化工原理 模块5 干燥.ppt

模块5干燥 项目1认识干燥器 概述 Introduction 在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分或有机溶剂 湿份 要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿份 除湿方法 机械除湿 如离心分离 沉降 过滤 干燥 利用热能使湿物料中的湿份汽化 除湿程度高 但能耗大 惯用做法 先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除去 然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉 以降低除湿的成本 干燥分类 对流干燥过程原理 湿热气体流过湿物料的表面 物料表面温度低于气体温度 由于温差的存在 气体以对流方式向固体物料传热 使湿份汽化 在分压差的作用下 湿份由物料表面向气流主体扩散 并被气流带走 干燥是热 质同时传递的过程干燥介质 用来传递热量 载热体 和湿份 载湿体 的介质 注意 只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压 干燥即可进行 与气体的温度无关 气体预热并不是干燥的充要条件 其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度 达到一定的生产能力 干燥过程 热空气流过湿物料表面 热量传递到湿物料表面 湿物料表面水分汽化并被带走 表面与内部出现水分浓度差 内部水分扩散到表面 传热过程 传质过程 传质过程 干燥过程推动力 传质推动力 物料表面水分压P表水 热空气中的水分压P空水传热推动力 热空气的温度t空气 物料表面的温度t物表 对流干燥过程实质 干燥过程基本问题 解决这些问题需要掌握的基本知识有 1 湿分在气固两相间的传递规律 2 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化 3 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征 4 干燥过程中物料衡算关系 热量衡算关系和速率关系 本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基本问题 介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程 湿气体的热力学性质 湿空气 指绝干空气与水蒸汽的混合物 在干燥过程中 随着湿物料中水份的汽化 湿空气中水份含量不断增加 但绝干空气的质量保持不变 因此 湿空气性质一般都以1kg绝干空气为基准 操作压强不太高时 空气可视为理想气体 系统总压P 湿空气的总压 kN m2 即P干空气与P水之和 干燥过程中系统总压基本上恒定不变 干燥操作通常在常压下进行 常压干燥的系统总压接近大气压力 热敏性物料的干燥一般在减压下操作 湿空气是混合物 则混合的比例是多少呢 所以要研究 湿度性质 湿度H 相对湿度 绝对湿度百分数 空气是气体 应适用于气体状态方程 即温度 压力 体积 所以要研究 温度性质 干球温度t 湿球温度tw 绝热饱和湿度tas 露点td 容积性质 湿容积 饱和湿容积 由于大气压力 对一定地区 约为定值 所以不研究压力性质 要研究空气对湿物料的传热 所以要研究 空气的比热性质 湿热r 焓I 实质是研究空气的四大类性质 为了叙述方便 我们假设下面三个前提 1 干燥过程的湿空气 可作为理想气体处理 诸如理想气体方程式 道尔顿分压定律 均可应用于湿空气 2 因为干空气是作为热载体 它的质量在干燥过程中始终不变 所以湿空气的有关参数均为单位质量的干空气为基准 3 系统总压101 3 湿空气中含量的表示方法 湿空气中水汽分压pv湿度H 湿空气中单位质量干空气所具有的水汽质量相对湿度 在一定总压下 湿空气的水汽分压与同温下饱和水蒸汽压之比 表示了湿空气吸湿能力 对于空气 水蒸气系统 Mw 18 02kg kmol Mg 28 96kg kmol 湿空气中水气的质量与绝干空气的质量之比 若湿份蒸汽和绝干空气的摩尔数 nw ng 和摩尔质量 Mw Mg 绝对湿度 湿度 H 总压一定时 湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关 当p ps时 湿度称为饱和湿度 以Hs表示 湿度只表示湿空气中所含水份的绝对数 不能反映空气偏离饱和状态的程度 即气体的吸湿能力 值说明湿空气偏离饱和空气或绝干空气的程度 值越小吸湿能力越大 0 p 0时 表示湿空气中不含水分 为绝干空气 1 p ps时 表示湿空气被水汽所饱和 不能再吸湿 对于空气 水系统 相对湿度 在总压和温度一定时 湿空气中水汽的分压p与系统温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数 若t总压下湿空气的沸点 湿份ps P 最大 空气全为水汽 湿份的临界温度 气体中的湿份已是真实气体 此时 0 理论上吸湿能力不受限制 f H t ps随温度的升高而增加 H不变提高t 气体的吸湿能力增加 故空气用作干燥介质应先预热 H不变而降低t 空气趋近饱和状态 当空气达到饱和状态而继续冷却时 空气中的水份将呈液态析出 比容 H或湿比容 即每Kg干空气和其所带的HKg水汽所具有的体积 比热容cH 1Kg干空气和其所带的HKg水汽升高温度1 所需的热量 式中 cg 绝干空气的比热cv 水汽的比热 对于空气 水系统 cg 1 01kJ kg cv 1 88kJ kg 焓I 1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和 由于焓是相对值 计算焓值时必须规定基准状态和基准温度 一般以0 为基准 且规定在0 时绝干空气和水汽的焓值均为零 则 对于空气 水系统 当热 质传递达平衡时 气体对液体的供热速率恰等于液体汽化的需热速率时 干燥过程中的物料温度 干球温度t 湿空气的真实温度 简称温度 或K 将温度计直接插在湿空气中即可测量 空气的湿球温度tw 当湿球温度计上温度达到稳定时 空气向棉布表面的传热速率为 气膜中水气向空气的传递速率为 在稳定状态下 传热速率与传质速率之间关系为 左边的温度计 A 感温球裸露在空气中 则此温度计所测得的温度为空气的干球温度 右边的温度计 B 感温球用纱布包裹 纱布用水保持湿润 则此温度计所测得的温度为空气的湿球温度 因流速等影响气膜厚度的因素对 和kH有相同的作用 可认为kH 与速度等因素无关 而仅取决于系统的物性 饱和气体 H Hs tw t 即饱和空气的干 湿球温度相等 不饱和气体 H Hs tw t 对于空气 水系统 露点td 不饱和的湿空气在总压与湿度保持不变的情况下 降低温度 使之达到饱和状态之湿度 即为露点td 某湿空气td下的湿度Hs与该湿空气在某一温度下的湿度H应相等 即已知露点求湿度的原理 若总压P 湿度H为已知 可求出饱和水蒸气分压ps 查水蒸气压表 与ps相应温度即为露点 此即已知湿度求露点的原理 绝热饱和冷却温度tas 绝热饱和冷却温度 不饱和的湿空气等焓降温到饱和状态时的温度 高温不饱和空气与水在绝热条件下进行传热 传质并达到平衡状态的过程 达到平衡时 空气与水温度相等 空气被水的蒸汽所饱和 因为是绝热过程 所以空气的焓是不会变的 对于不饱和的湿空气对于饱和的湿空气 气体湿度图 计算湿空气的某些状态参数时 要采用麻烦的试差计算法 为了避免这种非常麻烦的方法 将表达湿空气各种参数的计算式标绘在坐标图上 只要知道湿空气任意两个独立参数 即可以从图上迅速地查出其它参数 常用的图有湿度 焓图等 空气湿度图的绘制 1 横坐标 空气的湿度 所有的横线为等湿度线 2 右侧纵坐标 空气的干球温度 所有纵线为等温线 3 等湿度线 是与横轴平行的一组直线 H值在水平辅助轴上读出 4 等焓线 是与横轴平行的一组直线 值从纵轴上读出 5 等干球温度线 简称等t线 所有与纵坐标平行的直线都是等t线 6 等相对湿度线7 绝热饱和 冷却 线 等湿球温度线绝热饱和线又称为绝热冷却线 8 等焓线 这些线近似为直线 9 湿比热容线湿比热容线为直线 10 干空气比容线 饱和比容线 干空气比容线按干空气比容与温度关系绘制 它在图上为一直线 等温度线等相对湿度线蒸气分压线 空气湿焓图的用法 两个参数在曲线上能相交于一点 即这两个参数是独立参数 这些参数才能确定空气的状态点 100 空气达到饱和 无吸湿能力 100 属于未饱和空气 可作为干燥介质 越小 干燥条件越好 1 确定空气的干燥条件 2 确定空气的状态点 查找其它参数 3 确定绝热饱和冷却温度 1 等I干燥过程等焓干燥过程又称绝热干燥过程 a 不向干燥器重补充热量 即QD 0 b 忽略干燥器向周围散失的热量 即QL 0 c 物料进出干燥器的焓相等 即G I2 I1 0沿等I线 空气t1 t2意志 即可确定H1 H2 2 等H干燥过程恒压下 加热或冷却过程 干燥过程的物料衡算和热量衡算 湿物料水分含量的表示方法 湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物 湿基含水量w 水分在湿物料中的质量百分数 干基含水量X 湿物料中的水分与绝干物料的质量比 换算关系 工业生产中 物料湿含量通常以湿基含水量表示 但由于物料的总质量在干燥过程中不断减少 而绝干物料的质量不变 故在干燥计算中以干基含水量表示较为方便 物料衡算 干燥产品流量G2 G1 湿物料进口的质量流率 kg s G2 产品出口的质量流率 kg s Gc 绝干物料的质量流率 kg s w1 物料的初始湿含量 w2 产品湿含量 L 绝干气体的质量流率 kg s H1 气体进干燥器时的湿度 H2 气体离开干燥器时的湿度 W 单位时间内汽化的水分量 kg s 出干燥器的绝干物料 入干燥器的绝干物料 物料衡算 水分蒸发量 G1 湿物料进口的质量流率 kg s G2 产品出口的质量流率 kg s Gc 绝干物料的质量流率 kg s w1 物料的初始湿含量 w2 产品湿含量 L 绝干气体的质量流率 kg s H1 气体进干燥器时的湿度 H2 气体离开干燥器时的湿度 W 单位时间内汽化的水分量 kg s 物料衡算 空气消耗量 G1 湿物料进口的质量流率 kg s G2 产品出口的质量流率 kg s Gc 绝干物料的质量流率 kg s w1 物料的初始湿含量 w2 产品湿含量 L 绝干气体的质量流率 kg s H1 气体进干燥器时的湿度 H2 气体离开干燥器时的湿度 W 单位时间内汽化的水分量 kg s 绝干空气消耗量 绝干空气比消耗 热量衡算 湿份在气体和固体间的平衡关系 湿份的传递方向 干燥或吸湿 和限度 干燥程度 由湿份在气体和固体两相间的平衡关系决定 平衡状态 当湿含量为X的湿物料与湿份分压为p的不饱和湿气体接触时 物料将失去自身的湿份或吸收气体中的湿份 直到湿份在物料表面的蒸汽压等于气体中的湿份分压 平衡含水量 平衡状态下物料的含水量 不仅取决于气体的状态 还与物料的种类有很大的关系 物料的平衡含水量与干燥速度 具有和独立存在的水相同的蒸汽压和汽化能力 结合水分 与物料存在某种形式的结合 其汽化能力比独立存在的水要低 蒸汽压或汽化能力与水分和物料结合力的强弱有关 结合水分按结合方式可分为 吸附水分 毛细管水分 溶涨水分 物料细胞壁内的水分 和化学结合水分 结晶水 化学结合水分与物料细胞壁水分以化学键形式与物料分子结合 结合力较强 难汽化 吸附水分和毛细管水分以物理吸附方式与物料结合 结合力相对较弱 易于汽化 结合水分与非结合水分 一定干燥条件下 水分除去的难易 分为结合水与非结合水 非结合水分 与物料机械形式的结合 附着在物料表面的水 一定干燥条件下 按能否除去 分为平衡水分与自由水分 平衡水分 低于平衡含水量X 的水分 是不可除水分 自由水分 高于平衡含水量X 的水分 是可除水分 吸湿过程 若X Xh 则物料将吸收饱和气体中的水分使湿含量增加至湿含量Xh 即最大吸湿湿含量 物料不可能通过吸收饱和气体中的湿份使湿含量超过Xh 欲使物料增湿超过Xh 必须使物料与液态水直接接触 干燥过程 当湿物料与不饱和空气接触时 X向X 接近 干燥过程的极限为X 物料的X 与湿空气的状态有关 空气的温度和湿度不同 物料的X 不同 欲使物料减湿至绝干 必须与绝干气体接触 对一定干燥任务 干燥器尺寸取决于干燥时间和干燥速率 由于干燥过程的复杂性 通常干燥速率不是根据理论进行计算 而是通过实验测定的 为了简化影响因素 干燥实验都是在恒定干燥条件下进行的 即在一定的气 固接触方式下 固定空气的温度 湿度和流过物料表面的速度进行实验 为保证恒定干燥条件 采用大量空气干燥少量物料 以使空气的温度 湿度和流速在干燥器中恒定不变 实验为间歇操作 物料的温度和含水量随时间连续变化 干燥曲线和干燥速率曲线 恒速干燥段 物料温度恒定在tw X 变化呈直线关系 气体传给物料的热量全部用于湿份汽化 预热段 初始含水量X1和温度 1变为X和tw 物料吸热升温以提高汽化速率 但湿含量变化不大 干燥曲线 物料含水量X与干燥时间 的关系曲线 降速干燥段 物料开始升温 X变化减慢 气体传给物料的热量仅部分用于湿份汽化 其余用于物料升温 当X X t 干燥过程度三阶段 干燥速率的定义 干燥速率U 干燥器单位时间内汽化的湿分量 kg湿分 s 微分形式为 式中 U 干燥器的干燥速率 kg s W 汽化水份量 kg Gc 绝干物料的质量 kg 如果物料形状是不规则的 干燥面积不易求出 则可使用干燥速率进行计算 设物料的初始湿含量为X1 产品湿含量为X2 当X1 Xc和X2 Xc时 干燥有两个阶段 当X1 Xc或X2 Xc时 干燥都只有一个阶段 即恒速干燥段 由于物料预热段很短 通常将其并入恒速干燥段 以临界湿含量Xc为界 可将干燥过程只分为恒速干燥和降速干燥两个阶段 干燥速率曲线 干燥速率U或干燥速度N与湿含量X的关系曲线 干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观 干燥曲线和干燥速率曲线 理论解释 恒速干燥段 物料表面湿润 X Xc 汽化的是非结合水 降速干燥段 X Xc物料实际汽化表面变小 出现干区 第一降速段 汽化表面内移 第二降速段 平衡蒸汽压下降 各种形式的结合水 固体内部水分扩散速度极慢 非多孔介质 降速段干燥速率取决于湿份与物料的结合方式 以及物料的结构 物料外部的干燥条件对其影响不大 恒定干燥条件下 tw p ps 和kp不变 由物料内部向表面输送的水份足以保持物料表面的充分湿润 干燥速率由水份汽化速率控制 取决于物料外部的干燥条件 故恒速干燥段又称为表面汽化控制阶段 湿物料与空气间的q和N恒定 干燥过程的计算 物料的停留时间应大等于给定条件下将物料干燥至指定的含水量所需的干燥时间 并由此确定干燥器尺寸 若已知物料的初始湿含量X1和临界湿含量Xc 则恒速段的干燥时间为 恒速干燥段的干燥时间 恒定干燥条件下干燥时间的计算 降速干燥段的干燥时间 1 图解积分法 降速段的干燥时间可以从物料干燥曲线上直接读取 计算上通常是采用图解法或解析法 当降速段的U X呈非线性变化时 应采用图解积分法 在X2 Xc之间取一定数量的X值 从干燥速率曲线上查得对应的U 计算Gc U 作图Gc U X 计算曲线下面阴影部分的面积 2 解析法 当降速段的U X呈线性变化时 可采用解析法 降速段干燥速率曲线可表示为 物料干燥所需总时间为 1 2 模块2干燥设备的选用 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 ConvectiveDryer 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 Flashdryer 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 Flashdryer 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频繁 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状流化床 料层内颗粒物料的相互碰撞 混合剧烈 气固两相间的传热传质过程得到强化 使物料得以干燥 干燥产品经床侧出料管卸出 湿废气体由引风机从床层顶部抽出排空 用旋风分离器分离所夹带的少量细微粉 流化床干燥器 Fluidizedbeddryer 又称为沸腾床干燥器 是流态化技术在干燥作业上的应用 结构及操作原理 湿物料 废气 热空气 干品 流化床干燥器 Fluidizedbeddryer 流化床干燥器 Fluidizedbeddryer 流化床干燥器的特点 1 气流干燥与流态化干燥的区别在于操作气速不同 气流管中颗粒浓度较低 流化层中颗粒浓度较大 2 流化床操作气速低 但颗粒浓度高 气固接触面积很大 颗粒剧烈运动使气膜受到强烈冲刷 表面更新速率很快 传热传质速率很高 体积传热系数a可达2300 7000W m3 K 3 物料颗粒的剧烈运动和相互混合使床内各处的温度均匀一致 避免了物料的局部过热 为物料的优质干燥提供了条件 4 物料停留时间任意可调 特别适合于干燥结合水分 5 连续操作时物料的停留时间分布很不均匀 部分物料因停留时间过短而干燥不充分 underdry 部分颗粒因停留时间过长而过分干燥 overdry 单层流化床仅用于对产品湿含量的均匀性要求不高的场合 如硫铵 磷铵和氯化铵等的干燥 工业上常将流化床干燥器与气流干燥器串联使用 利用气流干燥的闪蒸作用 迅速使物料的表面水分汽化 然后送入流化床干燥器中进一步脱除物料所含的结合水分 流化床干燥器的工艺流程 XF系列沸腾干燥器常州优力干燥设备有限公司 流化床干燥器的用途 流化床干燥器适用于散粒状物料的干燥 物料的粒径一般为0 1 6mm 最佳粒径为0 5 3mm 1 医药药品中的原料药 压片颗粒 中药冲剂 2 化工原料中的塑料树脂 柠檬酸和其它粉状 颗粒状物料的干燥除湿 3 食品 粮食加工 食品饮料冲剂 玉米胚芽 饲料等的干燥 停留时间不均匀问题的解决方法 多层流化床 固体在每一层完全混合 但层与层之间不相混 改善了物料停留时间的分布 层数越多 产品湿含量愈均匀 国内使用五层流化床干燥涤纶切片 效果很好 气固两相逆流流动 有利于降低产品的湿含量 且可使热量的利用更加充分 多层流化床特别适合于产品湿含量较低 冷物料不能承受强烈干燥而干物料可以耐高温的场合 多层床其结构复杂 气体的流动阻力也较大 因而限制了多层流化床的应用 主要问题 控制物料顺利流至下一层的量 且不使气体沿溢流管短路跑掉 在应用中常因操作不当而不能正常生产 可按需将床层分隔成3 6室 最多可达12室 如聚丙烯流化床干燥器 物料依次通过各室 最后翻过堰板卸出 多个全混室串联的结果使物料的停留时间分布接近活塞流 各室气体流速 温度可灵活调节 以形成最佳流化状态和干燥条件 气体压降比多层床低 操作稳定性也好 但热效率不及多层床高 停留时间不均匀问题的解决方法 卧式多室流化床 流化床干燥器结构简单 造价较低 可动部件少 维修费用低 物料磨损较小 气固分离比较容易 传热传质速率快 热效率较高 物料停留时间可以任意调节 因而这种干燥器在工业上获得了广泛的应用 已发展成为粉粒状物料干燥的最主要手段 沸腾制粒干燥器 空气由系统风机从过滤器 加热器入口吸入 经净化 加热后从制粒器下部筛网穿过 高速气流维持粉末物料悬浮 形成稳定的流化床 粘结剂溶液经输液泵压送到喷枪 呈雾状喷射到干燥室中 使粉末凝聚成多孔状颗粒 粒子形成后 按预定周期在干燥器中干燥 含湿空气经干燥器顶部防静电袋滤器脱除粉尘后排至室外 沸腾制粒干燥器 沸腾制粒方法是喷雾技术和流化技术综合运用的成果 使传统的混合 制粒 干燥过程在同一密闭容器中一次完成 故又称为 一步制粒器 沸腾制粒干燥器的特点 1 粉末制粒后 改善了流动性 减少了粉尘的飞扬 同时获得了溶解性良好的产品 2 由于混合 制粒 干燥过程一次完成 热效率高 4 产品的粒度能自由调节 5 设备无死角 卸料快速 安全 清洗方便 沸腾制粒干燥器 FLCFLB型沸腾制粒干燥器常州优力干燥设备有限公司 GFG型沸腾制粒干燥器常州优力干燥设备有限公司 振动流化床干燥器 用途 用于干燥难以流化的物料 物料自进料口进入 在振动力作用下 物料沿水平流化床抛掷向前连续运动 热风向上穿过流化床同湿物料换热后 湿空气经旋风分离器除尘后由排风口排出 干燥物料由排料口排出 振动流化床干燥器 振动流化床干燥器的特点 1 医药化工 如各种压片颗粒 硼酸 硼砂 苯二酚 苹果酸 马来酸等 2 食品建材 如酒糟 味精 砂糖 食盐 矿渣 豆瓣 种籽等 3 物料的冷却 增湿等 1 物料受热均匀 热交换充分 干燥强度高 比普通干燥器节能30 左右 2 流态化稳定 无死角和吹穿现象 3 可调性好 适应面宽 料层厚度和在机内移动速度以及振幅变更均可实现无级调节 4 对物料表面损伤小 可用于易碎 颗粒不规则物料的干燥 5 全封闭结构可有效防止物料与空气间的交叉污染 振动流化床干燥器的应用范围 振动流化床干燥器 ZLG系列振动流化床干燥器常州优力干燥设备有限公司 喷雾干燥器 Spraydryer 用于干燥溶液 浆液或悬浮液 液状物料由雾化器喷成雾状细滴并分散于热气流中 使水分迅速汽化而获得微粒状干燥产品 雾滴直径通常仅为30 60 m 每升料液具有100 600m2的蒸发面积 故所需干燥时间很短 约为5 30s 特别适合于干燥热敏性的物料 如牛奶 蛋制品 血浆 洗衣粉 抗菌素 酵母和染料等 已广泛应用于食品 医药 燃料 塑料及化学肥料等行业 喷雾干燥器 Spraydryer 喷雾干燥器 Spraydryer 1 滤风罩2 送风机3 加热器 电 蒸汽 燃油 气 煤 4 料槽5 供料泵6 喷枪7 干燥塔8 一级收尘器 旋风分离器 9 二级收尘器 旋风分离器 袋滤器 10 引风机11 湿式除尘器 水沫除尘器 文丘里 雾化器 Sprayer 雾化器的一般要求 雾化器是喷雾干燥器的关键部件 它将影响到产品的质量和能量消耗 好的雾化器应具有雾滴直径均匀 喷嘴结构简单 生产能力大 能量消耗低 操作方便等特点 气流式雾化器 压缩空气在喷嘴处达到音速并形成很低的压力 抽送料液由喷嘴成雾状喷出 可制备粒径小于5 m的微细颗粒 能处理粘度较大的料液 但动力消耗较大 装置的生产能力较小 雾化器 Sprayer 离心式雾化器 料液送入一高速旋转的 4000 20000rpm 装有放射形叶片的圆盘中央 在离心力作用下加速从周边 周向速度100 160m s 呈雾状洒出 优点 操作简单 对物料的适应能力强 操作弹性大 产品粒径均匀 特别适合于处理固相含量较高的液体 缺点 干燥器直径较大 雾化器加工难度大 制造价格高 雾化器 Sprayer 压力式雾化器 应用最为广泛 用泵将料液加压至30 200atm并通入喷嘴 喷嘴内有螺旋室 液体在其中高速旋转并从出口小孔处呈雾状喷出 优点 结构简单 造价低 动力消耗低 缺点 操作弹性小 产品粒径不均匀 喷嘴容易因腐蚀或磨损而影响喷雾质量 喷雾干燥器 Spraydryer 气液流动方式 直线型并流 对于易粘壁的物料 液滴随气流并行向下 可减少液滴撞向器壁的机会 但停留时间短 干燥器的塔身较高 螺旋形并流 物料停留时间较长 塔身可较低 但离心力作用使液滴甩向器壁的机会增多 逆流 废气从塔顶排出 为了减少未干液滴随废气带出 气体速度不宜过高 故达到一定生产能力的干燥器直径较大 优点 干燥速度快 干燥时间短 特别适合于热敏性物料 由液体直接得到干燥产品 无需蒸发 结晶 固液机械分离等操作 故又称为一步干燥法 缺点 体积传热系数很低 a约为30 90W m2 K 水分汽化强度仅为10 20kg m3 h 故干燥器体积庞大 热效率较低 动力消耗较大 提高生产能力的方法 采用过热料液 在加压下将料液预热至200 300 进入雾化器 液滴通过吸收自身的显热而使部分水分汽化 厢式 室式 干燥器 Traydryer 小型的称为烘箱 大型的称为烘房 可同时处理多种物料 通常在常压或真空下间歇操作 厢内设有支架 湿物料放在矩形浅盘内 或悬挂在支架上 板状物料 空气经加热器预热并均匀分配后 平行掠过物料表面 离开物料表面的湿废气体 部分排空 部分循环 与新鲜空气混合后用作干燥介质 厢式干燥器的特点 对各种物料的适应性强 但物料得不到分散 气固两相接触不好 干燥时间长 可用多孔底板浅盘 使气体自上而下穿流通过物料层 穿流型厢式干燥器 以提高干燥速率 优点 对物料适应性强 可以用于各种物料的干燥 适用于小规模多品种 干燥条件变动大的场合 缺点 热效率较低 产品质量不易均匀 洞道式干燥器 在一狭长的通道内铺设铁轨 物料放置在一串小车上 小车可以连续地或间歇地在进 出通道 空气连续地在洞道内被加热并强制地流过物料表面 流程可安排成并流或逆流 还可根据需要安排中间加热或废气循环 干燥介质可用热空气和烟道气 洞道式干燥器容积大 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 带式干燥器 Beltdryer 结构及原理 将物料通过布料机构 如星型布料器 摆动带 粉碎机或造粒机 分布在输送带 多为网状 上 输送带通过一个或几个加热单元组成的通道 每个加热单元均配有空气加热和循环系统 每一个通道有一个或几个排湿系统 在输送带通过时 热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料 从而使物料能均匀干燥 传送带可以做成多层 带宽1 3m 长为4 50m 干燥时间为5 120分钟 带式干燥器 Beltdryer 优点 干燥过程中物料翻动少 对晶体形状保持完好 适用于处理粒状 块状和纤维状物料 缺点 热效率较低 生产能力较小 带式干燥器 B