正航儀器技術(shù)整理氣流干燥概述

氣流干燥也稱“瞬間干燥”，是固體流態(tài)化中稀相輸送在干燥方面的應(yīng)用。該法是使加熱介質(zhì)(空氣、惰性氣體、燃?xì)饣蚱渌麩釟怏w)和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固體顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強(qiáng)化了傳熱傳質(zhì)過(guò)程。氣流干燥廣泛應(yīng)用于散狀物料的干燥單元操作。氣流干燥流程圖如圖2—1所示。

               圖2-1  氣流干燥基本流程圖

1-抽風(fēng)機(jī); 2-袋式除塵器; 3-排風(fēng)管; 4-旋風(fēng)除塵器; 5-干燥管; 6-螺旋加料器; 7-加熱器; 8-鼓風(fēng)機(jī)

1.1氣流干燥的特點(diǎn)

   (1)氣固兩相間傳熱傳質(zhì)的表面積大    固體顆粒在氣流中高度分散呈懸浮狀態(tài)，這樣，使氣固兩相之間的傳熱傳質(zhì)表面積大大增加。由于采用較高氣速(20-40m/s)，使得氣固兩相間的相對(duì)速度也較高，不僅使氣固兩相具有較大的傳熱面積，而且體積傳熱系數(shù)ha也相當(dāng)高。普通直管氣流干燥器的ha為2300～7000W／(m3·K)，為一般回轉(zhuǎn)干燥器的20～30倍。

    由于固體顆粒在氣流中高度分散，使得物料的臨界濕含量大大下降。例如，平均直徑為100mm的合成樹(shù)脂，在進(jìn)行氣流干燥時(shí)，其臨界濕含量?jī)H為1％～2％；某些結(jié)晶鹽顆粒的臨界濕含量更低(0.3％～0.5％)。

(2)熱效率高、干燥時(shí)間短、處理量大    氣流干燥采用氣固兩相并流操作，這樣可以使用高溫的熱介質(zhì)進(jìn)行干燥，且物料的濕含量愈大，干燥介質(zhì)的溫度可以愈高。例如，干燥某些濾餅時(shí)，入口氣溫可達(dá)700℃以上；干燥煤時(shí)，入口氣溫650℃ ；干燥氧化硅膠體粉末時(shí)，人口氣溫384℃ ；干燥粘土?xí)r，入口氣溫525℃ ；干燥含水石膏時(shí)，入口氣溫可達(dá)400℃。而相應(yīng)的氣體出口溫度則較低，干燥某些濾餅時(shí)為120℃；干燥煤時(shí)為80℃；干燥氧化硅膠體粉末時(shí)為150℃；干燥粘土?xí)r為75℃；干燥含水石膏時(shí)為83℃左右。從上述情況可以看出，干燥氣體進(jìn)出口溫度差是很大的。物料干燥后的出口溫度約比氣體出口溫度低20～30℃。高溫干燥介質(zhì)的應(yīng)用可以提高氣固兩相間的傳熱傳質(zhì)速率，提高干燥器的熱效率。例如，干燥介質(zhì)溫度在400℃ 以上時(shí)，其干燥效率為60%～70%。

 氣流干燥的管長(zhǎng)一般為10～20m ，管內(nèi)氣速為20～40m/s，因此濕物料的干燥時(shí)間僅0.5～2s ，所以物料的干燥時(shí)間很短。

（3）氣流干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、體積小、生產(chǎn)能力大    工業(yè)氣流干燥器的體積可以下式計(jì)算

       V = q/hvΔtm                                (2-1)

式中，V為干燥器的體積，m3；q為熱流量，kJ/h； hv為單位干燥器體積傳熱系數(shù)，kW/(m3·K)；Δtm為進(jìn)出口氣固相的溫差，℃。

    由于氣固兩相并流，有些物料的氣流干燥進(jìn)口處氣固兩相的溫差可達(dá)400～500℃，故Δtm值很大，同時(shí)氣流干燥的體積傳熱系數(shù)值也很大，于是在所需求的熱量q值為某一定值時(shí)，氣流干燥管體積必定很小。換句話說(shuō)，體積很小的氣流干燥器可以處理很大量的濕物料。例如直徑為0.7m，長(zhǎng)為10～15m的垂直氣流管可以用來(lái)干燥25 t/h的煤，或15 t/h的硫銨。設(shè)備占地面積少。

    氣流干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，在整個(gè)氣流干燥系統(tǒng)中，除通風(fēng)機(jī)和加料器以外，別無(wú)其他轉(zhuǎn)動(dòng)部件，設(shè)備投資費(fèi)用較少。

  （4）操作方便    在氣流干燥系統(tǒng)中，把干燥、粉碎、篩分等單元過(guò)程聯(lián)合操作，流程簡(jiǎn)化并易于自動(dòng)控制。

  （5）氣流干燥的缺點(diǎn)    氣流干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力降較大，一般為3000～4000Pa，必須選用高壓或中壓通風(fēng)機(jī)，動(dòng)力消耗較大。氣流干燥所使用的氣速高，流量大，經(jīng)常需要選用尺寸大的旋風(fēng)分離器和袋式除塵器。

氣流干燥對(duì)于干燥載荷很敏感，固體物料輸送量過(guò)大時(shí)，氣流輸送就不能正常操作。