第十二章 干燥2006-2.ppt

工作原理：散粒状物料由床侧加料器加入，热气流通过多孔分布板与物料层接触，气流速度保持在临界流化速度和带出速度之间，颗粒即能在床层内形成流化，颗粒在热气流中上下翻动与碰撞，与热气流进行传热和传质而达到干燥的目的。当床层膨胀到一定高度时，床层空隙率增大而使气流流速下降，颗粒又重新落下而不致被气流所带走。经干燥之后的颗粒由床侧出料管卸出，气流由顶部排出，并经旋风分离器回收其中夹带的粉尘。 优点：颗粒在干燥器内的停留时间可任意调节；气流速度小，物料与设备的磨损较轻，压降小；传热面大，物料的最终含水量低；结构简单、紧凑。 缺点：因颗粒在床层中高度混合，则可引起物料的短路和返混，物料在干燥器内的停留时间不均匀。 3、沸腾床干燥器（流化床干燥） 流化床式干燥器 多室式流化床干燥器 原理及流程： 物料从窄截面处加入，被进口气体夹带并进行输送，同时使物料沿器壁返回床层，从而使物料形成循环运动。物料循环频率与气速有关。物料在干燥器的扩大部分物料呈沸腾状态，在此被干燥。 4、喷动床干燥器 喷动床干燥器 干物料 干物料 废气 风机 旋风分离器 喷动床干燥器 湿物料 优点：对流传热系数和传热温度差大，干燥器的体积小，干燥速率快，物料停留时间短，可在高温下干燥；热利用率高；设备紧凑，结构简单；可以完全自动控制。 缺点：气流在系统中压降较大；干燥管长；在干燥过程中存在摩擦，易将产品磨碎；分离器的负荷大。 适用于在潮湿状态下仍能在气体中自由流动的颗粒物料，可利用高速的热气流使粉、粒状的物料悬浮于其中，在气力输送过程中进行干燥。 5、气流干燥器 主要部件： 优点：处理量大，适应性强，生产能力大，操作控制方便，干燥时间可藉调节转筒的转速来控制，产品质量均匀。 缺点：设备笨重，热利用率低，结构复杂，占地面积大。 转筒：呈倾斜状，在旋转时，借助重力的作用使物料向低端输送。 抄板：将物料抄起后再洒下，增大干燥面积，提高干燥速率；同时促进物料向前运动。 6、转筒干燥器（回转式干燥器） 湿物料 气流式干燥系统 干燥管 干物料 旋风分离器 蒸汽 冷凝水 冷空气 热空气 板式换热器 废气 风机 三、传导干燥器 1、滚筒式干燥器 滚筒式干燥器 2、真空干燥器 3、带式真空干燥器 间接加热的连续干燥器，适用于溶液、悬浮液、胶体溶液等流动性物料的干燥。 优点：动力消耗少，干燥时间和干燥强度易调节。 四、辐射干燥器 1、红外线干燥器 2、远红外线干燥器 3、高频干燥器 4、微波干燥器 五、干燥器的选择和设计 1、干燥器的选择 2、干燥器的设计 * aw 含水量 1、水分活度：水蒸气分压pv与同温度下纯水的饱和蒸气压ps之比。 物料的水分活度与其含水量和温度有关。一定温度下水分活度与含水量的关系曲线称为吸着等温线。 水分活度不仅与物料的贮藏性有关，而且决定了干燥进行的方向。 awφ时，吸附水分； aw=φ时，达到平衡； awφ时，解吸水分（干燥）； 4 干燥动力学 一、湿物料中的水分 划分依据：物料所含水分能否用干燥方法除去。 物料中的水分与一定温度t、相对湿度φ的不饱和湿空气达到平衡状态，此时物料所含水分称为该空气条件(t、φ )下物料的平衡水分。 在干燥过程中能除去的水分只是物料中超出平衡水分的那一部分，称为自由水分。 ? 平衡水分随物料的种类及空气的状态(t，φ)不同而异。 平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度。 2、平衡水分(equilibrium water)和自由水分(free water) 划分依据：根据物料与水分结合力的状况 结合水分 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分、及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。 特点：借化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。 3、结合水分(bound water)与非结合水分(unbound water) 非结合水分 包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附水分、较大孔隙中的水分等。 特点：物料中非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。 物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关； 平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。 强调： 物料的总水分、平衡水分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系见图示。 总水分 自由水分 平衡水分 非结合水分