近代幹燥器開始使用的是間歇操作的固定床式幹燥器。19世紀中葉,洞道式幹燥器的使用,標誌著幹燥器由間歇操作向連續操作方向的發展。大多數工業產品均在某個生產階段需要幹燥處理,物料需要有特定的濕含量以便加工、成型或造粒 。幹燥器可按操作過程、操作壓力、加熱方式濕物料運動方式或結構等不同特征分類。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器是指一種通過加熱使物料中的濕分(一般指水分或其他可揮發性液體成分)汽化逸出,以獲得規定濕含量的固體物料的機械設備,是一種實現物料幹燥過程的機械設備。 分類 美國威爾克森WILKERSON幹燥器可按操作過程、操作壓力、加熱方式濕物料運動方式或結構等不同特征分類。 按操作過程分類 按操作過程,幹燥器分為間歇式(分批操作)和連續式兩類。 按操作壓力分類 按操作壓力,美國威爾克森WILKERSON幹燥器分為常壓幹燥器和真空幹燥器兩類,在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速幹燥過程,且可降低濕分沸點和物料幹燥溫度,蒸汽不易外泄,所以,真空幹燥器適用於幹燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合。 按加熱方式分類 按加熱方式,美國威爾克森WILKERSON幹燥器分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式幹燥器又稱直接幹燥器,是利用熱的幹燥介質與濕物料直接接觸,以對流方式傳遞熱量,並將生成的蒸汽帶走;傳導式幹燥器又稱間接式幹燥器,它利用傳導方式由熱源通過金屬間壁向濕物料傳遞熱量,生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設置的低溫冷凝器表麵冷凝等方法移去。這類美國威爾克森WILKERSON幹燥器不使用幹燥介質,熱效率較高,產品不受汙染,但幹燥能力受金屬壁傳熱麵積的限製,結構也較複雜,常在真空下操作;輻射式幹燥器是利用各種輻射器發射出一定波長範圍的電磁波,被濕物料表麵有選擇地吸收後轉變為熱量進行幹燥;介電式幹燥器是利用高頻電場作用,使濕物料內部發生熱效應進行幹燥。 按濕物料的運動方式分類 按濕物料的運動方式,美國威爾克森WILKERSON幹燥器可分為固定床式、攪動式、噴霧式和組合式;按結構,幹燥器可分為廂式幹燥器、輸送機式幹燥器、滾筒式幹燥器、立式幹燥器、機械攪拌式幹燥器、回轉式幹燥器、流化床式幹燥器、氣流式幹燥器、振動式幹燥器、噴霧式幹燥器以及組合式幹燥器等多種。 根據供熱方式分類 對濕物料進行幹燥的設備。各種生產過程需經幹燥處理的物料是多種多樣的,對幹燥的要求也各不相同,因此美國威爾克森WILKERSON幹燥器種類繁多,根據供熱方式,有以下四類: 1 對流幹燥器 應用zui廣的一類幹燥器,包括流化幹燥器、氣流幹燥器、廂式幹燥器、噴霧幹燥器、隧道式幹燥器等。此類美國威爾克森WILKERSON幹燥器的主要特點是:①熱氣流和固體直接接觸,熱量以對流傳熱方式由熱氣流傳給濕固體,所產生的水汽由氣流帶走;②熱氣流溫度可提高到普通金屬材料所能耐受的zui高溫度(約730℃),在高溫下輻射傳熱將成為主要的傳熱方式,並可達到很高的熱量利用率;③氣流的濕度對幹燥速率和產品的zui終含水量有影響;④使用低溫氣流時,通常需對氣流先作減濕處理;⑤汽化單位質量水分的能耗較傳導式幹燥器高,zui終產品含水量較低時尤甚;⑥需要大量熱氣流以保證水分汽化所需的熱量,如果被幹燥物料的粒徑很小,則除塵裝置龐大而耗資較多;⑦宜在接近常壓條件下操作。 2 傳導幹燥器 包括螺旋輸送美國威爾克森WILKERSON幹燥器、滾筒幹燥器、真空耙式幹燥器、冷凍幹燥器等,這一類幹燥器的主要特點是:①熱量通過器壁(通常是金屬壁),以熱傳導方式傳給濕物料;②物料的表麵溫度可以從低於冰點(冷凍幹燥時)到330℃;③便於在減壓和惰性氣氛下操作,揮發的溶劑可回收。常用於易氧化、易分解物料的幹燥,亦適用於處理粉狀物料。 3 輻射幹燥器 通過輻射傳熱,將濕物料加熱進行幹燥。電加熱輻射幹燥器用紅外線燈泡照射被幹燥物料,使物料溫度升高而幹燥。煤氣加熱幹燥器則燃燒煤氣將金屬或陶瓷輻射板加熱到400~500℃,使之產生紅外線,用以加熱被幹燥的物料。輻射幹燥器生產強度大,設備緊湊,使用靈活,但能量消耗較大。適用於幹燥表麵大而薄的物料,如塑料、布匹、木材、塗漆製品等。 4 介電幹燥器 將被幹燥物料置於高頻電場內,利用高頻電場的交變作用將物體加熱進行幹燥。這種加熱的特點是物料中含水量越高的部位,獲得的熱量越多。由於物料內部的含水量比表麵高,因此物料內部獲得的能量較多,物料內部溫度高於表麵溫度,從而使溫度梯度和水分擴散方向一致,可以加快水的汽化,縮短幹燥時間,這種美國威爾克森WILKERSON幹燥器特別適用於幹燥過程中容易結殼以及內部的水分難以去盡的物料(如皮革)。介電加熱幹燥的電能消耗很大,目前主要應用於食品及輕工生產。進行美國威爾克森WILKERSON幹燥器的設計計算,首先必須選擇合適的幹燥器類型。目前幹燥器的選型還帶有很大的經驗性,主要應當考慮以下幾個方麵:①物料和產品的特點,例如物料的形態(如漿狀、糊狀、粉末、塊粒、薄片等),固體顆粒的粒度和強度,初始含水量和水分的存在形式,物料是否有毒、易燃、易氧化,產品要求的zui終含水量,產品是否允許稍有汙染,形體是否允許稍有改變,產品的zui高允許溫度和產品的價格等。②與生產過程有關的條件,例如處理的物料量,幹燥的前處理與後處理情況,揮發的溶劑,是否回收等。③幹燥器的操作性能和經濟指標。經過上述幾方麵的綜合考慮,對各類幹燥器進行比較篩選後,一般隻剩下為數不多的幾種幹燥器,然後進行小試,尋找zui適宜的操作參數及結構參數,zui後根據設備價格和小試情況,決定采用何種幹燥器。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的概述: 被幹燥物料的特點 形狀:有板狀、塊狀、片狀、針狀、纖維狀、粒狀、粉 狀,膏糊狀甚至液狀等 結構:多孔疏鬆型,緊密型 耐熱性:熱敏性 結塊:易粘結成塊的濕物料在幹燥過程中能逐步分散,散粒性很好的濕物料在幹燥過程中可能會嚴重結塊 對產品的要求 幹燥程度:脫除表麵水分,結合水分甚至結晶水分。要求的平均濕含量和幹燥均勻性。對粉塵及產品的回收要求,允許的zui高幹燥溫度。 外觀:產品的粒度分布,一定的晶型和光澤,不開裂變形等。 幹燥時間: 幾秒 幾小時 幾天 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的選型: 幹燥器的選型應考慮以下因素: (1) 保證物料的幹燥質量,幹燥均勻,不發生變質,保持晶形完整,不發生龜裂變形; (2) 幹燥速率快,幹燥時間短,單位體積幹燥器汽化水分量大,能做到小設備大生產; (3) 能量消耗低,熱效率高,動力消耗低; (4) 幹燥工藝簡單,設備投資小,操作穩定,控製靈活,勞動條件好,汙染環境小。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的選擇: (1)在處理液態物料時,所選擇的設備通常限於噴霧幹燥器、轉鼓幹燥器和攪拌間歇真空幹燥器。 (2)在溶劑回收、易燃、有致毒危險或需要限製溫度時,真空操作更可取。 (3)對於吸濕性物料或臨界含水量高的難於幹燥的物料,應選擇幹燥時間長的幹燥器,而臨界含水量低的易於幹燥的物料及對溫度比較敏感的熱敏性物料,則可選用幹燥時間短的幹燥器,如氣流幹燥器、噴霧幹燥器。 (4)處理量小,宜選用廂式幹燥器等間歇操作的幹燥器,處理量大的,連續幹燥器更適宜些。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的選擇步驟: 首先是根據濕物料的形態、幹燥特性、產品的要求、處理量和以及所采用的熱源為出發點,進行幹燥實驗。 確定幹燥動力學和傳遞特性,確定幹燥設備的工藝尺寸。 結合環境要求,選擇出適宜的幹燥器型式。 若幾種幹燥器同時適用時,要進行成本核算及方案比較,選擇其中zui者。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的注意事項: (1)幹燥劑不可放得太多,以免沾汙坩堝底部。 (2)搬移幹燥器時,要用雙手拿著,用大拇指緊緊按住蓋子。 (3)打開幹燥器時,不能往上掀蓋,應用左手按住幹燥器,右手小心地把蓋子稍微推開,等冷空氣徐徐進入後,才能*推開,蓋子必須仰放在桌子上。 (4)不可將太熱的物體放入幹燥器中。 (5)有時較熱的物體放入幹燥器中後,空氣受熱膨脹會把蓋子頂起來,為了防止蓋子被打翻,應當用手按住,不時把蓋子稍微推開。 (6)灼燒或烘幹後的坩堝和沉澱,在幹燥器內不宜放置過久,否則會因吸收一些水分而使質量略有增加。 (7)變色矽膠幹燥時為藍色,受潮後變粉紅色。可以在120℃烘受潮的矽膠待其變藍後反複使用,直至破碎不能用為止。 美國威爾克森WILKERSON幹燥器的應用: 幹燥過程需要消耗大量熱能,為了節省能量,某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發,再在美國威爾克森WILKERSON幹燥器內幹燥,以得到幹的固體。 幹燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在製作木模、木器前的幹燥可以防止製品變形,陶瓷坯料在煆燒前的幹燥可以防止成品龜裂。另外幹燥後的物料也便於運輸和貯存,如將收獲的糧食幹燥到一定濕含量以下,以防黴變。由於自然幹燥遠不能滿足生產發展的需要,各種機械化幹燥器越來越廣泛地得到應用。 在幹燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞,保證物料表麵濕分蒸汽分壓(濃度)高於外部空間中的濕分蒸汽分壓,保證熱源溫度高於物料溫度。 熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料,使物料表麵濕分汽化並逸散到外部空間,從而在物料表麵和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表麵擴散並汽化,使物料濕含量不斷降低,逐步完成物料整體的幹燥。 物料的幹燥速率取決於表麵汽化速率和內部濕分的擴散速率。通常幹燥前期的幹燥速率受表麵汽化速率控製;而後,隻要幹燥的外部條件不變,物料的幹燥速率和表麵溫度即保持穩定,這個階段稱為恒速幹燥階段;當物料濕含量降低到某一程度,內部濕分向表麵的擴散速率降低,並小於表麵汽化速率時,幹燥速率即主要由內部擴散速率決定,並隨濕含量的降低而不斷降低,這個階段稱為降速幹燥階段。 |