1、第八章 固體的干燥,8.1 概述 固體干燥是指含有含有水分或其他溶劑的固體濕物料，受熱之后使其中的水分或其他溶劑汽化，除去濕分的單元操作。干燥過程不同于壓榨、離心、過濾等機械去濕的分離過程，它是一個傳熱、傳質的過程，可較為徹底地去除物料表面乃至內部的濕分。由于干燥過程中，濕分發(fā)生相變，所以與機械去濕相比，其能耗較大，費用較高。 干燥在許多領域都有廣泛的應用。干燥的產品便于加工、運輸、儲存和使用。例如，化學肥料硝銨、尿素都是利用噴霧造粒的方法而獲得粒度均勻的干顆粒產品；呈懸浮液狀的染料或經過過濾所得的染料濾餅，若不經過干燥，濕物料在儲存中就要發(fā)生分層，出現色差；食品工業(yè)中，干燥是食品保藏和食品加

2、工的重要手段之一，要長期保存食品，一般都采用干燥的方法。其它各行各業(yè)也都離不開干燥過程。 一，干燥方式 干燥過程中按熱能傳給濕物料的方式不同，可將干燥分成以下幾類。,第八章 固體的干燥,（1）傳導干燥 利用加熱表面將熱量傳給濕物料，濕物料中的濕分汽化而與物料分開的干燥操作過程，稱為傳導干燥。由于該過程中濕物料與加熱介質不直接接觸，故又稱為間接加熱干燥。如果被干燥物料很稀或很濕時，則可采用傳導加熱。傳導加熱的熱能利用率高，但干燥濕度比對流干燥高。 （2）對流干燥 將干燥介質（熱空氣等）送入干燥器，以對流傳熱方式，將熱能傳給濕物料，使物料中的水分（或溶劑）汽化，物料內部的水分（或溶劑）以氣態(tài)或液態(tài)

3、形式擴散至物料表面，然后汽化的蒸汽從表面擴散至載熱主體帶出干燥器，這一干燥過程稱為對流干燥。對流干燥過程中傳質傳熱同時發(fā)生，干燥介質在將熱量傳給濕物料的同時，又將汽化的水分（或溶劑）帶出干燥器，故干燥介質既是載熱體又是載濕體，干燥介質在干燥過程中是降溫增濕過程。,第八章 固體的干燥,（3）輻射干燥 熱能以電磁波的形式由輻射器輻射至濕物料的表面，并被濕物料吸收轉化為熱能，而使水分或溶劑汽化，這一干燥過程稱為輻射干燥。輻射器有電能輻射器（如用于發(fā)射紅外線的燈泡）和熱能輻射器，干燥過程中熱能比較集中，適用于干燥固體扁平狀物料。 （4）介電加熱干燥 利用高頻交流電壓，以物料中介電損失所產生的內部熱使?jié)?/p>

4、物料加熱，水分汽化，物料被干燥。這種內部加熱方式加熱效率高，干燥時間短，但費用大，使用上也受到一定限制。 化工生產中應用最普遍的是以不飽和熱空氣為干燥介質的對流干燥。本章介紹的干燥設備也以這種干燥方式為主。,第八章 固體的干燥,二，對流干燥過程 1，對流干燥流程 圖8.1為典型的對流干燥流程示意圖，空氣經預熱器加熱到適當溫度后進入干燥器，在干燥器中，空氣與濕物料直接接觸，沿其行程，氣體溫度降低，濕含量增加，廢氣從干燥器另一端排出。對間隙干燥過程，濕物料成批放入干燥器內，待干燥至指定的含濕量要求后一次取出。對連續(xù)干燥過程，濕物料被連續(xù)地加入和排出，濕物料與空氣可以是并流、逆流或其他形式接觸。,圖

5、8.1 典型的對流干燥流程示意圖,第八章 固體的干燥,2，對流干燥過程的特點 在對流干燥過程中，經過預熱的不飽和熱空氣從濕物料的表面流過，將熱量傳給濕物料，使物料表面水分汽化，汽化的水分由空氣帶走。干燥介質既是載熱體又是載濕體，它將熱量傳給物料的同時，又把由物料中汽化出來的水分帶走，所以，干燥是傳熱和傳質同時進行的過程。傳熱的方向是由氣相到固相，熱空氣與濕物料的溫差是傳熱的推動力，傳質的方向是由固相到氣相，傳質的推動力是物料表面的水汽分壓與熱空氣中水汽分壓之差。傳熱傳質的方向相反，但密切相關，干燥速率由傳熱速率和傳質速率共同控制。 干燥操作的必要條件是物料表面的水汽分壓必須大于干燥介質（空氣）

6、中的水汽分壓，在其他條件相同的情況下，兩者差別越大干燥操作進行得越快。所以干燥介質應及時將汽化的水汽帶走，以維持一定的傳質推動力。如果干燥介質被水汽所飽和，即物料表面的水汽分壓等于干燥介質中的水汽分壓，推動力為零，干燥操作停止。,第八章 固體的干燥,8.2 干燥設備 一，干燥器的分類 各種干燥器的分類方法很多，常見的有下面幾種分類分類方法： （1）按操作壓強分為常壓或減壓； （2）按操作方式分為間隙式與連續(xù)式； （3）按干燥介質類別分為空氣、煙道氣或其他干燥介質； （4）按干燥介質與物料流動方式分為并流、逆流和錯流。 流動方式的選擇，對干燥過程有重大意義，一方面會影響過程速率，另一方面也會影響

7、產品質量，下面對各種情況略加敘述。 在并流干燥器中，物料移動方向與干燥介質流動方向相同，過程中濕含量高的物料與溫度高而濕含量小的介質在進口端相接觸，此處干燥推動力大；而在出口端則濕含量較小的物料和濕含量較大的干燥介質相接觸，因而干燥推動力小。所以并流的特點是推動力沿物料移動方向逐漸減少。它適用于下列情況下的物料干燥：,第八章 固體的干燥,物料在濕度較大時允許快速干燥而不會發(fā)生焦化現象的； 干燥后物料不能耐高溫，即產物會發(fā)生分解、氧化等物理或化學性質變化的； 干燥后的物料吸濕性很小，否則干燥后的物料會從干燥介質中吸回水分，影響產品質量。 并流的缺點是由于推動力沿物料移動方向逐漸變小，所以在干燥的

8、最后階段中，干燥推動力變得很小，干燥速度變慢，影響生產能力。 在逆流干燥器中，物料移動方向與干燥介質流動方向相反，入口處的濕度高的物料與濕度大、溫度低的干燥介質接觸；在出口端濕度低的物料與溫度高濕度低的干燥介質相接觸，因此干燥器內各部分的干燥推動力相差不大，分布比較均勻，適用于下列物料干燥： 物料在濕度較大時不允許快速干燥，以免此時物料發(fā)生龜裂等現象； 干燥后的物料可以耐高溫，不會發(fā)生化學分解、氧化等現象； 干燥后的物料具有較大的吸濕性； 要求過程速度大，同時又要求物料干燥程度大。,第八章 固體的干燥,逆流干燥的缺點是：入口處的物料溫度低而干燥介質濕度很大，接觸時介質中的水汽會冷卻而冷凝在物料

9、上，使物料濕度增加，使干燥時間增加，也影響生產能力。 為了彌補并、逆流干燥的缺點，并強化生產，有時采用并流-逆流或逆流-并流聯合操作方式。 在錯流干燥器中，物料移動方向與干燥介質流動方向垂直，物料表面各部分都與濕度小溫度高的干燥介質相接觸，所以干燥推動力于表面各部分都很大，由于這個特點錯流干燥適用于下列物料干燥： 物料在溫度高和低時都能進行快速干燥及耐高溫； 要求過程速度大，而允許介質及能量消耗大一些。,第八章 固體的干燥,為了討論方便起見，本章將干燥器分為下列四類，而且在每類中介紹一些典型的設備。 （1）間隙式常壓干燥器：廂式干燥器； （2）間隙式減壓干燥器：圓形減壓干燥器；附有攪拌的減壓干

10、燥器； （3）連續(xù)式常壓干燥器：帶式干燥器；回轉式干燥器；滾筒式干燥器；圓筒式干燥器；氣流干燥器；噴霧干燥器； （4）連續(xù)式減壓干燥器：減壓滾筒式干燥器。,第八章 固體的干燥,二，干燥設備 1，廂式干燥器 廂式干燥器即盤架式干燥器，有時稱烘房，是目前還在使用的最古老的干燥器。圖8.2所示為空氣分段加熱和廢氣部分循環(huán)的廂式干燥器。其主要結構是外壁絕熱的廂式干燥室和放在小車支架上的放料盤。干燥室的大小和放料盤的多少，由所處理的物料量的多少和所需的干燥面積而定。放料盤為矩形淺盤，盤中的物料堆放厚度一般為10-100mm，放料盤分別設置成上、中、下三組，干燥室內設有翅片式空氣加熱器，并用風機造成循環(huán)流

11、動。 操作時，空氣經空氣預熱器4加熱到一定溫度后，被風機3吸入，沿圖8.2中箭頭方向下行進入下部幾層放料盤，再經空氣預熱器5加熱后進入中部幾層放料盤，再經空氣預熱器6加熱后進入上部幾層放料盤，當空氣通過濕物料的表面時，將濕物料的水分汽化帶走，從而達到干燥的目的。,第八章 固體的干燥,圖8.2 廂式干燥器,1，干燥室；2，小車；3，送風機；4-6，空氣預熱器；7，螮閥,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,廂式干燥器的優(yōu)點是構造簡單、容易制造、適應性強，物料損失少，盤易請洗。主要缺點是物料得不到分散，干燥時間長；若物料量大，所需設備的容積也大；裝卸物料勞動強度大，如需要定時將物料翻動或裝卸時，

12、粉塵飛揚，環(huán)境污染嚴重；熱利用率低；產品質量不均勻。 廂式干燥器多用于產量小、品種多、干燥條件變動大，干燥時間長的物料的干燥。,第八章 固體的干燥,下圖為已定型生產的廂式干燥器。,圖8.3 CT-C 型系列熱風循環(huán)烘箱及定制烘車和烘盤,第八章 固體的干燥,CT-C 型系列熱風循環(huán)烘箱。配用低噪音耐高溫軸流風機和自動控溫系統(tǒng)，整個循環(huán)系統(tǒng)全封閉，使烘箱的熱效率從傳統(tǒng)的烘房3-7%提高到目前的35-45%，最高熱效率可達70%。大部分熱風在箱內循環(huán)，熱效率高，節(jié)約能源;利用強制通風作用，箱內設有可調式分風板，物料干燥均勻；熱源可采用蒸汽、熱水、電、遠紅外；整機噪音小，運轉平衡，溫度自控，安裝維修方

13、便；可干燥各種物料，物料最終含水量1%。使用溫度：蒸汽加熱50140最高1 50；常用蒸汽壓力0.02-0.8Mpa(0.28kg/cm2)；用電、遠紅外溫度50350； 材料有碳鋼、鋁合金、不銹鋼。.,第八章 固體的干燥,2，間隙式減壓干燥器,圖8.4 圓筒減壓干燥器,1，外殼；2，蓋；3，空心加熱板；4，蒸汽連接管；5，蒸汽排出口,第八章 固體的干燥,（1）圓筒減壓干燥器 圓筒減壓干燥器由兩段圓筒構成，外殼兩端以蓋密閉，干燥室內有若干空心加熱板（或加熱盤管），被干燥的物料置于此類加熱板上的活動托盤中。加熱板的一段通蒸汽連管，另一端通冷凝水排除器。因干燥而產生的水蒸氣從頂部連接管導入冷卻器，

14、如干燥所生成的蒸汽有價值而必須回收，如乙醇、乙醚等，則應采用有深冷效果的冷凝器，加以回收。 在減壓下干燥時，在干燥的第一階段，水分的排除強烈，物料溫度接近于在該減壓下水的沸點。但在干燥的第二階段，物料的溫度上升，接近于加熱板的溫度，而此時干燥速度卻下降，物料可能發(fā)生過熱，在操作上應注意。,第八章 固體的干燥,圓筒減壓干燥器也已定型生產，見圖8.5。,圖8.5 FZG YZG方形、圓形靜態(tài)真空干燥器,第八章 固體的干燥,真空干燥是將被干燥物料置于真空條件下進行加熱干燥。它利用真空泵進行抽氣抽濕，使工作室處于真空狀態(tài)，物料的干燥速率大大加快，同時也節(jié)省了能源。 真空干燥設備分為靜態(tài)干燥器和動態(tài)干燥

15、機。YZG圓筒形、FZG方形真空干燥機屬于靜態(tài)式真空干燥器。物料在靜態(tài)干燥器內干燥時，物體處于靜止狀態(tài),形體不會損壞。干燥前還可進行消毒處理；物料在動態(tài)干燥機內干燥時不停地翻動，干燥更均勻、充分。 真空狀態(tài)下物料溶劑的沸點降低，所以適用于干燥不穩(wěn)定或熱敏性物料；真空干燥機有良好的密封性，所以又適合于干燥需回收溶劑和含強烈刺激、有毒氣的物料。,第八章 固體的干燥,為了避免物料在靜態(tài)干燥時發(fā)生過熱現象，圖8.6所示的是物料動態(tài)干燥的SZG雙錐回轉真空干燥機。 工作原理 SZG雙錐回轉真空干燥機為雙錐形的回轉罐體，罐內在真空狀態(tài)下，向夾套內通入熱水進行加熱，熱量通過罐體內壁與濕物料接觸。濕物料吸熱后

16、蒸發(fā)的水汽，通過真空泵經真空排氣管被抽走。由于罐體內處于真空狀態(tài)，且罐體的回轉使物料不斷的上下，內外翻動，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，達到均勻干燥的目的。,圖8.6 SZG系列雙錐回轉真空干燥機,第八章 固體的干燥,（2）真空耙式干燥器 其結構為一個帶夾套的圓筒形裝置，夾套內可以通人蒸汽、熱水或導熱油，圓筒的中心軸上裝有漿式攪拌，用以攪拌物料，中心軸由筒外傳動裝置帶動來回轉動。 操作時，被干燥物料從殼體上方正中間加入，在不斷正反轉動的漿式攪拌的攪動下，物料沿軸向來回運動，物料與殼體壁接觸時，表面不斷更新，被干燥物料受到載熱體的間接加熱，使物料中的水分汽化，汽化的水分由真空泵及時排出。

17、由于操作真空度較高，一般在400700mmHg范圍內，被干燥物料表面水蒸汽壓力遠大于干燥器殼體內蒸發(fā)空間的水蒸汽壓力。從而有利于被干燥物料內部水分和表面水分的排出，達到干燥的目的。 依據物料性質和工藝要求的不同，真空耙式干燥器需配置干式除塵器、濕式除塵器、冷凝器、冷凝液受槽、真空泵等組成干燥單元操作。 真空耙式干燥器具有結構簡單，操作方便，使用周期長，性能穩(wěn)定可靠，蒸汽耗量小，適用性能強，產品質量好，特別適用于不耐高溫、易燃、調溫下易氧化的膏狀物料的干燥。該干燥器也已有定型生產。,第八章 固體的干燥,真空耙式干燥器結構及工作原理示意圖,第八章 固體的干燥,圖8.8 真空耙式干燥器,圖8.9 真

18、空耙式干燥器結構示意圖,1，殼體；2，耙齒；3，出料裝置；4，加料裝置；5，粉碎棒； 6，密封裝置；7，攪拌軸；8，傳動裝置,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,3，連續(xù)式常壓干燥器 （1）帶式干燥器 帶式干燥器是使用環(huán)帶作為物料氶載和輸送裝置的干燥器?？梢杂靡桓h(huán)帶，也可以用多根環(huán)帶。帶質可以是帆布帶、橡膠帶、鋼帶以及金屬網帶。帶寬0.5-3米，一般輸送帶可以用來作為并流干燥，金屬網帶則可以用來設置錯流干燥。適合于大規(guī)模自動化生產。 圖8.10所示單帶式干燥器用金屬網帶或多孔板鉸接的鏈板帶氶載物料，物料依靠加料口的布料器均勻散布在帶上，經干燥后，至帶的另一端排出。一般單帶不可能很長，所以

19、只適用于要求干燥時間較短的物料。,圖8.10 單帶錯流式干燥器示意圖,第八章 固體的干燥,圖8.11是一種多層帶式干燥器，可以減少帶式干燥器的總長度，節(jié)約占地面積，增加干燥的時間。與此同時當物料從上層帶翻落到下一層帶時，起到翻拌的作用，有利于干燥的速度和均勻度。輸送帶的長度和輸送速度決定于待干燥的物料量和所需干燥時間。,圖8.11 多層錯流式干燥器示意圖,1,卸料旋轉閥；2，水洗或干刷；3，風機；4，排氣管；5，輸送機；6，加料口,第八章 固體的干燥,圖8.12是另一種形式的多帶式干燥器，在長方形干燥室1中，運輸帶2套在轉滾3上，由傳動裝置帶動按需要的方向運轉，在運輸帶下面裝有若干支承輪4，使

20、運輸帶在運動時拉緊而不致下墜。 干燥時，濕物料從進料器6進入掉落在最上一根運輸帶上，自左端運送至右端后，則掉落到下一根運輸帶上。此根運輸帶的運動方向與上一根運動方向相反，故將被干燥物料從右端運送至左端。物料在運送并與熱空氣直接接觸后，不斷進行干燥，最后從下一根帶的左端掉入卸料室內。 空氣由送風機送入干燥器內，先經翅片管式預熱器（用蒸汽作載熱體），加熱后與物料成逆流或錯流接觸，進行干燥。熱空氣在在干燥器中的流動速度約需3米/秒，而運輸帶的速度僅為0.3-0.5米/秒，可以保證干燥的順利進行。廢氣從干燥器的左上端出口排出。,圖8.12 多帶式干燥器,1，干燥室；2，運輸帶；3，轉滾；4，支氶輪；

21、5，蒸汽翅片管式預熱器；6，送料器,第八章 固體的干燥,還有一種帶式干燥器，見圖8.13，在鏈帶上帶有翻板。這種運輸帶由十分緊密的金屬（如不銹鋼）旋環(huán)形網所構成，其緊密程度須能不讓被干燥物料掉落人孔隙間，以免阻塞熱空氣的通過。沿著金屬網的全長鑲著突出的邊緣，以防止物料向網外散開。這種金屬網帶為平板形式，裝在金屬架上的平板，以鉸鏈方式聯結在一起。帶上每一板都具有突出的板頭，沿導帶路軌向前運動，此種導帶路軌在星形輪前有缺口，帶板移動到星形輪前即隨著缺口而轉動90度，物料則掉落在已經繞過星形輪的運輸帶板上，而作相反方向的運送。由于有這種翻板的裝置，運輸帶的整個長度都被利用了。 在這種干燥器中，熱空氣

22、從通道4平行地由下而上與物料成錯流方向流動，故干燥效率高。,圖8.13 帶有翻版的帶式干燥器,1，干燥室；2，鏈式運輸器；3，翻板； 4，熱空氣進入通道； 5，廢氣排出口；6，干燥物料運輸器,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,（2）回轉式干燥器 回轉干燥器亦稱轉筒式干燥器，由稍作傾斜面轉動的長筒所構成。濕物料和干燥介質在筒內接觸，而達到干燥的目的。此類干燥器廣泛應用于顆粒物料的干燥。最方便的干燥介質是熱空氣，也可應用煙道氣或其他氣體。根據干燥介質和濕物料之間的傳熱方式，此類干燥器又可分為三種： 直接轉熱干燥器，在器中干燥介質與濕物料直接接觸而傳給熱量， 間接傳熱干燥器，在器中干燥所需要的

23、熱，由干燥介質經過器壁傳給熱量， 復式傳熱干燥器，在器中一部分熱的傳給由干燥介質與濕物料的直接接觸，而其余部分所需的熱，則通過間接方式，亦即經過器壁面?zhèn)鹘o濕物料。上述三種方式的傳熱，各自適用于不同情況和不同條件。對需要潔凈而不能允許塵埃侵入的物料，宜采用間接傳熱方式；對可以耐受高溫而且可以允許少量塵埃感染的物料，可采用煙道氣加熱或直接傳熱方式；復式傳熱干燥器則適用于經干燥操作后容易發(fā)生大量粉塵的物料。,第八章 固體的干燥,直接傳熱回轉干燥器為此類干燥器中應用最廣泛的，見圖8.14。 干燥器是由薄鋼板制成的轉筒，其長度與直徑之比通常為4-8，轉筒外殼上裝有二個輪箍，整個轉筒的重量是通過輪箍傳遞到

24、支承托輪7，而在托輪上滾動，轉筒由齒輪6傳動，而齒輪的傳動則由裝于減速箱5輸出軸上的小齒輪為之，轉筒的轉數一般為每分鐘1-8轉。轉筒的傾斜度與其長度有關，可從0.5-6，對于越不易干燥的物料，其傾斜度越小。為了防止轉筒的軸向串動，在輪箍的兩旁裝有擋輪8，擋輪是與托輪裝在同一底座上的。,圖8.14 直接傳熱回轉干燥器,1，爐灶；2，加料器；3，轉筒；4，馬達；5，減速箱；6，傳動齒輪 7，支承托輪；8，擋輪；9，密封裝置,第八章 固體的干燥,干燥時，用煤或柴油在爐灶1中燃燒后產生的煙道氣直接送人轉筒，煙道氣與濕物料的運動方向成并流。并流的優(yōu)點在于濕物料從加料器2加入時即與高溫的煙道氣相遇，干燥速

25、度快，而當干物料在干燥器另一端排出時，則與溫度較低的煙道氣相遇，不會因溫度損傷已干燥的物料。當然需要時，可用經預熱的空氣作為干燥介質。,第八章 固體的干燥,在轉筒內裝有分散物料的裝置，稱為抄板。抄板的形式很多，如圖8.15所示。 抄板可以使物料均勻地分布在轉筒截面的各部，而與干燥介質很好地接觸。因而使干燥面積增大。對于大塊和易于粘結的物料，可采用升舉式抄板，如圖中（a）；對于比重大而不脆的物料，可用四格式抄板；對于較脆的小塊物料可用十字架或架形抄板；對于很細的顆粒而易引起粉末飛揚的物料，可采用分隔式（扇形）抄板。 抄板可以分布在整個轉筒內。也可以在轉筒進口端的1-1.5米處，先裝上螺旋形抄板，

26、使加入的濕物料作更好的分布。而在其出口端1-2米處不裝任何抄板，以免干燥介質在離開干燥器時帶走很細的物料顆粒。,圖8.15 抄板的各種形式,a,升舉式；b，四格式；c，十字形； d，架形 e，套筒式；f，分隔式（扇形）,第八章 固體的干燥,圖8.16所示是一臺間接傳熱的回轉干燥器，干燥器的外殼1內裝有一同心圓筒2，由連接管3使內圓筒與外殼及爐壁間的外環(huán)隙相通。煙道氣由爐膛發(fā)生后，沿外殼與爐壁間的外環(huán)隙從左到右流動，然后折入內圓筒，從右到左流動，最后經送風機6排出。濕物料在外殼與內圓筒間的內環(huán)隙從左到右移動，而空氣則由相反方向通過，最后經送風機7排出。,圖8.16 間接傳熱的回轉干燥器,1，外殼

27、；2，內圓筒；3，連接管；4，爐壁；5，爐膛； 6，煙道氣排出機；7，空氣排出機,第八章 固體的干燥,復式傳熱的回轉干燥器與上述兩種不同之處，在于使煙道氣先通過間壁將熱傳給物料，而后才進入轉筒再與物料直接接觸。在此種干燥器中。干燥介質的消耗量較少，因而被帶走的細微顆粒亦少，適用于干燥時易發(fā)生許多粉末的物料。 直接傳熱回轉干燥器的產品照片如下： 轉筒干燥器是處理物料量較大的一種干燥器，工業(yè)上采用的轉筒直徑約為1-3米，轉筒長度最長可達30米，濕物料在筒內的填充系數約為0.1-0.2，轉筒干燥器的體積蒸發(fā)強度約在0.0015-0.01公斤/米3*秒。,第八章 固體的干燥,第八章 固體的干燥,（3）

28、滾筒式干燥器 當干燥稠厚物料而物料又不能承受長時間的干燥時，則可采用滾筒式干燥器。滾動式干燥器有單滾筒式和雙滾筒式兩種。滾筒內通有加熱蒸汽，滾筒可部分地浸沒在稠厚的懸浮液中（稱為浸沒加料），或者將稠厚的懸浮液噴灑到滾筒的上面（稱灑濺加料）。當滾筒緩慢地回轉時，被干燥物料呈薄膜狀附著于滾筒外面而進行干燥。當滾筒回轉3/4到7/8轉時，物料的干燥已達到所需要的程度，然后利用刮刀將干料刮下。滾筒的轉速須視具體情況而定，一般為每分鐘2-8轉，其上的薄膜層厚度為0.1-1毫米。 圖8.17所示為單滾筒式干燥器，滾筒2在槽1內回轉，槽內的懸浮液是利用泵7從貯料槽6打入。熱空氣沿著外殼3的內層從左下角流過，

29、與滾動的轉動方向相反。已干燥的物料薄膜層可利用刮刀4從滾筒上刮下，由螺旋運輸器5運走。,圖8.17 單滾筒式干燥器,1，槽；2，轉滾；3，外殼；4，刮刀； 5，螺旋運輸機；6，貯料槽7，泵,第八章 固體的干燥,圖8.18所示為雙滾筒式干燥機，在該機中濕物料用灑濺加料法由上面加入，干物料的厚度用兩滾輪間的空隙來控制，空隙越大則物料越厚，亦即干燥器的產量越大。 滾筒式干燥器的生產能力，可用每平方米的滾筒面積于一小時內所能蒸發(fā)的水分量（公斤）來表示，稱之為面積干燥強度。一般單滾筒干燥器的尺寸，其直徑為0.6-1.5米，長1-4米。當滾筒內的蒸汽壓強為0.1-0.2MPa時，干燥強度為15-35Kg

30、/*h，若增加到0.3-0.4 MPa時，其值可達到30-50 Kg /*h。雙滾筒式的干燥強度要略低于單滾筒式的干燥器。在滾筒式干燥器中，蒸發(fā)每一公斤水分約需1.2-1.5公斤蒸汽。 對某些稠厚糊狀物料，經過滾筒式干燥器干燥后，如還容易自行粘合，可再用帶式干燥機進一步作干燥處理。,圖8.18 雙滾筒式干燥器,1，外殼；2，滾筒；3，刮刀,第八章 固體的干燥,（4）氣流式干燥器 圖8.19所示為氣流干燥器的操作流程示意圖。它的主要設備是直立圓筒形干燥管，熱空氣進入干燥管底部，將加料器連續(xù)送入的濕物料吹散，并懸浮其中。介質速度應大于濕物料最大顆粒的沉降速度，于是在干燥器內形成一個氣、固間進行傳熱

31、、傳質的氣力輸送床。一般物料在干燥管中的停留時間約0.5-3秒，干燥后的物料隨氣流進入旋風分離器。產品由下部收集，濕空氣經袋式過濾器（或濕法、電除塵）回收粉塵后排出。 氣流干燥器適宜于處理含非結晶水及結塊不嚴重又不怕磨損的粒狀物料。對粘性和膏狀物料，采用干料返混和螺旋式加料裝置也可正常操作。,圖8.19 氣流干燥器流程,1，加料斗；2，螺旋加料器； 3，干燥管；4，風機； 5，預熱器；6，旋風分離器； 7，濕式除塵器,第八章 固體的干燥,氣流干燥器的優(yōu)點是： 氣固間傳遞表面積大，體積專遞系數高、干燥速率大。一般體積蒸發(fā)強度可達0.003-0.05 Kg /m*h； 接觸時間短，氣固并流操作，可

32、以采用高溫介質，對熱敏性物料的干燥尤為適宜； 由于干燥伴隨著氣力輸送，減少了產品的輸送裝置； 裝備相對簡單、占地面積小、運動部件少、易于維修、成本費用低。 缺點是，這種干燥器必須配有高效能的粉塵收集裝置，否則尾氣攜帶的粉塵將造成很大的浪費和對環(huán)境的污染。尤其對有毒物質，不宜采用這種方法。,第八章 固體的干燥,為了適應較寬粒度范圍濕物料的干燥和增大干燥強度，干燥管的結構有多種變形，如圖8.20為脈沖式氣流干燥管，可使物料在氣流中不斷地改變相對運動速度，以增大傳遞系數，提高干燥速率。,圖8.20 QG 脈沖氣流干燥機,第八章 固體的干燥,（5）噴霧干燥器 在噴霧干燥器中，將液態(tài)物料 通過噴霧器分散

33、成細小的液滴， 在熱氣流中自由沉降并迅速蒸發(fā)， 最后被干燥為固體顆粒與氣流分 離。 噴霧干燥流程中的主要設備包 括：直立圓筒式干燥室、霧化器、 干燥介質加熱器、輸送設備及氣 固分離設備。熱氣流與液滴可以 并流、逆流或混合流的方式進行 接觸。圖8.21為常用的噴霧干燥 流程圖。熱空氣與噴霧液滴都由干燥器頂部加入，氣流作螺旋形流動旋轉下降，液滴在接觸到干燥器內壁前已完成干燥過程，大顆粒收集到干燥器底部后排出，細粉隨氣體進入旋風分離器分出。廢氣在排空前經濕法洗滌塔（或其他除塵器），以提高回收率，并防止污染。,圖8.21 噴霧干燥流程圖,第八章 固體的干燥,圖8.22 下噴上式噴霧干燥流程圖,第八章

34、固體的干燥,噴霧干燥機的分類方法很多，除按氣液流向可分為并流式、逆流式和混流式外；按霧化器的安裝方式可分為上噴下式、下噴上式；按霧化器的結構可分為離心式、壓力式和氣流式；按加熱氣體是否循環(huán)可分為開放式、部分循環(huán)式和密閉式。 噴霧干燥具有下列優(yōu)點：在高溫介質中，干燥過程極快，而且顆粒表面溫度接近于濕球溫度，非常適宜于處理熱敏性物質；處理物料種類廣泛，如溶液、懸浮液、漿狀物料等；噴霧干燥可直接獲得干燥成品，可省去蒸發(fā)、結晶、過濾、粉碎等多種工序；能得到速溶的粉末和空心的顆粒；過程易于連續(xù)化、自動化。 缺點是：干燥器體積大，傳熱系數低，能耗大，對細粉料產品還需要設置袋式除塵器等后續(xù)分離系統(tǒng)。,第八章

35、 固體的干燥,下面是兩種已生產的噴霧干燥器： YPG壓力式噴霧造粒干燥機 本機組是一種可以同時完成干燥和造粒的裝置。按工藝要求可以調節(jié)料液泵的壓力、流量、噴孔的大小，得到所需的按一定大小比例的球形顆粒。 本機組工作過程為料液通過隔膜泵高壓輸入，噴出霧狀液滴，然后同熱空氣并流下降，大部份粉粒由塔底排料口收集，廢氣及其微小粉末經旋風分離器分離，廢氣由抽風機排出，粉末由設在旋風分離器下端的收粉筒收集，風機出口處還可以裝備二級除塵裝置，回收率在96-98%以上。,圖8.23 YPG壓力式 噴霧造粒干燥機,第八章 固體的干燥,本機組與物料接觸部分的塔體、管道、分離器的材料，均采用SUS304制作。在塔體

36、內部與外殼之間有足夠的保溫層，填充材料為超細玻璃棉，塔體設有觀察門、視鏡、光源及控制儀表，由電器控制臺控制和顯示。 本機組的熱源裝置采用蒸汽加熱或電加熱器，具有操作方便、啟動快、 結構緊湊、熱風干凈清潔等優(yōu)點。 干燥速度快，料液經霧化后表面積大大增加，在熱風氣流中，瞬間就可蒸發(fā)95-%-98%的水份，完成干燥的時間僅需十幾秒到數十秒種，特別適用于熱敏性物料的干燥； 所得產品為球狀顆粒，粒度均勻，流動性好，溶解性好，產品純度高，質量好； 操作簡單穩(wěn)定，控制方便，容易實現自動化作業(yè)。,第八章 固體的干燥,LPG 系列高速離心噴霧干燥機 LPG系列高速離心式噴霧干燥機是一種適 用于乳濁液、懸浮液、糊

37、狀物 、溶液等液體干燥的專用干燥設備。在聚合物和樹脂類；染料、顏料類； 除銹劑、殺蟲藥類；碳水化合物、乳制品類；洗滌劑和表 面活性類；肥料類；有機化合物、無機化合物液體物料的干燥上，表現得 尤為出色,圖8.24 LPG 系列高速離心噴霧干燥機,第八章 固體的干燥,工作原理 見圖8.25，空氣通過過濾器和加熱器，進入干燥器頂部的空氣分配器，熱空氣呈螺旋狀均勻進入干燥。料液由料液槽經過濾器由泵送至干燥器頂部的離心霧化器，使料液噴成極小的物狀液滴，料液和熱空氣并流接觸，水份迅速蒸發(fā)，在極短的時間內干燥為成品。成品同干燥塔底部和旋風分離器排出，廢氣由風機抽出排出。,圖8.25 LPG 系列高速離心噴霧

38、干燥機工作流程,1，空氣過濾器；2，料斗；3，莫諾泵（mono-pump）； 4，蒸汽加熱器； 5，電加熱器；6，霧化器； 7，熱風分配器；8，干燥塔；9，風機； 10，調風螮閥；11，旋風除塵器,第八章 固體的干燥,（6）流化床干燥器 流化床干燥器又名沸騰床干燥器，是流態(tài)化技術在干燥中的應用。在干燥中把氣流速度控制在一定的范圍內，既保證物料的運動和汽化表面的更新，物料又不致被氣流帶出。在流化狀態(tài)下，顆粒在熱氣流中上下翻動，互相碰撞、混合，顆粒與氣流兩相的接觸面積很大，而且氣流邊界層湍流化，強化了傳熱和傳質過程，達到了干燥目的。 流化床干燥器的種類很多，有單層流化床干燥器、多層流化床干燥器及臥

39、式多室流化床干燥器。 圖8.26所示為單層流化床干燥器。濕物料由床層的一側加入，由另一側導出。熱空氣由下方通過多孔分布板均勻地吹入床層，進行干燥后，由頂部導出，經旋風分離器回收其中夾帶的粉塵后排出。流化干燥大多是連續(xù)操作過程，顆粒在床層的平均停留時間如只蒸發(fā)表面水分約為0.5-2分鐘，如果水分干燥包括內部擴散時約為15-30分鐘。,圖8.26 單層圓筒流化床干燥器,第八章 固體的干燥,氯化銨沸騰干燥流程圖,第八章 固體的干燥,由于床層中顆粒的不規(guī)則運動，會引起返混“短路”現象，每個顆粒的停留時間是不相同的，這會引起產品質量不均勻，為此采用如圖8.27所示的多層式流化床干燥器和圖8.28所示臥式

40、多室流化床干燥器。在多層流化床干燥器中，濕物料逐層下落，自最下層連續(xù)排出。在臥式多室流化床干燥器中，流化床的橫截面為長方形，器內用垂直擋板分隔成多室，擋板下端與多孔板間留有幾十毫米的間隙，使物料能逐室通過最后通過堰板而卸出。熱氣體分別通人各室，因此各室的氣體溫度、濕度和流量均可以調節(jié)。如第一室的物料較濕，熱氣體的流量可以大些，最末室可以通入冷氣體以冷卻干燥產品。,圖8.27 多層流化床干燥器,第八章 固體的干燥,圖8.28 臥式多室流化床干燥器,第八章 固體的干燥,流化床干燥器的優(yōu)點是結構簡單、造價低、操作與維修均較方便；物料在干燥器內停留時間比在氣流干燥器內長，而且可以任意調節(jié)；氣固接觸好，

41、傳熱和傳質速率高，能得到較低的最終含水量；空氣的流速較小，物料與設備的磨損較輕；熱效率高，對于非結合水分的干燥，可達60-80%，對于結合水分的干燥，可達30-50%。 流化床干燥器適用于處理粒徑在30-6000微米的粉粒狀物料，而且要求物料不會因水分較多而引起顯著結塊。對被處理物料的含水量，要求粉狀的在2-5%，顆粒狀的在10-15%，若含水量過高，物料的流動性差，這時可以摻入部分干料，以防止結塊。,第八章 固體的干燥,下面為臥式多室振動流化床干燥器和單層圓筒流化床干燥器實物圖： GZQ 系列臥式振動流化床干燥機 工作原理 物料自進料口進入機內，在振動力作用下，物料沿水平流化床拋擲向前連續(xù)運

42、動，熱風向上穿過流化床同濕物料換熱后，濕空氣經旋風分離器除塵后由排風口排出，干燥物料由排料口排出。,圖8.30 GZQ 系列臥式振動流化床干燥機,第八章 固體的干燥,圖8.31 GZQ 系列臥式振動流化床干燥機結構和工作流程圖,第八章 固體的干燥,GFG 型高效沸騰干燥機 特點 流體床為圓形結構避免了死角；床內設置攪拌，避免了潮濕物料的團聚及干燥過程中形成溝流；頂置布袋過濾器為抗靜電特種纖維，操作安全；翻傾卸料，方便迅速徹底；密封負壓操作，按GMP規(guī)范設計；本機亦可按要求進行自動進出料設計制作。,圖8.32 GFG 型高效沸騰干燥機,第八章 固體的干燥,4，連續(xù)式減壓干燥器 減壓滾筒式干燥器如圖8.33所示。 這類干燥器與常壓滾筒式干燥器相似，只是在器外加一密封外殼，其上端與真空泵相連，下端則借螺旋卸料器將已干燥物料運送到干物料儲存處。,圖8.33 減壓滾筒式干燥器 1，滾筒；2，加料槽；3，刮刀； 4，斜壁