)、设备的生产能力要高设备的生产能力取决于物料达到指定干燥程度所需的时间。由前所知,物料在降速阶段的干燥速率缓慢,费时较多。缩短降速干燥阶段的干燥时间可从两个方面考虑:
①、降低物料的临界含水量,使更多的水分在速率较高的恒速阶段除去;
②、提高降速阶段本身的速率。
将物料尽可能地分散,可以兼达上述两个目的。许多干燥器(如气流式、流化床、喷雾式等)的设计思想就在于此。
(3)、能耗的经济性干燥是一种耗能较高的单元操作,设法提高干燥过程的热效率是致关重要的。在对流干燥中,提高热效率的主要途径是减少废气和物料带走的热量。干燥器结构应能提供有利的气、固接触;在物料耐热允许的条件下应使用尽可能高的入口气温,减少干燥介质的用量,可减少废气的热损失。
在恒速干燥阶段,或在第一干燥阶段,干燥速率与介质流速有关,减少介质用量会使设备容积下降;而在降速阶段,干燥速率几乎与介质流速无关。这样,物料的恒速(第一阶段)与降速(第二阶段)在同一设备相同流速下进行,从经济上分析是不合理的。所以为了提高热效率,物料在不同的干燥阶段可采用不同类型的干燥器加以组合。
2、干燥器的主要形式
常用干燥器通常按加热方式分类,见下表。
以下简介常用对流干燥器。
(1)、厢式干燥器
厢式干燥器又称烘房或烘箱。其结构如下图所示。干燥器外壁由砖墙并复以适当的绝热材料构成。厢内支架上放有许多矩形浅盘,湿物料置于盘中,物料在盘中堆放厚度为10~100mm。厢内设有翅片或空气加热器,并用风机3吸入,由加热器5预热后沿挡板6均匀地在各浅盘内的物料上方掠过,对物料进行干燥,部分废气经排气管2排出,余下的杂质重新使用,以提高热效率。废气循环量由吸入口或排出口的挡板进行调节。在恒速阶段排出较多的废气,而在降速阶段使更多的废气循环。空气的流速由物料的粒度而定,应使物料不被气流带出干燥器为原则,一般为1~10m/s。
这种干燥器一般为间歇式,但也有连续式。此时堆物盘量架搁置在可移动的小车上,或将物料直接铺在缓缓移动的传送网上。
厢式干燥器最大特点是对各种物料的适应性强,干燥产物易于进一步粉碎。但湿物料得不到分散,干燥时间长,完成一定干燥任务所需的设备容积及占地面积大,热损失多。因此,主要用于产量不大,品种需要更换的物料干燥。
(2)、喷雾干燥器
喷雾干燥器是将溶液、浆液或悬浮液通过喷雾器而分散成雾状细滴,分散于热气流中, 使水分迅速汽化而达到干燥的目的。热气流与物料以并流、逆流或混合流的方式相互接触而使物料得到干燥。这种干燥由雾化器、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统等部分组成。如下图所示。浆液用送料泵压至喷雾器(喷嘴),经喷嘴喷成雾滴而分散在热气流中,使雾滴中的水分迅速汽化,成为微粒或细粉落到器底。产品由风机吸至旋风分离器中, 而被回收,废气经风机排出。喷雾干燥的干燥介质为热空气,也可用烟道气,对含有机溶剂的物料,也可使用氮气等惰性气体作热载体。
喷雾器是喷雾干燥的关键部分。液体通过喷雾器分散成为10~60μm的雾滴,提供了很大的蒸发表面积,每升溶液具有的表面积平均为100~600m2,有利于达到快速干燥的目的。对喷雾器的一般要求为:雾粒应均匀,结构简单,生产能力大,能量消耗低及操作容易等。