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1、枯燥设备选型说明枯燥是很多行业生产流程中重要的和不行少的一个环节，枯燥设备的选型合理和使用好坏直接影响到产品质量、生产效率、生产本钱、能源消耗、人员劳动强度等指标，由于枯燥方法和枯燥设备多种多样，同一种物料有多种枯燥方式，可使用多种类型的枯燥设备，同一种枯燥设备又能枯燥多种物料，因此，枯燥设备的合理选型和正确使用是格外刚要的。为了便于用户选择一种抱负的枯燥设备，在此对一些相关问题作个简要说明。枯燥方法枯燥就是从各种物料中去除湿分的过程，各种物料可以是固体、液体或气体，固体又可分大块料、纤维料、颗粒料、细粉料等等，而湿分一般是物料中的水分，也可以是其它溶剂。在此以水分为对象。枯燥方法有三类：（1
2、） 机械脱水法机械脱水法就是通过对物料加压的方式，将其中一局部水分挤出。常用的有压榨、沉降、过滤、离心分别等方法。机械脱水法只能除去物料中局部自由水分，结合水分仍残留在物料中，因此，物料经机械脱水后物料含水率仍旧很高，一般为 4060。但机械脱水法是一种最经济的方法。（2） 加热枯燥法也就是我们常说的枯燥，它利用热能加热物料，气化物料中的水分。除去物料中的水分需要消耗肯定的热能。通常是利用空气来枯燥物料，空气预先被加热送入枯燥器，将热量传递给物料，气化物料中的水分，形成水蒸汽，并随空气带出枯燥器。物料经过加热枯燥，能够除去物料中的结合水分，到达产品或原料所要求的含水率。（3） 化学除湿法是利用
3、吸湿剂除去气体、液体、固体物料中的少量水分，由于吸湿剂的除湿力量有限，仅用于除去物料中的微量水分。因此生产中应用很少。在实际生产过程中，对于高湿物料一般均尽可能先用机械脱水法去除大量的自由水分，之后再实行其它枯燥方式进展枯燥。物料与水分的结合方式依据物料中所含水分去除的难易程度分为以下两种：（1） 、非结合水分：非结合水分包括存在于物料外表的润湿水、孔隙水等物料与水分直接接触时，被物料吸取的水分。由于与物料的结合强度小，故易于去除。3（2） 、结合水分：包括物料细胞或纤维管璧及毛细管中所含的水分。这种水分又可细分为化学结合水、物理化学结合水和机械结合水。其中，化学结合水主要包括结晶水，结合强度
4、大，故难以去除，脱去结晶水的过程不属于枯燥过程；物理化学结合水包括吸附、渗透和构造的水分，吸附水与物料的结合最强，水分既可被物料的外外表吸附，也可吸附于物料的内部外表，在吸附水分结合时有热量放出，脱去时则需吸取热量，渗透水分与物料的结合是由于物料组织壁的内外溶解物的浓度有差异而产生的渗透压所造成，结合强度相对弱小，构造水分存在于物料组织内部，在胶体形成时将水结合在内，此类水分的离解可由蒸发、外压或组织的破坏；机械结合水分包括有毛细管水分等，毛细管水分存在于纤维或微小颗粒成团的湿物料中，它与物料的结合强度较弱。含结合水分的物料称为吸水物料，如：木材、粮食、皮革、纤维及其织物、纸张、合成树脂颗粒等
5、。仅含有非结合水分的物料，称为非吸水性物料，如铸造用型砂、各种结晶颗粒等。就枯燥的难易来说，非吸水性物料要比吸水性物料简洁枯燥得多。物料的结晶水为化学结合水，枯燥过程一般是不能去除结晶水的。不同构造的水分的结合能大约为 1003000J/mol。物料和水分的不同结合形式，使排解水分消耗的能量不同， 这就说明枯燥所需要的热能也不一样。依据物料在肯定的枯燥条件下，其水分能否用枯燥方法除处可分为平衡水分和自由水分。在生活中，常会遇到一些物料在湿度较大的空气中“返潮“的现象，而这些返潮的物料在干空气中又会回复其“枯燥“状态。不管“返潮“或“枯燥“过程，进展到肯定限度后，物料中的含水量必将趋于肯定值，此
6、值即称为在此空气状态下的平衡水分。物料中所含的大于平衡水分的那一部水分，可以在枯燥过程中从湿物料中去除，称之自由水分。湿物料的枯燥过程1、湿物料的枯燥过程枯燥的条件为枯燥介质通常为热空气的流淌速度、湿度和温度。当热空气从湿物料外表稳定地流过时，由于空气的温度高，物料的温度低， 因此空气与物料之间存在着传热推动力，空气以对流的方式把热量传递给物料，物料承受了这项热量，用来气化其中的水分，并不断地被气流带走，而物料的湿含量不断下降。当物料的湿含量下降到平衡水分时，枯燥过程完毕。物料枯燥过程中，存在着传热和传质两个相互的过程，所谓传热就是热空气将热量传递给物料，用于气化其中的水分并加热物料，传质就是
7、物料中的水分蒸发并迁移到热空气中，使物料水分渐渐降低，得到枯燥。2、枯燥过程的特点在枯燥过程中，由于物料总是具有肯定的几何尺寸大小，即使是很细的粉料， 从微观也可看成是有肯定尺寸的颗粒，实际上上述传热传质过程在热气流与物料颗粒之间和物料颗粒内部的机理是不一样的，在枯燥理论上就将传热传质过程分为热气流与物料外表的传热传质过程和物料内部的传热传质过程。由于这两种过程的不同而影响了物料的枯燥过程，两者在不同枯燥阶段起着不同的主导和约束作用，这就导致了一般湿物料枯燥时前一阶段总是以较快且稳定的速度进展，而后一阶段则是以越来越慢的速度进展，所以我们就将枯燥过程分为等速枯燥阶段和降速枯燥阶段。（1） 等速
8、枯燥阶段在等速枯燥段内，物料内部水分集中至外表的速度，可以使物料外表保持着充分的潮湿，即外表的湿含量大于枯燥介质的最大吸湿力量，所以枯燥速度取决于外表气化速度。换句话说，等速段是受气化把握的阶段。由于枯燥条件气流温度、湿度、速度根本保持不变，所以枯燥脱水速度也根本全都，故称为等速枯燥阶段，此一阶段热气流与物料外表之间的传热传质过程起着主导作用。因此，提高气流速度和温度，降低空气湿度就都有利于提高等速阶段的枯燥速度。等速阶段物料吸取的热量几乎全部都用于蒸发水分，物料很少升温，故热效率很高。可以说等速段内的脱水是较简洁的，所去除的水分，纯属非结合水分。（2） 降速枯燥阶段随着物料的水分含量不断降低
9、，物料内部水分的迁移速度小于物料外表的气化速度，枯燥过程受物料内部传热传质作用的制约，枯燥的速度越来越慢，此阶段称为降速枯燥阶段，有以下几个特点：降速段的枯燥速率与物料的湿含量有关，湿含量越低，枯燥速率越小。这是与等速段不同的第一个特点；降速段的枯燥速率与物料的厚度或直径很有关系，厚度越厚，枯燥速率越小。这是其次个特点；当降速阶段开头以后，由于枯燥速率渐渐减小，空气传给物料的热量，除作为气化水分用之外，尚有一局部将使物料的温度上升，直至最终接近于空气的温度。这是第三个特点；降速段的水分在物料内部进展气化，然后以蒸汽的形态集中至外表，所以降速阶段的枯燥速率完全取决于水分和蒸汽在物料内部的集中速度
10、。因此也把降速段称作内部集中把握阶段。这是第四个特点。在降速阶段，提高枯燥速度的关键不再是改善枯燥介质的条件，而是提高物料内部湿份集中速度的问题。提高物料的温度，减小物料的厚度都是很有效的方法。这是第五个特点。相对等速枯燥阶段，降速段的枯燥脱水要困难得多，能耗也要高得多。所以为了提高枯燥速度，降低能耗，保证产品品质，在生产工艺允许的状况下，应尽可能实行打散、裂开、切短等方法减小物料的几何尺寸，以有利于枯燥过程的进展。枯燥设备选型前需要确定的条件由于枯燥过程中湿物料的种类很多，枯燥特性又差异很大，所以需要不同类型的枯燥方法和设备。这样就带来了枯燥方法和设备的选型问题。假设选择不当，就必定会带来设
11、备投资过大，或操作费用上升，或产品质量不符合要求，在极端状况下乃至不能操作运行。所以，必需对选型问题赐予足够的重视。1、 物料性能及枯燥特性（1） 物料的形态大至成型的木材、陶瓷制品以及片状、纤维状、颗粒状、细粉状直至膏糊状和液体物料，都是工业上需要枯燥的物料。应选择枯燥机应首先依据物料的形态。（2） 物料的各种物理特性包括密度、堆密度、粒径分布、热容以及物料的粘附性能等。粘附性能的凹凸，对进出料和某些形式的枯燥机的工作有很大的影响，粘附严峻时枯燥过程无法进展。（3） 物料在枯燥过程中的特性包括受热的热敏性，有些物料在受热后会变色和分解变质。另外，枯燥过程中物料的收缩将使成型制品开裂或变形，从
12、而使产品品质降低甚至报废。（4） 物料与水分结合的状态它打算了枯燥的难易程度、能量消耗水平和在枯燥机内所需停留时间的长 短，这与选型有很大的关系。例如，对难枯燥的物料主要是赐予较长的停留时间，而不是强化枯燥的外部条件。2、 对枯燥产品的要求（1） 对枯燥产品形态的要求在某些状况下这一点显得特别重要。如在食品枯燥中，对产品几何外形的要求是能否使产品含水率到达枯燥要求的关键。再如象洗衣粉、染料等为利于速溶并避开粉尘飞扬，选择枯燥机时必需应用喷雾造粒装置。（2） 对枯燥均匀性的要求（3） 对产品的卫生的要求（4） 对产品的一些特别要求如对咖啡、香菇、蔬菜等物料的枯燥，要求产品能保持其特有的香味，故不
13、能承受高风温的快速枯燥。3、 湿物料含水量的波动状况及枯燥前的脱水进入枯燥机的物料含水率应尽可能避开较大的波动，假设含水量变大，将使枯燥机产量下降或枯燥产品达不到含水率要求，假设含水率变小，则出口排气温度上升，产品过度枯燥，不单会使枯燥机热效率下降，有时还会使产品温度上升，从而影响产品质量。对于高湿物料含水率 60以上，在枯燥前应尽可能应用机械脱水压滤、离心脱水等赐予预脱水。机械脱水的设备费用虽较高，但其操作费用之低廉是热风枯燥无法相比的。枯燥机选用需留意的问题枯燥机选择一般会涉及这样几个问题： 1、 物料形态枯燥设备选型主要是依据被枯燥物料的形态来确定，物料形态不仅打算其干燥方式，同时对枯燥
14、机的枯燥效率、枯燥质量、枯燥均匀性及进、出料装置等都有很大的影响，所以如工艺允许，对被枯燥的物料应尽可能实行粉碎、筛分、切短等预处理。因此枯燥设备不仅仅是一个选型的问题，还应当制定科学的枯燥工艺，才能到达满足的效果。2、 影响枯燥机生产力量的因素由于同种枯燥方法，枯燥脱水一公斤所消耗的热能根本全都，而枯燥机所配套热源热风炉、蒸汽散热器等容量也是肯定的，因此枯燥机的主要技术指标-枯燥力量往往以每小时的脱水量或最大脱水量为依据。此指标是在肯定条件下测定的， 如湿物料种类、初始含水率、最终含水率、热风温度、环境温湿度等。其中只要有一个条件发生变化，对枯燥机生产力量就都有影响，有时影响还较大。下面分别
15、说明。（1） 湿物料种类湿物料种类这里是指物料与水分的结合形式。湿物料可以分为毛细管多孔物料，水分主要靠毛细管力而结合在物料中，如砂子、二氧化硅、活性炭、素烧陶瓷等， 水分与物料的结合强度较小，枯燥较简洁；胶体物料，水分与物料的渗透结合形式占主导地位，如胶、面粉团等，这种物料一般表现粘度大，水分与物料的结合强度较大， 枯燥较困难；毛细管多孔胶体物料，则具有以上两类物质的性质，如泥煤、粘土、木材、织物、谷物、皮革等这类物料种类最多，但此类物料之间的水分结合形式也有差异， 打算了在同等条件下脱水的难易也不一样。物料的形态对枯燥也有很大的影响，如颗粒物料，颗粒大比颗粒小难枯燥， 而大块料，厚度小比厚度大简洁枯燥。（2） 湿物料含水率含水率湿含量是水分在湿物料总重中所占的百分率。 = 式中：W-水分重量； G-湿物料重量；G0-绝干物料重量。初始含水率是指进入枯燥机之前湿物料的含水量，通常是湿物料只要能在枯燥机内工作，初始含水率越高，枯燥机所表现出来的脱水力量就发挥得越充分。反过来说，初始含水率越高，最终含水率肯定时，枯燥机越能到达最大脱水力量，但出干料量反而下降。例如：某台枯燥机设计脱水力量为 100kg/h，当时始含水率为 40左右时， 干料产量为 200
