第二讲--现代干燥技术与设备(1).ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第二讲 现代干燥技术与设备（,1,）,1,、概述,干燥是利用热能将固体、膏状或液体物料中的液体蒸发排除，而获得固体产品的过程。在冷冻干燥的特殊情况下，干燥发生在三相点以下，湿分由固态直接升华为气态,干燥过程的基本特征就是相变，且最终产品为固体,1.1,高能耗,在美国、加拿大、法国、英国，工业干燥能耗占全国总能耗的,10%,15%,，丹麦和德国则高达,20%,25%,干燥能耗低至占化工行业的,5%,，高至占造纸工业的,35因而干燥机的主要花费是在运行过程当中,1.2,干燥研究的魅力和挑战性,产品粒度可以小至微米，大至几十厘米（厚度 或深度）,产品孔隙率可以从,0,到,99.9%,干燥时间从,0.25s,（干燥棉纸）到,5,个月（某种硬木）,生产能力从,0.10kg/h,到,100t/h,生产速度从,0,（静止）到,2000m/s,（棉纸）,干燥温度从低于三相点到高于液体临界点,工作压力从几分之一毫帕到,25,个大气压,热量通过对流、传导、辐射或电磁场连续或间断传递,2,、干燥机的分类和选择,按工作方式：,间歇式；连续式,按供热方式：,对流、传导、辐射、电磁场、综合传热；间歇式或连续式；绝热或非绝热,按干燥介质和物料间的相对运动方式：顺流；逆流；混流,2.1,基于供热方式可分为：,直接加热式干燥机,常被称为对流式干燥机，是一种最常见的干燥机。因为这种类型干燥机中排气所含的蒸发潜热难以再利用，故其热效率较低，但尽管如此，估计仍有大约,85%,的工业干燥机为此种类型,间接加热式干燥机,热量通过传导从传热介质（蒸气、热空气、热流体等）传递给湿物料。多用于有毒、高粉尘且不允许被气体带走的产品的干燥,3,、干燥方法和干燥设备,热气干燥设备,机理：当热气流吹过湿的物料表面时，水蒸气穿过物料四周的气体边界膜，被移动的气体带走。从潮湿的物料内部到干燥的气体之间形成了一个水蒸气压梯度，为水分脱离提供了,“,驱动力,热表面（或接触）型干燥设备,机理：被干燥物料放在一个加热的设备上，直接接触，热由热表面传导进入物料，水分从暴露的表面上蒸发掉。,3.1,热气（热风）干燥设备,主要包括，隧道干燥机和厢式干燥机是有悠久历史的干燥设备,适用于有爆炸性和易生碎末的物料，胶粘性、可塑性物料，粒状物料，膏浆状物料，陶瓷制品，棉纱纤维及其他纺织物等，以及无须用盘架的物料,一、隧道式干燥机,一般是一条,20m,长的隧道，可容纳,12-15,架小车，小车上分层放置着托盘，按预先设定的程序半连续地穿过一个绝热的隧道，隧道采用一种或多种气流方式，物料层即在小车的托盘中进行干燥。总容量一般在,5000kg,左右。,相对短时和较强的干燥能力，使其广泛应用。但现在普遍被传送带式和流化床式干燥设备取代。,一、隧道式干燥机,二、箱式干燥机,装有网格状底部的圆筒形或方形大箱。热气以较低的速度（如,0.5m/s,每平方米的箱体面积）穿过物料床，主要用于其它类型的干燥机初步干燥后进行,“,最终,”,干燥。也就是干燥物料处于减速干燥期（即除去水分最费时的时期）其干燥后含水量可达,3%-6%,。,物料强度必须足够大，用以承受挤压，使块粒之间仍有间隙让热空气穿过物料层。,箱式干燥机,1-,加热器；,2-,循环风机；,3-,干燥板层；,4-,支架；,5-,干燥器主体；,6-,吸气口；,7-,排气口,二、箱式干燥机,三、转筒干燥器,转筒干燥器的主体是略带倾斜（最大可倾斜,5,）并能回转的圆筒体,湿物料从左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效地接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集,物料在重力的作用下从较高一端向较低一端移动,抄板（或类似装置）使热接触表面增大,三、转筒干燥器,工作原理简图,三、滚筒干燥机,-,优点,（,1,）生产能力大，可连续操作,（,2,）结构简单，操作方便,（,3,）故障少，维修费用低,（,4,）适用范围广，可以用它干燥颗粒状物料，对于那些附着性大的物料也很有利,（,5,）操作弹性大，生产上允许产品的产量有较大波动范围，不致影响产品的质量,（,6,）清扫容易,三、滚筒干燥机,-缺点,（,1,）设备庞大，一次性投资多,（,2,）安装、拆卸困难,（,3,）热容量系数小，热效率低（但蒸汽管式 转筒干燥器热效率高）,（,4,）物料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间的停留时间差异较大，因此不适合于对温度有严格要求的物料,三、滚筒干燥机,四、流化床干燥,流化床干燥是粉粒状物料受热风作用，通过多孔板，在流化过程中干燥,物料在流化过程中，与热空气充分混合，处于悬浮状态,四、流化床干燥的特征,由于干燥过程中固体颗粒悬浮于干燥介质中，因而流体与固体接触面较大，热容量系数可达,8000,25000kJ/,（,m,h,）,热效率较高，可达,60%,80%,流化床干燥装置密封性能好，传动机械又不接触物料，因此不会有杂质混入，这对要求纯洁度高的制药工业来说也是十分重要的,四、流化床分类,从装备的类型看主要分为单层、多层（,2,5,），卧式和喷雾流化床、喷动流化床等,从被干燥的物料来看，大多数的产品为粉状（如氨基匹林、乌洛托品等），颗粒状（如各种片剂、谷物等），晶状（如氯化铵、涤纶、硫氨等）,单层流化床可分为连续、间歇两种操作方法,四、振动流化床干燥机,普通流化床工作时，可能存在下述问题：当颗粒粒度较小时形成沟流或死区；颗粒分布范围大时夹带会相当严重；由于物料滞留时间不同，干燥后含湿量不均；物料湿度稍大时会产生团聚和结块现象，而使流化恶化等,振动流化床就是一种较为成功的改型流化床我国生产的两种对流型振动流化床,四、流化床工作原理,工作时，由振动电机或其他方式提供的激振力，使物料在空气分布板上跳跃前进，同时与分布板下方送入之热风接触，进行热、质传递,物料落到分布板上后，在振动力和经空气分布板均风的热气流双重作用下，呈悬浮状态与热气流均匀接触,常见振动流化床类型,四、振动流化床干燥机的特点,（,1,）由于施加振动，可使最小流化气速降低，因而可显著降低空气需要量，节能效果显著,（,2,）可方便地依靠调整振动参数来改变物料在机内滞留时间,（,3,）振动有助于物料分散，如选择合适振动参数，对普通流化床易团聚或产生沟流的物料有可能顺利流化干燥,（,4,）由于无激烈的返混，气流速度较之普通流化床也较低，对物料粒子损伤小,（,5,）由于施加振动，会产生噪音。同时，机器个别零件寿命短于其他类型干燥机,五、转鼓干燥器,1-,中心进料管；,2-,转鼓；,3-,刮刀及调节装置,五、转鼓干燥器,转鼓干燥器是一种内加热传导型转动干燥设备,湿物料在转鼓外壁上获得以导热方式传递的热量，脱除水分，达到所要求的湿含量,液态物料在转鼓的一个转动周期中完成布膜、脱水、刮料、得到干燥制品的全过程,对膏状和粘稠物料更适用,五、转鼓干燥器,转鼓干燥器分为三种形式,单鼓干燥器,双鼓干燥器,多鼓干燥器,其中双鼓干燥器按照两鼓的转动方向和进料方式又可分为双鼓与对鼓两种形式,五、转鼓干燥器,转鼓由装有变速机构的减速装置驱动，转速大都在,4,6r/min,的范围内,被干燥物料由布膜到干燥、卸料，一般均在,10,15s,的时间内完成,加热介质多采用,210,610Pa,的蒸汽，其温度约在,120,150,之间,五、转鼓干燥器的特点,（,1,）操作弹性大、适应性广,（,2,）转鼓干燥的热效率高,转鼓干燥的热效率约在,80%,90%,之间。除端盖散热和热辐射损失外，其余热量都用在鼓外壁料膜的水分蒸发上,（,3,）干燥时间短,整个干燥周期仅需,10,15s,，特别适用于干燥热敏性物料,（,4,）干燥速率大,其它干燥设备和方法。？,下一讲将继续给大家介绍其他最近的干燥方法、设备及应用。,谢谢！,吴敏,中国农业大学工学院,思考题,请大家思考纸张是通过什么方式进行干燥的？,干燥过程又是如何进行的呢？,