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          氣流干燥簡介

           日期:2016-9-19 10:32:52 人氣:106

          氣流干燥簡介

          氣流干燥機.jpg

          一.氣流干燥簡述

              19世紀末至20世紀30年代,由于對煤和一些無機化工產品需求量的擴大,箱式干燥器已經不能適應生產需求。工業上開始嘗試將氣流輸送技術和固體流態化技術引入干燥工藝中。

              由于氣流輸送在工業上的到應用,而且設備比較簡單,用熱風既可以干燥物料,又可實現氣力運輸的目的,因此,氣流干燥器便較早的用于工業生產。使被干燥物料在運動狀態下得到干燥。物料在介質中高度分散,具有很大的干燥面積。同時,物料的湍動,大大的提高了傳熱傳質強度,干燥速率有了很大的提高,成為目前干燥設備的主要分支。物料在熱氣流輸送干燥時,實際與介質的接觸時間很短。又是并流操作,可使用高溫介質,即使對熱敏物料也能應用。同時,在高溫區物料處于秒面控制階段,物料溫度是由介質絕熱飽和溫度決定的。

          雖然氣流干燥器還有可以機械化操作等優點,但開始時很難找到所需要的各種風壓、風量的風機和不可避免在輸送過程中粉碎微粒的捕集,因此,限制了裝置的規模和應用。隨著氣流輸送技術的完善,早已解決了附屬設備及相關的技術問題,加速了氣流干燥技術的發展和應用,現已發展成為干燥設備的一個體系。

          二.氣流干燥的特征

          1.粒子顯著分散  由于物料成為粉粒狀漂浮在熱氣流中而被攜帶,因此,干燥的有效面積大大增加。因物料單粒分散在氣流中,可以把粒子的全部表面積作為干燥的有效面積。而且粒子與氣體的傳熱系數也很大。例如,100μm左右的的粒子,以終端相對速度在氣體中移動時的傳熱系數為2400KJ/(㎡*h*℃)。因此,氣流干燥器的容積傳熱系數極大,就一般常用的管長來說,氣平均值約為8000~24000KJ/(m3*h*℃)。其次,由于粒子高度的分散性,它所含的水分差不多都是表面水分,粒子中的水分幾乎全是以表汽化的方式干燥,因此,能以快的干燥速率將含水率降到很低。

          2.并流操作  由于氣流干燥是并流操作,而且其表面汽化階段能持續到極低的含水率,因此,可以使用高溫氣體。例如,活性炭可以使用600℃,煤可以使用400℃,淀粉可以使用500℃等高溫氣體。在表面漆畫階段,物料始終處于與其接觸氣體的濕球溫度,一般不超過65℃,。不致發生燃燒或者變性,因而可以安全的操作。在干燥末期物料溫度上升階段,氣體溫度已經降低,因此也是很安全的。產品溫度超過70~90℃的幾乎沒有,如果用400℃以上的氣體作為干燥介質,一般1kg干燥氣體可以汽化0.1~0.15kg水分,熱效率可達60%~75%。

          3.干燥時間短  干燥極為迅速,多數的物料只需0.5~2s,最長不超過5min(直管氣流)。物料的熱變性往往是溫度和時間的函數,像這樣短的干燥時間,即使是熱敏物料,也可以進行干燥而不發生質量問題。

          4.裝置簡單,處理兩大  把以上所述的三項總括起來,則氣體在單位時間內給物料的熱量,是干燥器的容積、氣體和物料進出兩端溫度差的平均值以及前述的容積傳熱系數三者之積。由于并流的緣故,有些氣體的物料間的最初溫度差達到400~500℃,因此,傳遞一定熱量是所需的容積可以大大減小,也就是說,用容積較小的裝置可以處理大量的物料,實現小設備,大生產。再從裝置的結構來說,用直徑為0.2~0.7m的干燥器,只要10~20m長就可以了。另外需要的僅是風機、熱源、加料器、生產捕集器等,裝置的配置比較簡單。氣流干燥器的散熱面積很小,熱損失量最多不過5%。而且無泄漏熱氣體所引起的熱損失,這些都有利于提高總的熱效率。如上所述,設備費用小,有些氣流干燥器可以完全沒有傳動部分,維修及其他所需經費也很少。同時操作連續而穩定,可以完全用自動控制、氣流干燥器所需的操作人員也很少。

          5.其他  由于全部粒子都漂浮在氣流中,因此,如果在這個裝置的流程中加上風力分級設備(包括機械分級設備),則單用這種流程就可以直接把大粒子小粒子分級捕集。

          三.氣流干燥器的主要形式  

              直管式氣流干燥器是較早的機型,針對直管氣流干燥器存在的一些缺點,如設備高、氣固兩相的相對速度逐漸降低、使用尚不夠廣泛、熱利用率較低、物料易粉碎等。近年來開發出不少新型的氣流干燥設備。如容積小,干燥速率高的旋風氣流干燥器,充分利用顆粒的變速以強化干燥過程的脈沖氣流干燥器,能夠干燥膏狀物料的強化氣流干燥器,能夠干燥易氧化物料的短管氣流干燥器,能保護晶體不被破碎的低速氣流干燥器,能干燥漿狀物料的噴霧氣流干燥器等。

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