干燥器的分類
干燥器的形式有多種多樣,分類的方法也有多種。如按操作方式可分為間接式和連續(xù)式兩種;按加熱方式可分為直接、間接、輻射、介電等;按干燥器的結構形式可分為箱式、隧道式、轉筒式、氣流式和噴霧式等。表1是按照加熱方式和操作方式對常見干燥器進行的分類。
工業(yè)干燥裝置的分類
傳熱方式 |
連續(xù)干燥器 |
間歇干燥器 |
直接加熱 |
箱式托盤干燥器 |
箱式平行流托盤干燥器 |
隧道式干燥器 |
箱式循環(huán)托盤干燥器 |
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通過循環(huán)流式干燥器 |
流化床干燥器 |
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吸入轉鼓式干燥器 |
噴動床干燥器 |
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旋轉干燥器 |
旋轉式干燥器 |
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流化床干燥器 |
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振動輸送干燥器 |
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旋轉閃蒸干燥器 |
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噴動床干燥器 |
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間接加熱 |
箱式蒸汽排管干燥器 |
真空干燥器 |
旋轉干燥器 |
冷凍干燥器 |
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流化床干燥器 |
旋轉干燥器 |
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螺旋輸送干燥器 |
盤式干燥器 |
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高速攪拌干燥器 |
流化床干燥器 |
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轉鼓干燥器 |
螺旋輸送干燥器 |
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干燥罐 |
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皮帶干燥器 |
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葉片干燥器 |
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輻射傳熱 |
高頻加熱干燥器 |
高頻加熱干燥器 |
介電傳熱 |
微波干燥器 |
微波干燥器 |
噴霧干燥器
噴霧干燥器是一種適用范圍很廣的干燥器。它采用霧化器將料液分散為霧滴,并用熱風干燥霧滴而獲得產(chǎn)品的干燥技術。料液可以是溶液、懸浮液、乳濁液,也可以是熔融液或泥糊液。干燥產(chǎn)品可根據(jù)需要研制成粉狀、顆粒狀、團狀、和空心球狀。噴霧干燥的流程如圖所示。
基本原理
工作時,干燥器的塔頂頂部導入熱風,同時用泵將料液送上塔頂并經(jīng)霧化器噴成霧狀的液滴群,液滴群的比表面積很大,當它與高溫熱風接觸后水分迅速蒸發(fā),在極短的時間內(nèi)成為干燥產(chǎn)品,產(chǎn)品由塔底排除。熱風經(jīng)傳熱后溫度顯著下降、濕度增大、由廢氣口排除,廢氣中夾帶的產(chǎn)品顆粒用固氣分離裝置回收。
葉片干燥器
葉片干燥器是一種間接加熱低速攪拌干燥器。它的葉片形式多種多樣,目前主要為空心槳葉形,故也稱之為空心槳葉干燥器。葉片在干燥器中除了對物料進行攪拌外,還具有加熱功能。因此干燥器為提高干燥能力多做成雙軸槽型,葉片也盡量增大并且相互咬合,以增大加熱面積和葉片自清能力??招臉~干燥器主要運用于干燥黏糊狀、粉狀、粒狀物料等。如各種氫氧化物、硅酸鋁、二氧化鈦、輕質鈦酸鈣、氧化鋁等,有時也作為二級干燥器。操作條件,一般用少量空氣通入作為水蒸氣的載體,以提高干燥速度;攪拌葉片的外周速度為0.1~1.5m/s;載體的溫度為50~300℃。表2是葉片干燥器的主要技術規(guī)格。
葉片干燥器的主要技術規(guī)格
型號 |
SY-30 |
SY-80 |
SY-125 |
SY-250 |
SY-500 |
傳熱面積(m2) |
3 |
8 |
12.5 |
25 |
50 |
轉速(r/min) |
6~24 |
5~20 |
5~20 |
5~20 |
4~16 |
功率(kW) |
1.5 |
4 |
5.5 |
11 |
55 |
有效容積(m3) |
0.065 |
0.49 |
0.94 |
1.65 |
3.15 |
蒸汽壓力(MPa) |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.6 |
0.79 |
水分蒸發(fā)量(kg/m2.h) |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
10~60 |
外形尺寸(2r*l)(mm) |
3295*420*798 |
4823*873*1198 |
5781*1120*1479 |
6860*1468*1839 |
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干燥器的選型
選型前需要考慮的問題:
1)產(chǎn)品的一些特殊要求。
2) 濕度變化。
3) 物料的熱敏性。干燥過程中的上限溫度。
4) 物料的濕度及動范圍。
5) 物料與水的結合狀態(tài)。
6) 對產(chǎn)品的干燥均勻性和形態(tài)度要求。
7) 物料的形態(tài)。這是選擇干燥器這首先需要了解的問題。
8) 生產(chǎn)工藝流程要求。
9) 物料的物理特性。它包括密度、堆密度、粒徑分布、熱容、粘附性等。
工業(yè)上需要干燥的物料有很多,它們的干燥特性差別很大,而且工業(yè)上的干燥設備種類又很多,這就是干燥器的選用帶來很多問題,如果選用不當就會帶來設備投資過大、操作費用上升、產(chǎn)品質量不合格等諸多問題,甚至干燥器不能正常運行。
旋轉閃蒸式干燥器
旋轉閃蒸式干燥器是一種20世紀80年代初推出的高效、多功能干燥器,適用于高黏性漿狀物料、潮濕結晶物料、泥漿、淤渣及濾餅的干燥,產(chǎn)品為粉末狀。
基本原理
旋轉閃蒸式干燥器的結構如圖1所示。熱風由干燥器底部的旋流器沿切線方向進入干燥器內(nèi),并產(chǎn)生高速回旋上升氣流。當干燥物料由加料器輸送到加熱器以后,在高速回旋氣流和底部攪拌器的共同作用下,團塊狀物料被不斷粉碎、分散、沸騰和干燥。干燥合格的物料被氣流從干燥器上部出口帶出,經(jīng)收集器收集。顆粒較大的或濕度較大的物料被干燥器上部的分級板阻攔,而重新進入干燥器進行干燥。
性能特點
1. 節(jié)能,使用高溫熱空氣,熱效率高。
2. 適用性廣,既可用來干燥黏性的泥糊狀物料,也可干燥非黏結性物料。
3. 一機多能,集物料的破碎、分散、沸騰干燥、氣流干燥、分級過程為一體,連續(xù)工作,工藝簡單
4. 物料在干燥器內(nèi)停留的時間短,可適用于熱敏性物料,產(chǎn)品質量高。
5. 設備體積小,干燥強度大,結構簡單,操作方便,價格便宜,并可實現(xiàn)自動化控制。
主要參數(shù)
旋轉閃蒸式干燥器的直徑一般在400~1600mm之間;物料在干燥器中停留的時間可根據(jù)物料的性質及要求通過熱風溫度、風量進行調節(jié),約5~500s之間,熱風溫度一般為110~650℃。
箱式干燥機
箱式干燥機主要是以熱風通過物料的表面而達到干燥的目的。它為間歇式操作,適用于干燥時間較長和數(shù)量不多的物料。通常物料裝盤用人工放入干燥器支架上,或置于小推車上送入箱內(nèi)。物料的厚度為10~100nm,熱空氣的流速為0.5~10m/s。箱式干燥機結構如圖所示。
優(yōu)點: 結構簡單、投資小、適用性強。
缺點: 間歇操作、勞動強度大、設備利用率低、熱效率低、干燥不均勻。
適用范圍: 小規(guī)模生產(chǎn),可同時干燥幾種物料,物料允許長時間干燥。
型式: 平流式、穿流失、真空式。
噴霧干燥的優(yōu)缺點
優(yōu)點:
1) 生產(chǎn)過程簡化、操作方便。
2) 由于霧滴群的比表面積很大,物料所需的干燥時間很短(15~30s),有的甚至幾秒。
3)干燥過程中盡管熱風的溫度很高(可達800℃),但由于干燥時間短,物料的溫度不高,故此噴霧干燥特別適用于熱敏性物料的干燥。
4) 容易改變操作條件以調節(jié)或控制產(chǎn)品的質量指標。如粒度分布、產(chǎn)品的濕含量等。
5) 可根據(jù)工藝要求生產(chǎn)各種產(chǎn)品規(guī)格。
6) 噴霧干燥適合于大規(guī)模工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn),生產(chǎn)環(huán)境好,操作宜自動化。
缺點:
1) 當熱風溫度低于150℃,熱效率低,設備龐大,生產(chǎn)成本高。
2) 對氣固混合物的分離要求高,設備費用大。
干燥就是將熱量傳給含水物料、并使物料中的水分發(fā)生相變轉化為氣相而與物料分離的過程。物料的干燥包括兩個基本過程,首先是對物料進行加熱并使水分汽化的傳熱過程,然后是汽化的水擴散到氣相中的傳質過程,對于水分從物料內(nèi)部借擴散等作用輸送到物料表面的過程則是物料內(nèi)部的傳質過程。因此,干燥過程中傳熱和傳質是同時共存的,兩者既相互影響又相互制約。
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