干燥4干燥设备及习题.ppt

干燥设备干燥设备干燥器的基本要求干燥器的基本要求1.1.保证产品质量保证产品质量2.2.干燥速率大，干燥时间短干燥速率大，干燥时间短3.3.热效率高热效率高4.4.干燥介质流动阻力小干燥介质流动阻力小5.5.劳动强度低劳动强度低第一页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/141干燥器的分类干燥器的分类通常按加热方式分类通常按加热方式分类v对流干燥器对流干燥器，如：洞道式干燥器、转筒干，如：洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器，厢式干燥器等。干燥器，厢式干燥器等。v传导干燥器传导干燥器，如：滚筒式干燥器、耙式干，如：滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等。燥器、间接加热干燥器等。v辐射干燥器辐射干燥器，如：红外线干燥器。，如：红外线干燥器。v介电加热干燥器介电加热干燥器，如：微波干燥器。，如：微波干燥器。第二页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/142干燥器简介干燥器简介v厢式干燥器厢式干燥器1 1空气进口；空气进口；2 2空气出口；空气出口；3 3风机；风机；4 4电动机；电动机；5 5加热器；加热器；6 6挡板；挡板；7 7盘架；盘架；8 8移动轮移动轮优点：优点：结构简结构简单，设备投资单，设备投资少，适应性强。少，适应性强。缺点：缺点：劳动强劳动强度大，热利用度大，热利用率低，产品质率低，产品质量不均匀。量不均匀。第三页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/143v洞道式干燥器洞道式干燥器1 1加热器；加热器；2 2风扇；风扇；3 3装料车；装料车；4 4排气口排气口 将厢式干燥器的间歇操作发展为了将厢式干燥器的间歇操作发展为了连续或半连续的操作。处理量大，干燥连续或半连续的操作。处理量大，干燥时间长时间长 。第四页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/144v滚筒式干燥器滚筒式干燥器间接加热、连续干燥间接加热、连续干燥加热方式为热传导加热方式为热传导 适用于悬浮液、溶液和稀适用于悬浮液、溶液和稀糊状等流动性物料的干燥，不糊状等流动性物料的干燥，不适用于含水量过低的热敏性物适用于含水量过低的热敏性物料。料。优点：优点：过程连续，劳动强过程连续，劳动强度低，设备紧凑，投资小、度低，设备紧凑，投资小、清洗方便。清洗方便。缺点：缺点：物料易过热，筒体物料易过热，筒体外壁的加工要求高，粉尘外壁的加工要求高，粉尘飞扬而使操作环境恶化。飞扬而使操作环境恶化。第五页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/145v气流干燥气流干燥器器气流输送技术在干燥中气流输送技术在干燥中的一种应用，在气流输送的一种应用，在气流输送过程中对物料进行干燥。过程中对物料进行干燥。处理含非结合水及结块处理含非结合水及结块不严重又不怕磨损的粒状不严重又不怕磨损的粒状物料。对于黏性和膏状物物料。对于黏性和膏状物料，采用干料返混的方法料，采用干料返混的方法和适宜的加料装置，也可和适宜的加料装置，也可正常操作。正常操作。第六页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/146 气流干燥器的主要优点有：干燥速气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿物料投入到产率快，干燥时间短，从湿物料投入到产品排出，只需品排出，只需1 12 2秒。由于热风和湿物秒。由于热风和湿物料并流操作，即使热空气温度高达料并流操作，即使热空气温度高达700700800800，而产品温度不超过，而产品温度不超过70709090，所，所以适宜干燥热敏性和低熔点的物料。干以适宜干燥热敏性和低熔点的物料。干燥器结构简单，占地面积小。燥器结构简单，占地面积小。缺点是：由于流速大，压力损失大，缺点是：由于流速大，压力损失大，物料颗粒有一定的磨损，对晶体有一定物料颗粒有一定的磨损，对晶体有一定要求的物料不适用。要求的物料不适用。第七页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/147v喷雾干燥器喷雾干燥器 喷雾干燥喷雾干燥 1 1燃烧炉；燃烧炉；2 2空气分布器；空气分布器；3 3压力式喷头；压力式喷头；4 4干燥塔；干燥塔；5 5旋风分离器；旋风分离器；6 6风机风机优点：优点：干燥过程极快，干燥过程极快，干燥完成后，物料表干燥完成后，物料表面温度仍接近于湿球面温度仍接近于湿球温度，非常适宜处理温度，非常适宜处理热敏性的物料。省去热敏性的物料。省去了蒸发、结晶、过滤、了蒸发、结晶、过滤、粉碎等多种工序。能粉碎等多种工序。能得到迅溶的粉末和空得到迅溶的粉末和空心细颗粒。心细颗粒。缺点：缺点：干燥器体积干燥器体积大，单位产品热量大，单位产品热量消耗高。机械能消消耗高。机械能消耗大。耗大。第八页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/148 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。v沸腾床干燥器沸腾床干燥器（流化床）（流化床）第九页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/149 单层单层圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规圆筒沸腾床干燥器中，颗粒不规则运动，引起返混和短路现象，使得每个则运动，引起返混和短路现象，使得每个颗粒的停留时间是不相同的，产品质量不颗粒的停留时间是不相同的，产品质量不均匀。可采用均匀。可采用多层沸腾床干燥器和卧式多多层沸腾床干燥器和卧式多室沸腾床干燥器室沸腾床干燥器。多层多层沸腾床干燥器，物料由上面第一沸腾床干燥器，物料由上面第一层加入，热风由底层吹入，在床内进行逆层加入，热风由底层吹入，在床内进行逆向接触。颗粒由上一层经溢流管流入下一向接触。颗粒由上一层经溢流管流入下一层，颗粒在每一层内可以互相混合，但层层，颗粒在每一层内可以互相混合，但层与层之间不互混，经干燥后由下一层卸出。与层之间不互混，经干燥后由下一层卸出。热风自下而上通过各层由顶部排出。热风自下而上通过各层由顶部排出。第十页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1410 流化床干燥器的主要流化床干燥器的主要优点：优点：传传热、传质效率高，处理能力大；物热、传质效率高，处理能力大；物料停留时间短，有利于处理热敏性料停留时间短，有利于处理热敏性物料；设备简单，可动部件少，操物料；设备简单，可动部件少，操作稳定。作稳定。缺点：缺点：对物料的形状和粒度有限制。对物料的形状和粒度有限制。第十一页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1411流化床干燥器流化床干燥器第十二页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1412多多层层流流化化床床第十三页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1413卧卧式式多多室室流流化化床床 可按需将床层可按需将床层分隔成分隔成 3 36 6 室。室。物料依次通过各室，物料依次通过各室，最后翻过堰板卸出。最后翻过堰板卸出。各室气体流速、温各室气体流速、温度可灵活调节，以度可灵活调节，以形成最佳流化状态形成最佳流化状态和干燥条件和干燥条件.第十四页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1414振振动动流流化化床床干干燥燥器器用于干燥难以流化的物料用于干燥难以流化的物料第十五页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1415第十六页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1416第十七页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1417 物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环物料冷冻到冰点以下，置于高度真空环境，水分升华除去。升华所需热量通过传导境，水分升华除去。升华所需热量通过传导方式供给。方式供给。优点：优点：干燥后物料能保持原有的化学组干燥后物料能保持原有的化学组成与物理性质成与物理性质 ，热能的消耗比其他干燥方，热能的消耗比其他干燥方法少法少 。缺点：缺点：设备投资费用高，动力消耗大，设备投资费用高，动力消耗大，干燥速率慢。干燥速率慢。v冷冻真空干燥器冷冻真空干燥器第十八页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1418用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近近红外干燥红外干燥。用远红外辐射元件对物料进行加热干燥就称用远红外辐射元件对物料进行加热干燥就称为为远红外干燥远红外干燥。远红外干燥速度快、干燥质。远红外干燥速度快、干燥质量好、能量利用率高等。量好、能量利用率高等。红外线干燥器主要用于薄层物料的干燥。红外线干燥器主要用于薄层物料的干燥。v红外线干燥器红外线干燥器第十九页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1419 微波是一种高频交变电场。微波是一种高频交变电场。介电常数不同，则产生的热量介电常数不同，则产生的热量就不同。就不同。优点：优点：加热迅速，干燥速度快。加热迅速，干燥速度快。热效率高，控制灵敏，操作方便。热效率高，控制灵敏，操作方便。产品含水量均一，质量稳定。产品含水量均一，质量稳定。v微波干燥器微波干燥器第二十页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1420干燥器的选型干燥器的选型v1 1产品的质量产品的质量例如医疗级产品的质量要求。例如医疗级产品的质量要求。v2 2物料的特性物料的特性物料的特性包括物料形状、含水量、物料的特性包括物料形状、含水量、水分结合方式、热敏性等。例如对于散粒状物料，多选水分结合方式、热敏性等。例如对于散粒状物料，多选用气流干燥器和沸腾床干燥器。用气流干燥器和沸腾床干燥器。v3 3生产能力生产能力如，当干燥大量浆液时可采用喷雾于燥如，当干燥大量浆液时可采用喷雾于燥器，而生产能力低时可用滚筒干燥器。器，而生产能力低时可用滚筒干燥器。v4 4劳动条件劳动条件如高温有毒，粉尘多的物料。如高温有毒，粉尘多的物料。v5 5经济性经济性设备费和操作费用为最低。设备费和操作费用为最低。v6 6其它要求其它要求例如设备的制造、维修、操作及设备尺寸例如设备的制造、维修、操作及设备尺寸是否受到限制等。是否受到限制等。v可采用可采用组合式组合式的干燥器的干燥器 例如，对于最终含水量要求例如，对于最终含水量要求较高的可采用气流沸腾干燥器；对于膏状物料，可较高的可采用气流沸腾干燥器；对于膏状物料，可采用沸腾气流干燥器。采用沸腾气流干燥器。第二十一页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1421习习 题题v若维持不饱和空气的湿度若维持不饱和空气的湿度H H不变，提不变，提高空气的干球温度，则空气的湿球温高空气的干球温度，则空气的湿球温度度 ，露点，露点 ，相对湿度，相对湿度 。v干燥操作中，干燥介质（不饱和湿干燥操作中，干燥介质（不饱和湿空气）经预热器后湿度空气）经预热器后湿度 ，温温度度 。当物料在恒定干燥条件下。当物料在恒定干燥条件下用空气进行恒速对流干燥时，物料用空气进行恒速对流干燥时，物料的表面温度等于的表面温度等于 温度。温度。第二十二页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1422v空气温度空气温度t t、湿度、湿度H H 一定时，物料的一定时，物料的平衡含水量为平衡含水量为X X*，若空气的湿度，若空气的湿度H H下下降，则平衡含水量降，则平衡含水量 。v恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于恒定干燥条件下，恒速干燥阶段属于 表面汽化表面汽化 控制阶段，降速干燥阶段控制阶段，降速干燥阶段属于属于 内部扩散内部扩散 控制阶段。控制阶段。第二十三页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1423v恒速干燥阶段除去的水分为恒速干燥阶段除去的水分为 ，降速，降速干燥阶段除去的水分为干燥阶段除去的水分为 和和 ，整个，整个干燥过程除去的水分是干燥过程除去的水分是 。v常压下，湿度常压下，湿度H H一定的湿空气，当气体一定的湿空气，当气体温度温度t t升高时，其露点升高时，其露点t td d将将 。第二十四页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1424v物料在常压理想干燥器中进行干燥，物料在常压理想干燥器中进行干燥，湿物料的流率为湿物料的流率为1kg/s1kg/s，初始湿含量，初始湿含量（湿基，下同）为（湿基，下同）为3.5%3.5%，干燥产品的，干燥产品的湿含量为湿含量为0.5%0.5%。空气状况为：初始温。空气状况为：初始温度为度为3030、相对湿度为、相对湿度为0.50.5，经预热后，经预热后进干燥器的温度为进干燥器的温度为160160，如果离开干，如果离开干燥器（干燥过程等焓）的温度选定为燥器（干燥过程等焓）的温度选定为6060，试分别计算需要的空气消耗量，试分别计算需要的空气消耗量，水分蒸发量，干燥产品流量。（需查水分蒸发量，干燥产品流量。（需查湿度图）湿度图）第二十五页，编辑于星期日：一点 三分。2023/5/1425