固體物料干燥-干燥設(shè)備選擇

任務(wù)一 固體物料干燥設(shè)備選擇1、明確氯堿鹽泥、PVC樹脂顆粒等的去濕要求2、選擇實現(xiàn)鹽泥、PVC樹脂去濕要求所要采用的去濕方法和設(shè)備3、總結(jié)常見物品（如紙張、維生素、濕硅膠等）的干燥方法 一. 去濕方法分類（1）機(jī)械去濕 物料帶水較多時，可先用離心過濾等機(jī)械分離方法以除去大量的水； （脫水快且經(jīng)濟(jì)，但去濕程度不高）-初步去濕（2）吸附去濕 用某種平衡水汽分壓很低的干燥劑（如CaCl2、硅膠等）與濕物料并存，使物料中的水分經(jīng)氣相而轉(zhuǎn)入干燥劑內(nèi)； （3）供熱干燥 工業(yè)干燥操作多是用熱空氣或其它高溫氣體為介質(zhì)，使之掠過物料表面，介質(zhì)向物料供熱并帶走汽化的濕分，此種操作稱為干燥。 二、干燥方法（一）傳熱方式1、 傳 導(dǎo) 干 燥 熱 能 通 過 傳 熱 壁 面 以 傳 導(dǎo) 的 方 式 傳 給 濕 物 料 被 干 燥 的 物 料 與 加 熱 介 質(zhì) 不 直 接 接 觸 ， 屬 間 接 干 燥 優(yōu) 點 ： 熱 能 利 用 較 多 缺 點 ： 與 傳 熱 壁 面 接 觸 的 物 料 易 局 部 過 熱 而 變 質(zhì) ， 受 熱 不均 勻 。 例 如 紙 制 品 可 以 鋪 在 熱 滾 筒 上 進(jìn) 行 干 燥 。 2、 輻 射 干 燥 熱 能 以 電 磁 波 的 形 式 由 輻 射 器 發(fā) 射 到 濕 物 料 表 面 ， 被 物 料 吸 收 轉(zhuǎn) 化 為 熱 能 ， 而 將 水 分 加 熱 汽 化 。優(yōu) 點 ： 生 產(chǎn) 能 力 強(qiáng) ， 干 燥 產(chǎn) 物 均 勻 缺 點 ： 能 耗 大 例 如 用 紅 外 線 干 燥 自 行 車 表 面 油 漆3、 介 電 加 熱 干 燥 將 需 干 燥 的 物 料 置 于 交 頻 電 場 內(nèi) ， 利 用 高 頻 電 場 的 交 變 作用 將 濕 物 料 加 熱 ， 水 分 汽 化 ， 物 料 被 干 燥 。優(yōu) 點 ： 干 燥 時 間 短 ， 干 燥 產(chǎn) 品 均 勻 而 潔 凈 。缺 點 ： 費 用 大 。 例 如 微 波 干 燥 食 品 4、 對 流 干 燥 熱 能 以 對 流 給 熱 的 方 式 由 熱 干 燥 介 質(zhì) （ 通 常 熱 空 氣 ） 傳 給 濕 物 料 ，使 物 料 中 的 水 分 汽 化 。 物 料 內(nèi) 部 的 水 分 以 氣 態(tài) 或 液 態(tài) 形 式 擴(kuò) 散 至 物料 表 面 ， 然 后 汽 化 的 蒸 汽 從 表 面 擴(kuò) 散 至 干 燥 介 質(zhì) 主 體 ， 再 由 介 質(zhì) 帶走 的 干 燥 過 程 稱 為 對 流 干 燥 。 優(yōu) 點 ： 受 熱 均 勻 ， 所 得 產(chǎn) 品 的 含 水 量 均 勻 。 缺 點 ： 熱 利 用 率 低 。 5、 冷 凍 干 燥 （二）操作壓力 （三）操作方式 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù)一 、 對 流 干 燥 的 方 法 濕 空 氣 經(jīng) 加 熱 后 進(jìn) 入 干 燥 器 ， 氣 流 與 濕 物 料 直 接 接觸 ， 沿 空 氣 行 程 其 溫 度 降 低 ， 濕 含 量 增 加 ， 廢 氣 自 干燥 器 另 一 端 排 出 。 第 二 節(jié) 干 燥 的 基 本 知 識 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 物 料 表 面 溫 度 i低 于 氣 相 主 體 溫 度 t， 因 此 熱 量 以 對流 方 式 從 氣 相 傳 遞 到 固 體 表 面 ， 再 由 表 面 向 內(nèi) 部 傳 遞 ，這 是 個 傳 熱 過 程 ； 固 體 表 面 處 水 氣 壓 Pi高 于 氣 相 主 體 中水 氣 分 壓 ， 因 此 水 氣 由 固 體 表 面 向 氣 相 擴(kuò) 散 ， 這 是 一 個傳 質(zhì) 過 程 。 可 見 對 流 干 燥 過 程 是 傳 質(zhì) 和 傳 熱 同 時 進(jìn) 行 的過 程 。 干 燥 過 程 中 壓 差 (p-pi)越 大 ， 溫差 (t- i)越 高 ， 干 燥 過 程 進(jìn) 行 的 越 快 ，因 此 干 燥 介 質(zhì) 需 及 時 將 汽 化 的 水 汽帶 走 ， 以 維 持 一 定 的 擴(kuò) 散 推 動 力 。 第 二 節(jié) 干 燥 的 基 本 知 識 溫 度 為 t、 分 壓 為 ps 的 濕 熱 氣 體 流 過 濕 物 料 的 表 面 ， 物 料表 面 溫 度 tW低 于 氣 體 溫 度 t 。1、 傳 熱 過 程由 于 溫 差 的 存 在 ， 氣 體 以 對 流 方 式 向 固 體 物 料 傳 熱 ， 使 水分 汽 化 ；2、 傳 質(zhì) 過 程在 分 壓 差 的 作 用 下 ， 水 分 由 物 料 表 面 向 氣 流 主 體 擴(kuò) 散 ，并 被 氣 流 帶 走 。干 燥 介 質(zhì) Q 濕 物 料 表 面 Q 濕 物 料 內(nèi) 部濕 物 料 內(nèi) 部 水 分 濕 物 料 表 面 水 分 干 燥 介 質(zhì) 三、對流干燥過程分析 物 料 QNttwps pw干 燥 介 質(zhì) ： 載 熱 體 、 載 濕 體干 燥 過 程 ： 物 料 的 去 濕 過 程 介 質(zhì) 的 降 溫 增 濕 過 程注 意 ： 只 要 物 料 表 面 的 水 分 分 壓 高 于 氣 體 中 水 分 分 壓 ， 干 燥即 可 進(jìn) 行 ， 與 氣 體 的 溫 度 無 關(guān) 。氣 體 預(yù) 熱 并 不 是 干 燥 的 充 要 條 件 ， 其 目 的 在 于 加 快 水 分 汽 化和 物 料 干 燥 的 速 度 ， 達(dá) 到 一 定 的 生 產(chǎn) 能 力 。干燥是熱、質(zhì)同時傳遞的過程 四、干燥設(shè)備為 滿 足 生 產(chǎn) 需 要 ， 干 燥 器 應(yīng) 達(dá) 到 以 下 基 本 要 求 ： 滿 足 工 藝 要 求 （ 干 燥 程 度 、 均 勻 性 、 干 燥 產(chǎn) 品 大 小 、形 狀 要 求 ； 設(shè) 備 的 生 產(chǎn) 能 力 要 高 ； 能 耗 的 經(jīng) 濟(jì) 性 ； 還 應(yīng) 便 于 操 作 、 控 制 等 。 常 用 工 業(yè) 干 燥 器廂 式 干 燥 器小 型 的 稱 為 烘 箱 ， 大 型 的稱 為 烘 房 ，是 典 型 的 常 壓 、 間 歇 式 、對 流 干 燥 設(shè) 備 。優(yōu) 點 ： 對 物 料 的 適 應(yīng) 性 強(qiáng) 。缺 點 ： 物 料 得 不 到 分 散 ， 干 燥 速 率 低 ， 熱 利 用 率 較 差 、 且 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 不 均 勻 。 產(chǎn) 量 不 大 。適 用 場 合 ： 任 何 形 狀 的 物 料 氣 流 干 燥 器優(yōu) 點 ： 對 流 傳 熱 系 數(shù) 和 傳 熱 溫 度 差 大 ， 干 燥 器 的 體 積 小 ，干 燥 速 率 快 ， 物 料 停 留 時 間 短 ， 可 在 高 溫 下 干 燥 ； 熱 利 用 率高 ； 設(shè) 備 緊 湊 ， 結(jié) 構(gòu) 簡 單 ； 可 以 完 全 自 動 控 制 。缺 點 ： 氣 流 在 系 統(tǒng) 中 壓 降 較 大 ； 干 燥 管 長 ； 在 干 燥 過 程 中存 在 摩 擦 ， 易 將 產(chǎn) 品 磨 碎 ； 分 離 器 的 負(fù) 荷 大 。適 用 于 在 潮 濕 狀 態(tài) 下 仍 能 在 氣 體 中 自 由 流 動 的 顆 粒 物 料 ，可 利 用 高 速 的 熱 氣 流 使 粉 、 粒 狀 的 物 料 懸 浮 于 其 中 ， 在 氣 力輸 送 過 程 中 進(jìn) 行 干 燥 。 濕 物 料 氣 流 式 干 燥 系 統(tǒng)干 燥 管 干 物 料 旋 風(fēng) 分 離 器蒸 汽 冷 凝 水冷 空 氣熱 空 氣 板 式 換 熱 器 廢 氣 風(fēng) 機(jī) 沸 騰 床 干 燥 器 （ 流 化 床 干 燥 ）工 作 原 理 ： 散 粒 狀 物 料 由 床 側(cè) 加 料 器 加 入 ， 熱 氣 流 通 過多 孔 分 布 板 與 物 料 層 接 觸 ， 氣 流 速 度 保 持 在 臨 界 流 化 速 度和 帶 出 速 度 之 間 ， 顆 粒 即 能 在 床 層 內(nèi) 形 成 流 化 ， 顆 粒 在 熱氣 流 中 上 下 翻 動 與 碰 撞 ， 與 熱 氣 流 進(jìn) 行 傳 熱 和 傳 質(zhì) 而 達(dá) 到干 燥 的 目 的 。 當(dāng) 床 層 膨 脹 到 一 定 高 度 時 ， 床 層 空 隙 率 增 大而 使 氣 流 流 速 下 降 ， 顆 粒 又 重 新 落 下 而 不 致 被 氣 流 所 帶 走 。經(jīng) 干 燥 之 后 的 顆 粒 由 床 側(cè) 出 料 管 卸 出 ， 氣 流 由 頂 部 排 出 ，并 經(jīng) 旋 風(fēng) 分 離 器 回 收 其 中 夾 帶 的 粉 塵 。優(yōu) 點 ： 顆 粒 在 干 燥 器 內(nèi) 的 停 留 時 間 可 任 意 調(diào) 節(jié) ； 氣 流 速度 小 ， 物 料 與 設(shè) 備 的 磨 損 較 輕 ， 壓 降 小 ； 傳 熱 面 大 ， 物 料的 最 終 含 水 量 低 ； 結(jié) 構(gòu) 簡 單 、 緊 湊 。缺 點 ： 因 顆 粒 在 床 層 中 高 度 混 合 ， 則 可 引 起 物 料 的 短 路和 返 混 ， 物 料 在 干 燥 器 內(nèi) 的 停 留 時 間 不 均 勻 。 流 化 床 式 干 燥 器 多 室 式 流 化 床 干 燥 器 噴 動 床 干 燥 器原 理 及 流 程 ： 物 料 從 窄 截 面 處 加 入 ， 被 進(jìn) 口 氣 體 夾 帶 并 進(jìn) 行 輸 送 ， 同 時使 物 料 沿 器 壁 返 回 床 層 ， 從 而 使 物 料 形 成 循 環(huán) 運 動 。 在 干 燥器 的 擴(kuò) 大 部 分 物 料 呈 沸 騰 狀 態(tài) 噴 動 床 干 燥 器干 物 料 干 物 料 廢 氣 風(fēng) 機(jī)旋 風(fēng) 分 離 器噴 動 床 干 燥 器濕 物 料 噴 霧 干 燥 器 （ spray dryer）原 理 ： 用 噴 霧 器 將 稀 料 液 噴 成 細(xì) 霧 滴 分 散 于 熱 氣 流 中 ， 使水 分 迅 速 蒸 發(fā) 而 達(dá) 到 干 燥 的 目 的 。 通 常 霧 滴 直 徑 為 1060um ，每 升 溶 液 具 有 100600m 2的 蒸 發(fā) 面 積 。噴 霧 器 的 類 型 ： 離 心 噴 霧 器 、 壓 力 噴 霧 器 、 氣 流 噴 霧 器 。優(yōu) 點 ： 干 燥 時 間 短 ， 適 于 熱 敏 性 物 料 ； 所 得 產(chǎn) 品 為 空 心 顆粒 ， 溶 解 性 好 ， 質(zhì) 量 高 ； 操 作 穩(wěn) 定 ； 能 連 續(xù) 、 自 動 化 生 產(chǎn) ；由 料 液 直 接 獲 得 粉 末 產(chǎn) 品 ， 省 去 了 蒸 發(fā) 、 結(jié) 晶 、 分 離 和 粉 碎操 作 。缺 點 ： 體 積 傳 熱 系 數(shù) 低 ； 設(shè) 備 體 積 龐 大 ； 操 作 彈 性 較 小 ，熱 利 用 律 低 、 能 耗 大 。 廢氣干 物 料 旋 風(fēng) 分 離 器 蒸 汽 冷 凝 水冷 空 氣熱 空 氣 板 式 換 熱 器 轉(zhuǎn) 筒 干 燥 器q主 要 部 件 ：轉(zhuǎn) 筒 ： 呈 傾 斜 狀 ， 在 旋 轉(zhuǎn) 時 ， 借 助 重 力 的 作 用 使 物 料 向 低 端 輸 送 。抄 板 ： 將 物 料 抄 起 后 再 灑 下 ， 增 大 干 燥 面 積 ， 提 高 干 燥 速 率 ；同 時 促 進(jìn) 物 料 向 前 運 動 。q優(yōu) 點 ： 處 理 量 大 ， 適 應(yīng) 性 強(qiáng) ， 生 產(chǎn) 能 力 大 ， 操 作 控 制 方 便 ，干 燥 時 間 可 藉 調(diào) 節(jié) 轉(zhuǎn) 筒 的 轉(zhuǎn) 速 來 控 制 ， 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 均 勻 。q缺 點 ： 設(shè) 備 笨 重 ， 熱 利 用 率 低 ， 結(jié) 構(gòu) 復(fù) 雜 ， 占 地 面 積 大 。 滾 筒 式 干 燥 器 間 接 加 熱 的 連 續(xù) 干 燥 器 ， 適 用 于 溶 液 、 懸 浮 液 、 膠 體 溶 液 等流 動 性 物 料 的 干 燥 。 滾 筒 式 干 燥 器優(yōu) 點 ： 動 力 消 耗 少 ， 干 燥 時 間 和 干 燥 強(qiáng) 度 易 調(diào) 節(jié) 。 （ 1） 被 干 燥 物 料 的 性 質(zhì) （ 2） 濕 物 料 的 干 燥 特 性 （ 3） 處 理 量 （ 4） 回 收 問 題 （ 5） 能 源 價 格 、 安 全 操 作 和 環(huán) 境 因 素 （ 1） 被 干 燥 物 料 的 性 質(zhì) 選 擇 干 燥 器 的 最 初 方 式 是 以 被 干 燥物 料 的 性 質(zhì) 為 基 礎(chǔ) 的 。 選 擇 干 燥 器 時 ，首 先 應(yīng) 考 慮 被 干 燥 物 料 的 形 態(tài) ， 物 料 的形 態(tài) 不 同 ， 處 理 這 些 物 料 的 干 燥 器 也 不同 。 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 第 一 節(jié) 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 應(yīng) 用 （ 2） 濕 物 料 的 干 燥 特 性 濕 物 料 不 同 ， 其 干 燥 特 性 曲 線 或 臨界 含 水 量 也 不 同 ， 所 需 的 干 燥 時 間 可 能 相差 懸 殊 ， 應(yīng) 選 擇 不 同 類 型 的 干 燥 器 。 故 應(yīng)針 對 濕 物 料 的 濕 分 的 類 型 （ 結(jié) 合 水 、 非結(jié) 合 水 或 二 者 兼 有 ） ； 初 始 和 最 終 濕 含量 ； 允 許 的 最 高 干 燥 溫 度 ； 產(chǎn) 品 的 粒度 分 布 ； 產(chǎn) 品 的 形 態(tài) 、 色 、 光 澤 、 味 等的 不 同 而 選 擇 不 同 類 型 的 干 燥 器 。 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 第 一 節(jié) 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 應(yīng) 用 （ 3） 處 理 量 被 干 燥 濕 物 料 的 量 也 是 選 擇 干 燥 器時 需 要 考 慮 的 主 要 問 題 之 一 。 一 般 來 說 ，處 理 量 小 ， 宜 選 用 廂 式 干 燥 器 等 間 歇 操 作的 干 燥 器 ， 處 理 量 大 的 ， 連 續(xù) 操 作 的 干 燥器 更 適 宜 些 。 當(dāng) 然 ， 操 作 方 式 并 不 是 生 產(chǎn)能 力 的 唯 一 因 素 。 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 第 一 節(jié) 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 應(yīng) 用 （ 4） 回 收 問 題 干 燥 過 程 的 回 收 問 題 主 要 是 指 ： 粉 塵 回 收 ； 溶 劑 回 收 。 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 第 一 節(jié) 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 應(yīng) 用 （ 5） 能 源 價 格 、 安 全 操 作 和 環(huán) 境 因 素 為 節(jié) 約 能 源 ， 在 滿 足 干 燥 的 基 本 條 件 下 ， 應(yīng) 盡 可能 地 選 擇 熱 效 率 高 的 干 燥 器 。 若 排 出 的 廢 氣 中 含 有 污 染環(huán) 境 的 粉 塵 或 有 毒 物 質(zhì) ， 應(yīng) 選 擇 合 適 的 干 燥 器 來 減 少 排出 的 廢 氣 量 ， 或 對 排 出 的 廢 氣 能 加 以 處 理 。 此 外 ， 在 選擇 干 燥 器 時 ， 還 必 須 考 慮 噪 音 問 題 。 干 燥 器 的 最 終 選 擇 通 常 將 在 設(shè) 備 價 格 、 操 作 費 用 、產(chǎn) 品 質(zhì) 量 、 安 全 及 便 于 安 裝 等 方 面 提 出 一 個 折 衷 方 案 。 第 五 章 干 燥 操 作 技 術(shù) 第 一 節(jié) 干 燥 器 的 結(jié) 構(gòu) 及 應(yīng) 用