化工原理第七章-第五节概要课件.ppt

1、第第七七章章 干燥干燥Distillation一、常用对流干燥器简介一、常用对流干燥器简介二、干燥器的选用二、干燥器的选用第第五五节节 干燥设备干燥设备2022-11-16 干燥介质以热传导方式将热量传递给湿物料，使湿物料中的水分汽化得到干燥。如滚筒干燥器、真空耙式干燥器和冷冻干燥器。一、干燥设备的分类一、干燥设备的分类 干燥器的种类很多，以适应多种多样性的物料和产品规格的不同要求。干燥器通常按加热的方式来分类：1 1对流干燥器对流干燥器 干燥介质以对流方式将热量直接传递给湿物料，并将湿物料中的湿分带出。如：厢式干燥器、洞道干燥器、气流干燥器、转筒干燥器和喷雾干燥器。2 2传导干燥器传导干燥器

2、2022-11-16 利用热辐射或电磁波将湿物料加热而干燥。如红外线干燥器、微波干燥器。下面对化工生产中常用的几种干燥器进行简介。图1 厢式干燥器1空气进口；2空气出口；3风机；4电动机；5加热器；6挡板；7盘架；8移动轮3辐射或介电加热干燥器辐射或介电加热干燥器2022-11-16 厢式干燥器是一种间歇式的多功能干燥器，可以同时干燥不同的物料。一般为常压操作，也有在真空下操作的。图1为厢式干燥器的示意图。新鲜空气由入口进入干燥器与吸湿以后的空气混合后进入风扇，由风扇出来的空气一部分作为废气由空气出口放空，大部分经加热器加热后沿挡板均匀地在各浅盘内的物料上方掠过，对物料干燥。增湿降温后的空气与

3、入口进来新鲜空气混合，再次进入风扇。被干燥的物料放在盘架上，分批地放入，干燥结束后成批的取出，例如用小车推进推出。1 1、厢式干燥器、厢式干燥器 二、常用干燥器简介二、常用干燥器简介2022-11-16 这种设备的优点是结构简单，设备投资少，适应性强。缺点是劳动强度大，热利用率低，产品质量不均匀。这种设备主要适用于小规模、多品种、干燥条件变动大的场合。2022-11-16 洞道式干燥器是由厢式干燥器发展而来，以适应大量生产的要求。将厢式干燥器的间歇操作发展为了连续或半连续的操作。如图2所示。干燥器为一较长的通道，其中铺设铁轨，盛有物料的小车在铁轨上运行，空气连续的在洞道内被加热并强制地流过物料

4、，小车可连续或半连续（隔一段时间运动一段距离）地移动，在洞道内物料和热空气接触而被干燥。洞道干燥器适用于处理量大，干燥时间长的物料。2 2、洞道式干燥器、洞道式干燥器2022-11-16 图2 洞道式干燥器1加热器；2风扇；3装料车；4排气口2022-11-16 滚筒干燥器是一种间接加热的连续干燥器，属于热传导干燥器。图3所示为一双滚筒干燥器，两滚筒的旋转方向相反，部分表面浸在料槽中，从料槽中转出的滚筒表面粘上了一薄层料浆，加热蒸汽通入筒内，经筒壁的热传导，使物料中的水分蒸发。水汽和夹带的粉尘由上方的排气罩排出，被干燥的物料在滚筒的外侧用刮刀刮下，经螺旋输送器推出而收集。3 3、滚筒式干燥器、

5、滚筒式干燥器2022-11-16 图3 滚筒干燥器1外壳；2滚筒；3刮刀2022-11-16滚筒干燥器适用于悬浮液、溶液和稀糊状等流动性物料的干燥，不适用于含水量过低的热敏性物料。滚筒干燥器的优点是干燥过程连续化，劳动强度低，设备紧凑，投资小、清洗方便。缺点是物料易受到过热，筒体外壁的加工要求较高，操作过程中由于粉尘飞扬而使操作环境恶化。2022-11-16 气流干燥是气流输送技术在干燥中的一种应用。气流干燥器利用高速热空气流使散粒状湿料被吹起，并悬浮于其中，在气流输送过程中对物料进行干燥，如图4所示。气流干燥器的主体是干燥管，干燥管的基本方式为直立等径的长管，干燥管下部有笼式破碎机，其作用是

6、对加料器送来的块状物料进行破碎。对于散粒状湿物料，不必使用破碎机。高速的热空气由底部进入，物料在干燥管中被高速上升的热气流分散并呈悬浮状，与热气流并流向上运动，湿物料在被输送过程中被干燥。干燥后的产品由下部收集，湿空气经袋式过滤器收回粉尘后排出。4 4、气流式干燥器、气流式干燥器2022-11-16 图4 气流干燥器2022-11-16 气流干燥器的主要优点有：干燥速率快，干燥时间短，从湿物料投入到产品排出，只需12秒。由于热风和湿物料并流操作，即使热空气温度高达700800，而产品温度不超过7090，所以适宜干燥热敏性和低熔点的物料。干燥器结构简单，占地面积小。缺点是：由于流速大，压力损失大

7、，物料颗粒有一定的磨损，对晶体有一定要求的物料不适用。气流干燥器适宜处理含非结合水及结块不严重又不怕磨损的粒状物料。对于黏性和膏状物料，采用干料返混的方法和适宜的加料装置，也可正常操作。2022-11-16 喷雾干燥器是一种处理液体物料的干燥设备，是用喷雾器将物料喷成细雾，分散在热气流中，使水分迅速汽化而达到干燥目的。图5为喷雾干燥流程图，浆料由高压泵压至干燥器顶部的压力喷嘴，喷成雾状液滴，与热空气混合后并流向下，气流作螺旋形流动旋转下降，液滴在接触干燥室内壁前已经完成干燥过程，成为微粒或细粉落到干燥器底部。产品随气体进入旋风分离器中而被分出，废气经风机排出。5 5、喷雾式干燥器、喷雾式干燥器

8、2022-11-16 图5 喷雾干燥流程图1燃烧炉；2空气分布器；3压力式喷头；4干燥塔；5旋风分离器；6风机2022-11-16 喷雾干燥器广泛应用于化工、医药、食品等工业生产中，特别适用于热敏性物料的干燥。它的主要优点有：由于液滴直径小，气液接触面积大，扰动剧烈，干燥过程极快，干燥完成后，物料表面温度仍接近于湿球温度，非常适宜处理热敏性的物料。喷雾干燥可直接由液态物料获得产品，省去了蒸发、结晶、过滤、粉碎等多种工序。能得到迅溶的粉末和空心细颗粒。其缺点是：干燥器体积大，单位产品热量消耗高。机械能消耗大。2022-11-16 沸腾床干燥器是流态化原理在干燥中的应用。在沸腾床干燥器中，颗粒在热

9、气流中上下翻动，彼此碰撞和混合，气、固间进行传热和传质，以达到干燥目的。图6所示为单层圆筒沸腾床干燥器。散粒物料由床侧加料口加入，热风通过多孔气体分布板由底部进入床层同物料接触，只要热风气速保持在一定的范围，颗粒即能在床层内悬浮，并作上下翻动，在于热风接触过程中使物料得到干燥。干燥后的颗粒由床的另一侧出料管卸出，废气由顶部排出，经气固分离设备后放空。6 6、沸腾床干燥器、沸腾床干燥器2022-11-16 图6 单层圆筒沸腾床干燥器2022-11-16 在单层圆筒沸腾床干燥器中，由于床层中的颗粒的不规则运动，引起返混和短路现象，使得每个颗粒的停留时间是不相同的，这会使产品质量不均匀。为此，可采用

10、多层沸腾床干燥器和卧式多室沸腾床干燥器。多层沸腾床干燥器，物料由上面第一层加入，热风由底层吹入，在床内进行逆向接触。颗粒由上一层经溢流管流入下一层，颗粒在每一层内可以互相混合，但层与层之间不互混，经干燥后由下一层卸出。热风自下而上通过各层由顶部排出。2022-11-16 为了减小气体的流动阻力和保证操作的稳定性，国内在化纤、塑料和制药等行业已广泛地采用卧式多室沸腾床干燥器。它是在长方形床层中，沿垂直于颗粒流动方向，安装若干垂直挡板，分隔为几个室，挡板下端距多孔分布板有一定距离，物料可以逐室流动，不致完全混合。这样，颗粒的停留时间分布较均匀，以防止未干颗粒排出。流化床干燥器的主要优点有：传热、传

11、质效率高，处理能力大；物料停留时间短，有利于处理热敏性物料；设备简单，可动部件少，操作稳定。缺点是对物料的形状和粒度有限制。2022-11-16 冷冻真空干燥是将物料冷冻到冰点以下，并置于高度真空环境下，水分直接由固态冰升华而被除去。因冷冻升华所需的热量是通过传导方式供给的，所以冷冻干燥属传导加热的真空干燥。7、冷冻真空干燥器、冷冻真空干燥器2022-11-16 冷冻真空干燥的优点是，干燥后物料能保持原有的化学组成与物理性质并且其热能的消耗比其他干燥方法少，这是因为在真空下冰的升华温度很低，所以室温或稍高温度的液体或气体就可作为载热体，且具有足够的传热推动力。冷冻真空干燥器的外壁一般不需要绝热

12、保温。冷冻真空干燥的缺点是设备投资费用高，动力消耗大，干燥速率慢。由于有以上这些缺点，所以冷冻干燥除特殊情况外未获广泛应用，目前主要用于食品和医药工业。2022-11-16 根据波长不同，红外线分为两个区域，波长在0.755.6m的称近红外，在5.61000m区域的为远红外。用近红外灯作为加热元件的干燥方法称为近红外干燥。由于一般物料对红外线的吸收光谱大多位于远红外区域，故近红外干燥，效率低，干燥时间长，耗能大。8、红外线干燥器、红外线干燥器 红外线干燥是利用红外辐射元件发射出来的红外线对物料进行直接加热的一种干燥方法。红外线投射到被干燥的物体上，被物体吸收转变为热使湿分汽化。2022-11-

13、16 用远红外辐射元件对物料进行加热干燥就称为远红外干燥。有很多物料，特别是有机物、高分子材料等在远红外区域有很宽的吸收带，所以远红外特别适合用于上述物料的干燥。远红外干燥具有干燥速度快、干燥质量好、能量利用率高等优点。因红外线穿透到物料深层内部比较困难，所以红外线干燥器主要用于薄层物料的干燥。2022-11-16 微波干燥是在微波理论及微波管成就的基础上发展起来的一门技术。微波是指频率为300MHz到300GHz，波长为1mm到1m之间的电磁波。微波是一种高频交变电场。在高频交变电场中，湿物料中的水分会随着电场方向的变换而转动，在此过程中，水分子之间会产生剧烈的碰撞与摩擦，部分能量转换成热能

14、，所以能使湿物料中的水分获得热量而汽化，从而使物料得到干燥。微波干燥已在食品、皮革等行业中获得了一定的应用。9、微波干燥器、微波干燥器 微波干燥具有如下优点：加热迅速，干燥速度快。热效率高，控制灵敏，操作方便。产品含水量均一，质量稳定。2022-11-16 3生产能力生产能力不同，于燥方法也不尽相同。例如当干燥大量浆液时可采用喷雾于燥器，而生产能力低时可用滚筒干燥器。三、干燥器的选型三、干燥器的选型通常，干燥器选型应考虑以下各项因素：1产品的质量例如在医药工业中许多产品要求无菌，避免高温分解，此时干燥器的选型主要从保证质量上考虑，其次才考虑经济性等问题。2物料的特性物料的特性不同，采用的于燥方法也不同。物料的特性包括物料形状、含水量、水分结合方式、热敏性等。例如对于散粒状物料，多选用气流干燥器和沸腾床干燥器。2022-11-16 另外，根据干燥过程的特点和要求，还可采用组合式的干燥器。例如，对于最终含水量要求较高的可采用气流沸腾干燥器；对于膏状物料，可采用滚筒气流干燥器。4劳动条件某些干燥器虽然经济适用，但劳动强度大、条件差，且生产不能连续化。这样的干燥器特别不适宜处理高温有毒，粉尘多的物料。5经济性在符合上述要求下，应使干燥器的设备费和操作费用为最低。6其它要求例如设备的制造、维修、操作及设备尺寸是否受到限制等。2022-11-16