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氣流干燥簡介
一、氣流干燥簡述
19世(shi)紀(ji)末至20世(shi)紀(ji)30年(nian)代，由于對煤(mei)和一些無機化(hua)工(gong)產品需(xu)求量的擴大，箱式干燥器(qi)已經不能適應生產需(xu)求。工(gong)業上開(kai)始嘗試(shi)將氣流輸送技(ji)術(shu)(shu)和固體流態化(hua)技(ji)術(shu)(shu)引入干燥工(gong)藝中(zhong)。
由于氣流輸(shu)送在工(gong)業(ye)上的(de)(de)(de)(de)到(dao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)，而且設備(bei)比較(jiao)簡單，用(yong)(yong)熱(re)(re)(re)風既可(ke)以干(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料(liao)(liao)，又可(ke)實(shi)現氣力運(yun)輸(shu)的(de)(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)(de)，因(yin)此，氣流干(gan)(gan)燥(zao)(zao)器便較(jiao)早的(de)(de)(de)(de)用(yong)(yong)于工(gong)業(ye)生產。使被干(gan)(gan)燥(zao)(zao)物料(liao)(liao)在運(yun)動(dong)狀態下得(de)到(dao)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)。物料(liao)(liao)在介(jie)質(zhi)中(zhong)高(gao)度分(fen)散，具有很大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)面積。同(tong)時，物料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)湍動(dong)，大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)了傳(chuan)熱(re)(re)(re)傳(chuan)質(zhi)強度，干(gan)(gan)燥(zao)(zao)速(su)率有了很大(da)(da)(da)的(de)(de)(de)(de)提高(gao)，成(cheng)為目前(qian)干(gan)(gan)燥(zao)(zao)設備(bei)的(de)(de)(de)(de)主要分(fen)支。物料(liao)(liao)在熱(re)(re)(re)氣流輸(shu)送干(gan)(gan)燥(zao)(zao)時，實(shi)際與介(jie)質(zhi)的(de)(de)(de)(de)接(jie)觸時間很短。又是并流操作，可(ke)使用(yong)(yong)高(gao)溫(wen)(wen)介(jie)質(zhi)，即使對熱(re)(re)(re)敏物料(liao)(liao)也(ye)能應(ying)(ying)用(yong)(yong)。同(tong)時，在高(gao)溫(wen)(wen)區(qu)物料(liao)(liao)處于秒面控制階(jie)段，物料(liao)(liao)溫(wen)(wen)度是由介(jie)質(zhi)絕熱(re)(re)(re)飽(bao)和溫(wen)(wen)度決定的(de)(de)(de)(de)。
雖然氣流干(gan)燥器還有可(ke)以機(ji)械化操作等優點，但開始時很難找(zhao)到(dao)所需要的(de)(de)各種(zhong)風(feng)壓(ya)、風(feng)量的(de)(de)風(feng)機(ji)和不(bu)可(ke)避(bi)免在輸送過程中粉碎微粒的(de)(de)捕集(ji)，因此，限制了(le)裝置的(de)(de)規模和應用(yong)。隨著氣流輸送技(ji)術(shu)的(de)(de)完善(shan)，早已解決了(le)附屬設備及相(xiang)關(guan)的(de)(de)技(ji)術(shu)問(wen)題(ti)，加速了(le)氣流干(gan)燥技(ji)術(shu)的(de)(de)發(fa)展和應用(yong)，現已發(fa)展成(cheng)為干(gan)燥設備的(de)(de)一個體系。
二、氣流干燥的特征
1、粒(li)子(zi)顯著分(fen)散 由于物(wu)料成為(wei)粉粒(li)狀漂浮(fu)在熱氣(qi)(qi)流中而(er)被攜帶，因(yin)(yin)此，干燥的(de)(de)(de)有效面(mian)積大大增加(jia)。因(yin)(yin)物(wu)料單粒(li)分(fen)散在氣(qi)(qi)流中，可以(yi)(yi)把粒(li)子(zi)的(de)(de)(de)全部(bu)表(biao)面(mian)積作(zuo)為(wei)干燥的(de)(de)(de)有效面(mian)積。而(er)且粒(li)子(zi)與氣(qi)(qi)體(ti)的(de)(de)(de)傳熱系(xi)數也很大。例(li)如，100μm左右的(de)(de)(de)的(de)(de)(de)粒(li)子(zi)，以(yi)(yi)終端(duan)相對速(su)度在氣(qi)(qi)體(ti)中移動時的(de)(de)(de)傳熱系(xi)數為(wei)2400KJ/（㎡*h*℃）。因(yin)(yin)此，氣(qi)(qi)流干燥器的(de)(de)(de)容積傳熱系(xi)數極大，就(jiu)一般(ban)常用的(de)(de)(de)管長來(lai)說，氣(qi)(qi)平均(jun)值約為(wei)8000~24000KJ/（m3*h*℃）。其次，由于粒(li)子(zi)高度的(de)(de)(de)分(fen)散性，它所含(han)的(de)(de)(de)水分(fen)差(cha)不多都是表(biao)面(mian)水分(fen)，粒(li)子(zi)中的(de)(de)(de)水分(fen)幾乎全是以(yi)(yi)表(biao)汽化的(de)(de)(de)方式干燥，因(yin)(yin)此，能以(yi)(yi)快的(de)(de)(de)干燥速(su)率將含(han)水率降到很低。
2、并流(liu)(liu)操作 由于氣(qi)(qi)流(liu)(liu)干燥(zao)(zao)(zao)是(shi)并流(liu)(liu)操作，而(er)(er)且其表面汽化(hua)階(jie)(jie)段(duan)能持續到(dao)極低的(de)含水率，因此(ci)，可以(yi)使(shi)用高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)。例如，活性炭(tan)可以(yi)使(shi)用600℃，煤可以(yi)使(shi)用400℃，淀粉可以(yi)使(shi)用500℃等高溫(wen)(wen)(wen)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)。在表面漆畫階(jie)(jie)段(duan)，物料(liao)始終處(chu)于與其接觸氣(qi)(qi)體(ti)(ti)的(de)濕球溫(wen)(wen)(wen)度，一般(ban)不超過65℃。不致發生燃燒或(huo)者變性，因而(er)(er)可以(yi)安(an)全(quan)的(de)操作。在干燥(zao)(zao)(zao)末期物料(liao)溫(wen)(wen)(wen)度上升階(jie)(jie)段(duan)，氣(qi)(qi)體(ti)(ti)溫(wen)(wen)(wen)度已經(jing)降低，因此(ci)也是(shi)很安(an)全(quan)的(de)。產品溫(wen)(wen)(wen)度超過70~90℃的(de)幾乎沒有，如果(guo)用400℃以(yi)上的(de)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)作為干燥(zao)(zao)(zao)介質，一般(ban)1kg干燥(zao)(zao)(zao)氣(qi)(qi)體(ti)(ti)可以(yi)汽化(hua)0.1~0.15kg水分，熱效率可達60%~75%。
3、干(gan)燥(zao)時(shi)間短(duan) 干(gan)燥(zao)極為迅速，多(duo)數的(de)(de)物料(liao)只需0.5~2s，最長(chang)不(bu)超過5min（直管氣流）。物料(liao)的(de)(de)熱變性(xing)往往是(shi)溫度和時(shi)間的(de)(de)函(han)數，像這樣短(duan)的(de)(de)干(gan)燥(zao)時(shi)間，即使(shi)是(shi)熱敏物料(liao)，也可以進行干(gan)燥(zao)而不(bu)發生質(zhi)量(liang)問題。
4、裝置(zhi)簡(jian)單(dan)，處(chu)理量(liang)大(da)(da) 把以(yi)上(shang)所(suo)(suo)(suo)述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)三項總(zong)括起來，則氣(qi)體在單(dan)位時間(jian)內(nei)給(gei)物料的(de)(de)(de)(de)(de)熱量(liang)，是干燥(zao)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)容積(ji)、氣(qi)體和物料進(jin)出(chu)兩端溫度差的(de)(de)(de)(de)(de)平均值以(yi)及前述(shu)的(de)(de)(de)(de)(de)容積(ji)傳(chuan)熱系(xi)數三者之積(ji)。由于并流(liu)(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)緣故，有(you)些(xie)氣(qi)體的(de)(de)(de)(de)(de)物料間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)最初溫度差達到400~500℃，因此，傳(chuan)遞一定熱量(liang)是所(suo)(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)容積(ji)可(ke)(ke)以(yi)大(da)(da)大(da)(da)減小(xiao)(xiao)，也就是說，用(yong)(yong)容積(ji)較小(xiao)(xiao)的(de)(de)(de)(de)(de)裝置(zhi)可(ke)(ke)以(yi)處(chu)理大(da)(da)量(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)物料，實現小(xiao)(xiao)設備，大(da)(da)生(sheng)(sheng)產。再從裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)結構來說，用(yong)(yong)直徑(jing)為0.2~0.7m的(de)(de)(de)(de)(de)干燥(zao)器(qi)，只(zhi)要10~20m長(chang)就可(ke)(ke)以(yi)了(le)。另外需要的(de)(de)(de)(de)(de)僅是風機、熱源、加料器(qi)、生(sheng)(sheng)產捕集器(qi)等(deng)，裝置(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)配置(zhi)比較簡(jian)單(dan)。氣(qi)流(liu)(liu)干燥(zao)器(qi)的(de)(de)(de)(de)(de)散熱面積(ji)很(hen)小(xiao)(xiao)，熱損失量(liang)最多不過5%。而(er)且(qie)無(wu)泄漏熱氣(qi)體所(suo)(suo)(suo)引起的(de)(de)(de)(de)(de)熱損失，這些(xie)都(dou)有(you)利(li)于提高總(zong)的(de)(de)(de)(de)(de)熱效率(lv)。如(ru)上(shang)所(suo)(suo)(suo)述(shu)，設備費用(yong)(yong)小(xiao)(xiao)，有(you)些(xie)氣(qi)流(liu)(liu)干燥(zao)器(qi)可(ke)(ke)以(yi)完(wan)全(quan)(quan)沒有(you)傳(chuan)動(dong)部分，維修(xiu)及其他所(suo)(suo)(suo)需經費也很(hen)少。同(tong)時操作連(lian)續而(er)穩定，可(ke)(ke)以(yi)完(wan)全(quan)(quan)用(yong)(yong)自動(dong)控制、氣(qi)流(liu)(liu)干燥(zao)器(qi)所(suo)(suo)(suo)需的(de)(de)(de)(de)(de)操作人員也很(hen)少。
5、其他 由于全部粒子(zi)都漂浮在氣流中(zhong)，因此，如果在這個裝置的流程中(zhong)加上風力分(fen)(fen)級設備（包括機械分(fen)(fen)級設備），則單(dan)用這種流程就可以直接把大粒子(zi)小粒子(zi)分(fen)(fen)級捕集。
三、氣流干燥器的主要形式
直(zhi)管式氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器是較早的(de)(de)(de)(de)(de)機型，針對直(zhi)管氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器存在的(de)(de)(de)(de)(de)一些缺點，如設備高、氣固兩相的(de)(de)(de)(de)(de)相對速度逐漸(jian)降低、使(shi)用(yong)尚不(bu)(bu)夠(gou)廣泛、熱利(li)用(yong)率較低、物(wu)料(liao)(liao)(liao)易(yi)粉碎等(deng)。近年來開(kai)發(fa)出不(bu)(bu)少新型的(de)(de)(de)(de)(de)氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)設備。如容積(ji)小，干燥(zao)速率高的(de)(de)(de)(de)(de)旋風氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器，充分利(li)用(yong)顆粒的(de)(de)(de)(de)(de)變速以強化干燥(zao)過程的(de)(de)(de)(de)(de)脈沖氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器，能(neng)夠(gou)干燥(zao)膏狀(zhuang)(zhuang)物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)強化氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器，能(neng)夠(gou)干燥(zao)易(yi)氧化物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)短管氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器，能(neng)保護晶(jing)體不(bu)(bu)被破碎的(de)(de)(de)(de)(de)低速氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器，能(neng)干燥(zao)漿狀(zhuang)(zhuang)物(wu)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)(de)噴霧氣流(liu)(liu)(liu)干燥(zao)器等(deng)。
