第二节 气流干燥器.ppt

第二节 气流干燥器及其计算 一、气流干燥 定义：利用高速热气流将物料在流态化输送过程进行干燥的操作。 特点： （1）气-固接触面积大，传热效果较好。 （2）可用较高温度的空气作为干燥介质。 （3）设备结构简单、制造方便，占地面积小、能连续操作，适合自动控制但干燥管一般较高，对厂房建筑有要求。 （4）适用性广，可适用于各种粉粒状、碎块状以至泥状物料的干燥。 （5）对物料有一定的磨损，不适用于晶型要求严格的产品，也不适合黏性很大的物料。 二、气流干燥流程与设备 附属设备有： 空气过滤器、 风机、 加料斗、 卸料器、 分离器等。 三、气流干燥器的类型 1、按加料方式分类 （1）直接加料型 （2）带分散机型 （3）带粉碎机型 2、按干燥管形状分类 （1）直管式 适用于比较容易干燥的物料。 （2）变径管式 适用于较难干燥的物料，以及成品含水率要求较 低（0.5%）的场合。 变径管是将颗粒等速运动段的直径扩大，使物料与气 流的相对速度加大，有利于颗粒表面气膜更新。加速传热，并使物料在干燥管内的停留时间增大。 四、气流干燥的计算 （一）颗粒在静止空气中的运动规律 颗粒在静止空气中的沉降 重力-浮力=阻力 Fp-Fb=Fs 2. 颗粒在流动气流中的运动 若上升空气的速度 加速阶段 （颗粒上升的净力） =（气流作用于颗粒的力）-（颗粒的重力与浮力之差） （二）颗粒在气流中运动时的传热和传质 反映传热效应的努塞尔特准数与反映流动状态的Ret的关系： 在加速阶段的加料处，气固相间具有最大的相对速度。 当30Reg400时， （三）直管式气流干燥器的计算 1. 物料恒算及热量恒算 每小时中除去水分量 预热器所加入的热量 2.干燥管的直径及高度计算 干燥管的直径： 加速阶段高度计算 等速阶段高度计算 （四）旋风式气流干燥及其计算 物料在旋风干燥器中受三种力作用： （1）气流对物料的推力。 （2）物料在干燥器内旋转，受到离心力。 （3）物料自身的重力。 干燥器直径计算 干燥器的高度 第三节 喷雾干燥器及其计算 喷雾干燥 ● 原理：在喷雾干燥器中，将液态物料通过喷雾器分散成细小的液滴，在热气流中自由沉降并迅速蒸发，最后被干燥为固体颗粒与气流分离。 ● 缺点： ① 热效率低； ② 设备占地面积大、设备成本费高； ③ 粉尘回收麻烦，回收设备投资大。 （一）气流喷雾干燥设备 1、气流喷雾干燥流程、特点 切线方向进入 ；喷头处有螺旋线 ；空气涡流形成低压区 ；吸引液体在内部或外部混合微粒化空气分配盘进入。 （2）连续卸料的离心喷雾干燥流程 （2）喷雾机、喷盘的类型及构造 (三）气流式喷雾干燥器的计算 内部混合气流式喷雾器液滴直径 外部混合气流式喷雾器液滴直径 气体喷嘴流速 液体喷嘴的孔径 第四节 沸腾干燥与沸腾造粒干燥 浓相段和稀相段 当流体通过固体床层的空塔速度值高于初始流化速度但低于逸出速度，颗粒在气流作用下悬浮于床层中，所形成的流固混合物称为浓相段。 在浓相段上升的气泡在界面上破裂，气泡内颗粒以及受气泡挟带的乳化相中颗粒将被抛向浓相段上方空间。这段空间称为稀相段或称分离段。 流态化的不正常现象 沟流：由于流体分布板设计或安装上存在问题，使流体通过分布板进入浓相段形成的不是气泡而是气流，称沟流。沟流造成气体与乳化相之间接触减少，传质与反应效果明显变差。 节流（腾涌） 第五节 真空干燥与冷冻干燥设备 一、真空干燥 （3）双锥回转式真空干燥器 双锥回转式真空干燥器与箱干燥器技术性能指标的比较 表 8-4 2、真空冷冻干燥过程设备 过程分为两个阶段：升华和汽化。 冷冻干燥系统主要由四部分组成： （1）冷冻部分 （2）真空部分 （3）水汽去除部分 （4）加热部分 --- 干燥室 （1）冷冻部分 真空冷冻干燥中冷冻及水汽的冷凝都离不开冷冻的过程。常用的制冷方式有蒸汽压缩式制冷、蒸汽喷射式制冷、吸收式制冷3种方式。 常用的冷冻剂有氨、氟里昂、二氧化碳等。若蒸发温度高于-40℃，可用单级制冷压缩机，以F-22为冷冻剂。若要达到更低温度应采用双级制冷压缩机系统 （2）真空部分 真空冷冻干燥时干燥箱中的压力应为冻结物料饱和蒸汽压的1/2-1/4，一般情况下，干燥箱的绝对压力约为13-1.3Pa，质量较好的机械泵可达到的最高真空极限约为0.1Pa，完全可以用于冷冻干燥。 多级蒸汽喷射泵也可以达到较高的真空，如四级喷射泵可达70Pa，五级可达到7Pa。但蒸汽喷射泵不太稳定，且需大量1Mpa以上的蒸汽，其优点是可直接抽出水汽而不需要冷凝。 扩散泵是可以达到更高真空度的设备。在实际操作中，为了提高真空泵的性能，可在高真空泵