现代干燥技术 /Xian dai gan zao ji shu [2ban. ed.] 9787502593612, 7502593616 [PDF]

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本书第一版获中国石油和化工协会科技进步奖



现代干燥技术



潘永康王喜忠刘相东主编



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第 … 篇 介 Sff 迤 过



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第二版序



非常楽幸能有钒会为 《 现代亍嫉技术丨 … 书的餘订再版作序 ，我为此书在中国取得的巨大 成功而感到欣軎 ，众所调知. 坻 二十年来 千 的 研究开发工作在中国的发展几乎比世界任何



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地 方 都 要 广 泛 ，在超过 60 % 的商品的制造过程中



分新兴经济都对于煉技术的研究和应用给予 与设拓的发展领域6 作出了重大货献 *



干 煺是一项基本的操作 ， 世界范围内大部 密切关氹 * 实际上 ，中国的研究者们在干燥技术



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由于能源消耗世大和近些年来能源价格的待续上涨 ，对开发舡加高效的干煉系统的滿求也 将 上 升 * 这 种 新 的 F 雉系统也决定着干煽产品的质贵 ，这本书是专家们撰写的各荦内容集合而 成的优秀之作 • 介绍了太部分传统的和创新的 F 燥技术与干燥器 。 迓此这本书对学术界 c 学 生 、 教授等 ） 和工业畀工程师 径理人同样有益 它是任何与子燦有关的人桌上必备的参考著 作 ，这个修订的新版牟包含了対近年来工此相关的发展的综述 ，也提供了有关未来研究与开发



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的有价疽的想法 2 EKJ2 年 S 月 在 北 .庇 举 行 的 IDS2002 的巨大成功和中間干燦技术研 W 会的连续成功举行反 映 T 中闺亍燥技术和研究丹发的良好状态， 我相值，通过不渐的努力和让世界 M 好地了解中闰 的 成 就 中 闽能够引领时际十燦界的发展。区域性相国际性的干燦会议在世界各地的不噺召开 表 明 ；世拌 S 经 认 识 到 f 烛是值得研究与开发的 t 要的多学科领域 摄后 , 我恭贺编者和撰镝人 因为他们做了一项出色的工作 ，此书包含了极为广泛的干熾 研究和开发的成就 我 信 此 B 将对中网乃茔世界工业实践和效率的提梅产生决定性的影响 此书的出版将是中国干燫研究与开发历史上的又一成功之作 ，我衷心地向个人和图书馆等同类



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机构推荐此



Arun S* Mujumdar ( 新加坡国立大学机械工程系教授 1 2⑽7 年 S 月于新加坡



( 李建国译 }



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第二版前言



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t 现代干燦技术 》 自 19 祕年出版以来 ，受到了广大读 #的苒爱 ，特别是被许多干堞器制造 行业和用户单位的技木人设作为案头必备书箱 ，这 M 对我们 M 大 的 鼓 励 ，问时也对本书提出了 更萵的要求 近 儿 年 来 我围干燥器的制造技术取得 长足的进艘 、 T 燥器的应用领域大为拓 宽 、干垅技木搜域的研究水平明显提战 u 闼 此 ，10 年 前 编 写 的 《 现代 f 嫌技术 J 在内容和深 度 上 都 浓 遛 更 新 以 适 S 我网干煉技术及设辂制造和应用领域发埏的篮姐 ，在此背熳 F , 我们 决定对 《 现代干燥技术 S 书进行较大的 HHT , 为读奔提供 部新版的干燁技术 T 具书 • 《 现代干燥技术 》 第二版除基本上保持第一皈总体结构并保持秭发扬第 皈的优点和长处 外 ， 对书中的内容和资料进行了更新 ，如干嫌过程的基本原理 、新■ 干煉技术等内容都做了较 大的改动 并增加 些新知识 、 新技术的内容 ， 如纳米材料 燦 ，离版电场干燥 、析射窗干



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煳以及污泥干煺 、拥分析等内容 力求能较完幣地反映干燥技术领域的现状和发贱趋势 t 但限 丁 编者的水平 逍 漏和不足在所难免. M 铯读者批评彷止



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此次烽订 ，除部分新增内容特邀了一些新作 # 参与编写外



mu , 最后由潘永康 、王苺忠和刘相东负责全 ti 统稹和审a .



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原 贲节作者执笮



蚋后，我们对为本书的修汀作出努力的所有1友表示深切的谢意 • 由于他们的努力和支持



才使本书裼以面世 ,



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编者



20㈣ 年冬于北京



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F■是 一 种 占 老 而 通 用 的 操 作 * 从 农 业 . 食 品 、 化 工 啕 瓷 、 医 药 ，矿 产 加 3[ 到 制 浆 迪 细 ，木 材 加 rl 乎 所 冇 的 产 .业 都 右 干 煉 . F 煤 足 一 忡 离 能 耗 的 拗 作 ， 在 各 种 T 收 1



郤 门 总 能 耗 中 ， 干 燥 耗 能 从 4 % ( 化 学 工 业） 到 3 5 %



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造纸工业 h 发达弒家 * 如法国 、



英 国 、 瑞典等 ， 据 资 料 记 载 岛 达 a % 的 工 业 能 耗 甲 于 十 燥 方 间 . 发 展 中 ㈤ 家 自 抑 的 千 垛 蚝 能 较 低 * 舡 今[势 必 迅 猛 增 艮 * 我 认 为 埘 于 T 的 能 诂 与 一 个 国 家 的 生 活 水 f 存 往



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t开 始 关 注 井 认 识 到 干 煉 的 里 要 性 . 大 概 姶 T 1 9 7 8 年 作 加 隶 大 表 吉 尔 大 学 爿 开



的 每 两 年 次 的 国 际 干 嫌 会 议 UDSh 在 这 以 府，除 前 苏 联 以 外 ，几 乎 没 有 一 个 家 甙 围 将 干 燦 发 展 成 为 门 異 ili 的 多 学 科 领 域 挥 到 开 始 召 开 国 阽 干 煽 会 议 （IDS), 人 们



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我热切徐望这本书将促进中国 T燥技术的迸一歩发M。此书对工科学生



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授 、 干燥器设计者和工亚干燥设侪的使用者等均适用，它有劢于评价国际干燥技术及帮助苹新 者构思新工艺



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我向所存参与此项工作的人员 ，包括书籍出版存表示祝贺 * 因为它是中国 N 类书箝中的第



我本人确实为能参与此项工作而万分爯悦 * 一次1大的尝试，



Arun S. Mujumdar 1996 年 ID 月



( 李占勇译 1



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_ _ 第一版前言



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千燥是许多工业生产中的重要工艺过程之一 它直接影构到产品的性能 、形态、质址以及 过裎的能耗等 干燦技术的獲盖面较广 既涉及 杂的热 、 质传递机理 + 又与物系的特性 、处 裸规換等密切相关 * 最后体现從各种不同的设备结构及工艺 t 我 国 的 干 燥 技 术 ，柯以远 到 6UOO 年肪败始陶器制造及沿海晒盐等的干煉过 中 3 疰国 些现代的干规技术 （ 如喷雾干燥 、气流干燥及流化床干煉等 ） 在国内有关的工业生 以来 产 中 得 到 应 用 E 但迄今尚有在运行的 f 姝装迓有待 F技术钯新 ， 自 io 世纪 70 年代以来 国 内 F 燥技术的研究开发 ，设拣制遗及生产应用有了很大进展 随着科学技术迅猛发 以 及学科和 技术领域之间的交 X 、 渗透和生长 ，干燥技术亦出现了日新月译的不断进展 ，广大的科技工作 肴 热 切 # 望有一本能较全面反挟现代子燥技术的专著 作为 :T 作中的参考和启发， 经过多年的酝酿和组织，终于编視出版 f 这本 f 现代干燥技术 》 的宏著，本书的内容 盖 / T 拗过稈的基本服理 t 甚种不同的 F 煉方法及相应的设备装 S U 对一些有的最的新S 千煉技 术做 T 较全面的介绍 s， 在各个主要行收中的专用干燥过程 ；干燥装 S及系统中有关的一些工程 设计问题等 内容丰1T全 既 冇 具 体 的 实 际 内 容 • 乂反映 T f 燥技术的靳进展 对于广大的 钭技人员及商等院校的师生无疑是一本十分有益的专著， 本书是在潘永康教授和王霣忠教授的热心牵头下 , 花费了极大的挤力 ，耗时数年 * 组织了 全!130 多位资深的干煉专家 ，还邀箝了儿位国际 h 著名的专家，共闻编攒而成 ，此外涵得到 两内# 存关方面的大力支持 ■ 始克于成 . 本书的出版 足 我 H ， 相信这 将有肋于进一歩推动我闻干鑠技术及其工收生产的发展祺商 ，立足于世羿之林，并准备迎接笫 ] 3 域旧际于媒会议 f 《 I D 2002 年） 在中闻的举行,



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萧成基 1996 年丨I 月于北京



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第 4* 章 干 嫌 雜 的 加 料 及 排 料 裝 置 概述



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第 4 4 章 聚 合 物 千 嫌 ………… I 鼇连 2



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第 4S 章 煤 及 矿 裨 干 燥 - I 前 iT … ……… … + + i 煤 m 下燥器 2 1 M 转閲 r 嫌韪 •



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1.2 & ] 3 木材 ：L 2S I 3.1 f 嬝基准 I 2SB 3.2 T 规过科 ] 2b 3 3 水 軔 F M 缺 阬 及 Jtffl 防 …… 3* 4 木材存:干■过程中的诱发变色 1257 | i s 针財材的麗脂 r 嫌 ” 26 ” … … …| 1262 i 单板和木碎料 f 艤 ……" 4* 1 取 板 干 燥 … mz 4 2 刨花f …" … … … 1266 mo 1,3 木 初 #f m 对 掩 流 燥 … 蔡 # 文献 “ 1271 …………“ 彘



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第 43章 木 材 干 I 木材 1F#的基本理玱与知识 K]



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1365 1367 1370 y ?2 3 无犄式热城炉 n? 2 3.1 基本结构形式及H分类 3,2 典 KJE 符 式 热 玖 炉 的 姑 构 与 性 能 … 1 3 7 3 - 1379 3 3 尤 ff 式 热 域 炉 换 热 i十 算 * 'h



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第邱章千嫌过程的安金问题



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导热油加热式热风炉的系统构成



搰烟疾统设计



歧 H及 樓 风 设 各 的 分 类



第 49 隶干燦系统的控 I f嫌抟制系统概述 …



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常用翅片換热器



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附录



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中国现代干燥技术发展概况



中国的现代干燥技术是 20 世纪 50 年代逐渐发展起来的 a 迄今为止 ，常用的干燥设备，如 气流干燥 、 喷雾干燥 、流化床十燥 ，旋转闪蒸干燥 、 红外干燥 、 微波干燥 、 冷 冻 千 等 设 备 ， 我踔均能生产 ， 满足市杨供应 ，对予一些较新彻的干燥技术如冲击干燥 、 对撞流干燥 、 过热蒸 汽〒燦 、 脉动燃烧干燥 、热泵干燥等也都已开发研究 ，有的已工业化应用， 干燥技术的发展旣箱要工翁 实 践，也宙要学术研究 ，我国乎 1965 年 S 月由上海化学工业



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学会组织了华东六省一市干燥 过滤技术会议 ，以75 年 5 月由原化学工 .业部在南京组织召开了 第 届全国干燥会议 1986 年 10 月由中国化工学会在上海召开了第二届全同干燥会议，此后 W即年 9 月在大连 （ 此年组织成立了全国干燥组 ，第一任组长是李桢教授 ，第二任组长是王




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第2



干嫌阶段 料 的 平 衡 湿 分 及 物 料 对 温 度 的 敏 感 性，以 及 由 特 定 热 (降通干嫌阶段 > 源 可 荻 得 的 度极限等 ， m 第3 f 嫌阶段 物料的干燥特性与采用的干燥方法也有关* 这 神 二 特性通常用湿含 M 和时间函数表示 ，即 干 燥 曲 线 或 干 燥速中曲线表示 。 时间 2 定件地描述了吸水性物料的典樹干燥速率曲 m z 恒定 T 嫌 条 件 r的 ] 线 。在 第 干燥阶段干燥速率是常数 t 此时表面含有自 典窀子燦速肀曲线 , 由 水 分 当其完全汽化后 ， 湿 表 面 则 从 物 料 表 面 退 缩， 此时可能发生一些收缩。在此阶段 ，控制速率的是水蒸气穿过空气 湿分界面 （气膜 ） 的 扩 敗 ， 在 此 阶 段 的 后 期 湿 分 界 面 可 能 内 移，湿分格从物料内部因毛细赞力迁移到表曲％ 而干燥速率 仍可能为常数 当平均湿含羅达到临界湿含蛋 & 吋 ，进一步千燥会便表面出现千点。由于以 总的鞠料表面积来计算干燥速率1 故干燥速率卜降 * 虽然每苹位 M 物料表面的干煉速率仍为常 这 样 就 进 人 笫 2 干燥阶段或降速于燥阶段的笫 〗 段 ，即不饱和表面干燥阶段。此阶段进行 到液体的表面液胺金部蒸发干 + 这部分曲线为整个降速阶段的一部分。 在 迸 一 步 干 燥 时 （ 第 2 降 速 干 煥 阶 段 或 第 3 千 燥 阶 段 ） rfi 于内部和衷圈的湿度梯度 ，湿 分 通过钧料扩散至表面然后排除 t T 燥速率受到限制 a 此时热母先传至表面 T 再向物料内部传 递。由 子 干 湿 界 面 的 深 度 逐 渐 增 大 ，闹外部干区的热导率非常小，故干燥速率受热传导的影响 . 如装干物料具有相当高的密度和小的镦孔空隙体积， 加大 。 但是 ， 则千燥受导热的影响就不那



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而是受物料内部相当商的扩散阻力影响，干燥逨率受湿分从内部扩敗到表面 f 然后由表 固的传质所控制 在 此 阶 段 ，莱些由吸附而结合的湿分被排除 最后由于干煥降低了内部湿分 B



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的 浓 度 ，湿 分 的 内 部 迁 移 速 率 降 低，千



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下 降 it 以 前 更 快 。在 物 料 的 湿 含 M降至与气相湿



度 相 应 的 乎 衡 值 X 时 ， 干 燥 就 停 止， 在 实 践 中，最初的原料可能具有褪高的湿含聚，而产品可能也要求较高的残留湿含 M , 那 么 整 个 干 燥 过 程 可 能 均 处 于 等 速 阶 段 。然 而 在 大 多 数 情 况 下 ，两 种 阶 段 均 存 在 并 对 难 干 物 料 而言 大部分干燥是在降速阶段进行的 如物料的初始湿含 M 相当低且要求鏺终湿含 t 极低 T



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则降速阶段就很 要 ，干 燥 时 间 就 很 长。空气速度 、 温 度 、湿度 、物料厚度及床层深度对传热 速 率 C 也 即 对 等 速 干 燥 阶 段 ） 全 怖 很1[ 要 ，当扩敗速率是控制因素时 ， 在 降速阶段 ，干燦速 率则随钧料厚度的平方变化 ，特 别 当 笛 要 很 的 f 燥时间以获得低的湿含撤时 ，用搅拌 、振动 等方法，使 湿 粉 料 顆 粒 化 、降低切片厚度或在穿流干燥器中采用薄层将有利于降速干燥过程 。 了解采用一定千燥方法时物料的干燥性能在于燥器设计中是极里要的 s 通常芾经试验才能 获 得 这 种 干 燥 性 能。 3 3 干燥器的分类和选择



3.3.1



概 死 除 少 数 堉 况 外 . 现今大多数工业产品均在某个生产阶段葙作干燥处理 。 物 料 耑 要 有 特 定 的 湿 含 fi 以 便 加 工 、 成 型 或 造 粒 在陶瓷和冶金加工中，产品总是必霈加热到很高的



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温度 。在进人燃烧炉之前在低溻下作预〒燥对节能是有利的。过度干燥是一种浪费 t 不 仅 消 耗 史 多 热 能 ，而 且 过 干 燥 经 常 导 致 产 品 降 质，如在纸和木材干燥时即如此。对采用的千燥方法 ， 应 考 察 干 燥 中 的 节 能 和 保 证 产 品 质 置 的 措 施 • 热力干燥在颜料和染料制造中是一个极重要的阶 段，许 多 无 机 顔 料 和 有 机 染 料 是 热 敏 性 的 。 干 燥 时 的 时 间 温 度 关 系 不 仅 影 响 产 品 的 IK 础 色 调 并 且 是 避 免 产 品 热 力 降 质 的 关 键。顔料干燥常在低骷和无空气时进行 s 鼓为广泛采用的干燥器 是再循环■小推车和托盘厢式干燥器 * 大多数药物和楢细化工制品均要求在包装前作亍燥 。大



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型螨轮



托盘式和穿透循环式干燥常被采用，极度热敏性物料如抗生索 、 血浆原生质要求特 殊 的 干 燥 处 理 ，如 冷 冻 干 燥 或 高 真 空 抚 盘 干 谀 。连续转苘干燥器常用于处瑪大吨位的天然矿



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砂 、无 机 物 及 重 化 工 产 品。



干 燥 段 备 中 盂 求 M 最大的一类是纸的连续干燥设备 T 烘 缸 最 常 见 t 温度和湿度条件对纸的 质 虽 很 重 鹭。在食品和农副产品加工中热力干燥是一种基本方法。喷 雾 T 燥 和 冷 冻 干 煥 也 被 广



泛 采 用，对于食品 ，干 燥 后 保 留 香 味 ％ 美味及簏水性很重要 。在 陶 瓷 工 业 中，干 燥 是 不 可 少 的 操 作，由于在干操中会出规显著的收缩 ，必菊予以充分重视因此湿度的控制是重要的。干 燥



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也广泛地用于纺织工业 。为 了 满 足 产 品 的 质M 要求 ，应 对 T 燥器的选择和干燥器的运行给予足 够重视 *



千燥产品的最终湿含爾主掛由储存和稳定性要求确定 * 最終湿含每决定了干燥时间和干燥 操 作 的 条 件 a 应 该 避 免 过 平 燥 。 顆 粒 内 部 的 湿 分 梯 度 和 颗 粒 间 湿 含 毋 的 均 匀 性 是 重 要 的 ，由 于 降 庾 、相 变 ，楗 色 污 染 、 尘 埃 的 吋 燃 性 和 其 他 因 索 ，温 度 限 制 町 能 更 严 格 ，热 敏 性 确 定 了 最 高 温 度 以 及 此 温 度 T 物 质 可 承 受 的 干 燥 时 间 ，在 喷 雾 和 气 流 千 燥 器 中 仅 儿 秒 钟 的 停 留 时 间 允 许 在 萵 温 下 干 煉 热 敏 性 物 料 。许 多 吸 水 性 物 料 在 千 燥 时 会 收 缩 + 收 缩 程 度 与 湿 含 虽 变 化 常 为 线 性 关 系 外 表 结 売 和 龟 裂 问 题 常 用 控 制 干 燥 逨 率 来■防 。 3+ 3+ ii 干 燥 器 的 分 类 可 根 据 不 同 准 揦 对 千 燥 器 进 行 分 类， 第 一 种 分 类 是 以 传 热 方 法 为 基 础 的 a 即 （ a) 传 导 加 热 i < b ) 对 流 加 热 * ( c ) 辐 射 加 热 f Cd ) 微 波 和 介 电 加 热 。 冷 冻 干 操 可 认 为 是 传 导 加 热 的 一 种 特 殊 情 况 。 第 二 种 分 类 法 是根据干燥容器的类型 ，如托盘、 . 转鼓 、流化床 、气流或喷： ST * 也 町 按 原 料 的 物 理 形 状



来 分 类。



按照产品在干燥器中的停留时间分类 ，则有 s 捽留裉短时间 （< knhi ) 的 闪 急 ，喷雾 , 转 鼓 干 燥 器 i 停留很长时间的 （> lh ) 隧 道 、小推车或带式干燥器 。在大多数干燥器中的停 12



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留时间居于其间。 表 5 给出丫有关千燥器类勒和相适应的庳料类型 。原料有糊状物 、音体 、 滤饼 、粉末 、颗 粒 、结晶 、片状物或纤维 、成稻物料



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这种分类对在较窄的范阐内选择千燦器作参考 。



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表 6 是对流和传导干燥器的分类



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托盘干



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表 7 为 普 通 工 此 干 燥 器 典 型 的 干 燥 能 力 和 能 M 消 耗。 表7



某 些 千 饑 醑 的 赛 曩（能 力 〉和 (II



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较 奸 的 結 果 山 拗 作 条 件 JB 隹化和采用先进技术改造早期设计而得到



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3.3.3



千 燥 器 的 选 择 干 燥 器 的 选 搀 .建 一 个 受 请 多 因 索 影 申 的 过 程 ，f 面 将 对 各 神 影 晌 干 嬝 器选择的因索作一综合但又简单的介绍 (I) 加 热 方 法 对 干 燥 过 程 的 影 晌 对 流 对 流 加 热 是 T 燥 颗 粒 、 幅 状 或 青 状 物 料 嵌 通 用 的 方 式。由 热 空 气 成 其 他 气 体 流 过 物 料 表 面 或 穿 过 物 料 层 提 供 热 M ，而 蒸 发 的 湿 分 由 干 燥 介 质 带 走 。 空 气 （最 常 见）、 惰 性 气 体 ( 如 M 2 在 千 燥 物 料 湿 分 为 有 机 溶 剂 时 采 州 ）、 直 接 燃 烧 气 体 或 H 热 蒸 ( 或 溶 剂 蒸 气） 均 可 用 作 对 流 于 燥 系 统 的 加 热 介 质。 这 种 干 煥 器 也 称 作 直 接 （ 加 热） F 燥 器 ，在 初 始 等 速 干 燥 阶 段 （ 在 此 阶 段 表 面 湿 分 被 排 除 ），物 料 表 面 温 度 为 对 应 加 热 介 质 的 湿 球 湿 度 。在 降 速 f 燥 阶 段 ，物 料 的 温 度 逐 渐 逼 近 介 质 的 干 球 湿 度 ，在 干 燥 热 敏 件 物 料 时 ， 必 需 考 虑 这 些 因 衮， 当 采 用 过 热 蒸 汽 干 垛 时 ， 物料的最高温度相应于操作压力时的饱和温度 例 如 在（h 】MPa 时 蒸 汽 为 l 0 0 'Cfl 对 于 可 能 氧 化 和 对 铒 敏 感 的 饬 料 在 蒸 汽 环 境 中 ， 产 品 质 斌 可 以 得 到 保 护 和 B



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改善。 对 流 （S接 ） 干 燥 器 有 流 化 床 、闪 急 ，转 简 或 喷 荽 干 燥 器 ，纸 或 纸 浆 的 空 气 冲 击 干 燥 器 ,



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固 定 床 或 穿 透 干 燥 器 * 带 式 、小 推 车 隧 道 干 燥 器 等 t



传 导 传 导 或 间 接 十 煉 器 钯 适 用 于 薄 层 物 料 或 很 湿 的 物 料。 蒸 发 热 由 通 过 安 置 在 干 燥 器 内 的 加 热 面 < 静 态 的 成 移 动 的 ) 供 给 蒸发出的湿分由真空操作或少邇气流带走 ，对 热 敏 性 物 料 推 荐 真 空 操 作 。在 对 流 干 燥 器 中 由 于 焓 随 干 嫌 空 气 逸 失 是 很 大 的，故 其 热 效 率 很 低，丽 传 导 干 &



燥器热效率就较高



.干 慠 裔 状 物 料 的 桨 式 〒 燥 器 .



，内 部 装 冇 蒸 汽 管 的 矜 简 干 燥 器 、 干 燥 薄 层 糊



状物的转鼓千燥器均属间接干燥器 对 某 些 搡 诈 ，可结合 Jt 接 和 间 接 两 种 加 热 的 优 点 , 例如在流化床干燥器中装冇沒没加热管 组 或 蛇 管 用 于 干 燥 热 敏 性 聚 合 物 或 松 香 片 这 种 干 燥 器 的 尺 f 仅为单纯对流流化床 f 燥 器 完 成 問 样 作 业 时 的 1/3。 值 得 注 意 的 是 * 存 时 某 些 段 备 P〖 以 直 接 方 式 间 接 方 式 或 联 合 方 式 操 作 。 例 如 振 动 流 化 床 T 燥 器 可 以 是 单 纯 对 流 的 （ 如 茶 叶 干 燥 .)，单 纯 传 # 的 （ 如 药 物 颗 粒 的 真 空 干 燥 ） 或 者 是 直 接 间 接 结 合 的 ，如 带 浸 没 加 热 管 的 碎 煤 的 干 燥 ，对 煤 这 类 产 品 干 燥 介 质 可 用 蒸汽



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工 艺 流 程 参 数，如 干 燥 物 料 数 贵 、 排 除 的 总 液 和 湿 物 料 的 來 源 4 ( b ) 原 料 是 否 作 过 频 脱 水 ，如



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过 滤 、 机 械 庄 缩 、 离 心 分 离 等 ，将 物 料 供 给 干 燥 器 的 方 法 , 在 湿 物 料 中 颗 粒 尺 寸 的 分 布 ，湿 物 料 和 f 物 料 的 物 理 性 质 和 易 处 理 性 和 磨 蚀 性 能 ；k ) 原 料 的 化 学 性 质，如 毐 性 、兄 味 、物 料 可 否 用 含 有 二 氧 化 碳 、 二 氧 化 硫 、 M 的 氣 化 物 和 含 微S 部 分 燃 烧 的 碳 氢 化 合 物 的 热 燃 气 来 干 燥 i 起 火 和 爆 炸 的 危 险 性 、温 度 极 限 与 相 变 相 关 的 温 度 以 及 腐 蚀 性； . F 产 品 的 规 格 和 性 质， 如 湿 含 溶 剂 异 咪 的 排 除 ，颗 粒 尺 寸 的 分 布 堆 积 密 度 、 杂 质 的 最 离 百 分 串，所 希 祖 的 颗 粒 化 或 结 脱 形 式 、 流 动 性 、 干 燦 物 料 在 储 藏 前 必 须 冷 却 的 温 度 f Cci ) 由 试 验 型 设 备 或 实 验 室 以 及 以 往 在 大 型 设 备 中 用 较 少 料 衍 到 的 干 燥 性 能 试 验 所 获 得 的 T 燥 数 据 溶 剂 回 收 的 资 料 ，产 品 掘失以及场地条件可能作为附加条件。 ％



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( 5 ) 物 料 形 态 和 干 燥 器 的 选 择 干 燥 器 选 择 的 最 好 方 法 包 括 利 用 过 去 的 经 验 ，选 择 干 燥 器



的 最 初 方 式 是 以 原 料 的 性 质 为 基 础 的 ，在 处 理 液 态 物 料 时 所 选 择 的 设 备 通 # 限 亍 ； 喷雾干 燥 tlh ( b) 转 鼓 干 燥 器 < 常 压 或 真 空 h 搅 拌 间 歇 真 空 干 燥 器 。对 黏 性 不 很 大 的 液 状 物 料 、 旋 转 W 蒸 干 煉 器 及 悄 性 载 体 干 燦 也 很 适 用 6 影 响 最 终 选 择 的 真 他 考 虑 为 产 品 损 粍 少、设 备 情



I 溶 剂 回 收 或 黹 要 采 用 悄 性 环 埭 以 及 物 料 对 媪 度 的 敏 感 性 等 ，此 种 情 况 下 会 优 先 采 用 镋 拌 真 空 干 燥 器 ，搅 拌 真 空 干 燥 器 的 停 留 时 间 很 长 ， 而 通 过 循 杯 沏 f 燥 器 具 有 适 中 的 温 度 和 适 中 的 停 留 时 间 a 转 鼓 干 燥 器 干 燥 时 间（停 留 时 间） 较 短 平 均 温 度 较 高 f 喷 雾 干 燥 器 II有 较 短 的 接 触 时 间 而 操 作 温 度 范 较 宽 ，以 上 所 述 的 选 择 适 用 于 貪 有 细 小 輛 粒 的 可 泵 送 悬 浮 液 ，而 不 包 括 裔 状 物 料。 对于钾状物和污泥的连续干燥 旋转闪蒸干燥器常是首选干燥设备 由于物料为细顯粒分 散 状 态 ■ 尘 埃 问 题 是 一 神 主 要 的 考 虑。 然 而 据 此 耍 求 在 间 馱 和 连 续 操 作 间 作 选 择 是 难 的 通



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常 采 用 的 间 歇 干 燥 器 为 常 压 或 真 空 托 盘 干 燥 器 、间 歌 常 戌 或 真 空 塊 拌 干 燥 器 及 常 压 或 真 空 转 筒 于 燥 器。在 溶 剂 回 收 、 起 火 、冇 致 寿 危 险 或 i需 嬰 限 制 温 度 时 真 空 操 作 吏 可 取 。用 于 连 续 操 作 的 干 燥 器 为 t U ) 喷 雾 此 时 箅 化 是 关 鍵 ，为 应 考 虑 的 何 题； （ b) 流 化 床 但 物 料 在 深 床 层 中 分 散 均 勾 较 难； 连 续 带 式 循 环 干 燥 器 适 合 〒 要 求 无 尘 的 产 品; ( d > 气 流 干 燥 有 时 要 求 瓯 料 和 干 产 品 混 合 以 促 使 湿 物 料 分 散 在 迸 入 千 燥 器 的 气 体 中 ；（ CJ 连 续 阿 转 圆 简 直 接 ( 加 热 > 或 间 接 （ 加 热 > ，在 此 设 备 中 使 湿 物 枓 与 干 物 料 充 分 混 合 有 利 于 操 作 如果原料 中 含 有 细 顆 粒 ，间 接 传 热 方 式 通 常 更 好 u 对 子 颗 粒 尺 十 < 3 0 0 Mm 的 湿 粉 、 資 状 物 和 污 泥



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J 采用带垂直回转架的干燥器 I 对于賴粒 R 寸



的 顆 粒 结 晶 物 料 ，通 常 采 用 直 接 加 热 回 转 干 燥 器 ，用 这 种 形 式 的 干 燥 器 结 晶 的 破 碎 是 一 个 问 题 ，但 这 可 由 适 宜 的 翻 动 结 构 予 以 克 服 I 对 于 大 于 M 3 的 颗 粒 ，可 采 用 带 秣 动 皮 带 戎 振 动 麥 孔 板 的 穿 透 循 坏 干 燥 器 3 纤 维 物 料 含 有 大 铒 的 水 分 5 但 干 煉 相 当 容 M , 因 为 这 # 檢 料 具 冇 很 大 的 比 衣 面 ，而 纤 维 物 料 通 常 是 热 敏 的 ， 故 应 小 心 保 持 较 低 的 空 气 温 度 ，由 各 种 漏 度 下 的 穿 透 环 试 验 口



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来确定避免过热的操作条件。



能源价格 安全操作和环境函素对十垛器选择的影响千垛器的崁终选择通常将在设 备价格 、操作费 产 品 质# 、安 全 及 便 于 安 装 等 方 面 提 出 一 个 折 中 方 案 ，在 不 肯 定 的 情 况 ' 下 ，应 作 一 些 初 歩 的 试 验 以 查 明 设 计 和 操 作 数 据 及 对 特 殊 操 作 的 适 应 性。对 某 些 子 燥 耨 * 做 大



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甩试验是建立可犇设计和操作数据的唯一方法 a 但在某些情况下由实验室试验获取的穿透干燥 16



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器 的 试 验 数 据 也 是 可 靠 的。 遂 渐 上 升 的 能 源 价 格 、 防 止 污 染 、 改 善 工 作 条 件 和 安 全 性 方 面 日 益 严 格 的 立 法 ，对 设 计 和 选择工业干燥器具有直接的作用t 对 某 一 给 定 的 干 燥 系 统 （ 包 括 预 处 理 ），如 机 械 脱 水 、 离 心 分 离 、 蒸 发 ， 成■ 及 后 处



理 （ 产品收集 、 冷却 、 附聚 、 造 粒 及 淸 洗 一 般 悄 况 下 ，可作出几种节能流程图。 气体 再 循 环 、 封 闭 循 环 操 作 、自 惰 化 CseSf mert tion ), 多 级 〒 燥 、排 气 的 充 分 燃 烧 等 ，在 法 规 要 求 、卫 生 作 业 和 能 M 利 用 率 之 间 可 能 存 在 有 冲 突。在 确 定 采 用 的 系 统 时 ，不 必 嬰 地 提 高 产 品 的 技 术 要 求 ， 会 造 成 〒 燥 价 格 的 显 苫 提 呙 ，不 论 对 投 资 还 是 操 作 费 用 都 是 不 合



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适的 ‘ 干 燥 装 迓 可 能 因 尘 埃 和 气 体 的 排 敖 而 造 成 空 气 汚 染 ，在 某 些 悄 况 F , 技 至 洁 净 的 水 蒸 气 雾 流 也 会 造 成 污 染 6 在 排 气 中 . 粒 含 M 应 低 于 2 0 S 0ing /m3 ，因 (fll 应 采 用 萵 效 收 尘 装 置 或 采 用 多 级 除 尘 。旋 W 分 离 器 、袋 式 过 滤 器 和 静 电 除 虫 器 通 常 用 于 颗 粒 收 集 和 浆 状 、 片 状 物 料 干 燥 的 气体净化 为 消 除 有 害 气 体 的 污 染 ，珂 采 用 吸 收 、 吸 附 或 焚 烧 * S 种 处 理 正 成 为 较 通 用 的 手 段 * 虽 然 较 少 见 ， 空 气 悬 浮 物 料 干 燥 时 必 须 小 心 防 火 ，降 低 耝 贪 垃 （ 作 再 循 环 ） 可 抑 制 爆 炸 危 险 。如 果 会 出 现 燦 炸 ，一 定 耍 设 迓 相 应 的 爆 炸 排 气 通 道 以 避 免 在 系 统 中 形 成 极 高 的 迅 力 , 仗 消 除 着 火 源 作 为 预 防 若 火 和 消 除 爆 炸 危 险 井 不 呵 霜，当 存 在 爆 炸 危 险 时 * 必 须 避 免 在 干 燥 器 或 收 衆 器 中 堆 积 产 品 ，例 如 ，大 型 喷 雾 干 燥 器 顶 部 的 泄 压 门 必 须 与 内 衣面齐平 * 以防止粉料堆积 最 后 在 选 择 和 设 计 阶 段 必 颂 考 虑 噪 声 冋 越 根 据 噪 声 要 求 的 严 格 性 ，防 噪 设 晻 的 价 格 可 达 总 系 统 价 格 的 20 % ，对 空 气 悬 浮 干 燥 器 而 风 机 是 主 要 的 噪 声 源 n 此 外 如 架 、变 速 箱 、 压 缩 机 、雾 化 设 备 、燃 烧 器 及 混 合 器 也 都 会 产 生 噪 声 * 要 使1 4机 噪 声 较 低 就 应 使 系 统 的 压 降 较 低，这 与 较 商 的 收 尘 效 率 和 耍 求 较 高 的 压 强 降 相 矛 /ta 以 上 是 讨 论 影 响 干 嫌 设 备 选 择 的 些 特 妹 因 索 ，这些国素在干燥系统选择阶段应予考虑。 难 得 有 这 样 的 情 况 ，在选择干煉器时可能满足所有的准则 。 , 在大多数情况下 * 可 以 修 改 干燥系统设计或操作以满足用户所有基本的技术要求 某些新技术 * 如置换于燥 、 蒸汽干燥 、 过 热 蒸 汽 干 燥 、 射频干燥 、 压 缩 干 燥 和 冲 击 穿 通 的 联合干燥 在工业干燥中也将逐渐被采用。 虽 然 先 前 的 经 验 可 作 指 导 ，但 应 了 解 早 期 的 T 燥 器 经 常 是 能 源 价 格 较 低 、产 品 质 虽 及 生 产 申 要 求 均 比 今 日 低 时 积 累 的， 不 同 地 区 和 不 同 国 家 的 能 价 格 也 不 同 。应 该 强 调 ，以 现 时 条 件 和 地 E 为 依 据 选 # 干 燥 器 时 应 考 處 将 来 的 趋 向， C 7 ) 千 燥 器 尺 寸 估 算 选 择 的 千 燥 器 必 东 能 满 足 产 品 耍 求 的 条 件 ，在 最 终 选 定 一 种 干 燥 器 形 式 之 前 应 对 可 替 代 系 统 的 性 能 特 征 作 出 评 审 。几 乎 总 是 需 要 作 某 些 小 型 试 验 以 了 解 钧 料 的 干 燥 特 性 ，并 进 而 预 测 在 选 定 干 燥 器 中 可 否 完 成 干 燥 要 求 。 关 T 干 燥 器 尺 寸 的 初 步 估 算 ，Tod. 给 出 了 从 支 用 工 收 干 燥 器 获 得 的 数 据 为 基 础 的 一 种 简 使 方 法 u 对 流 干 燥 器 由 下 式 确 定 传 热 速 率 ( kcal/h}3 闸歌式 C 0-D 及 /m )h 连续式 fl= AaVUK C 0-2 ) 对 于 传 导 型 干 條 器: t



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A 为与物料接触的加热酣积 ，m2 i 总 传 热 系 数，kca[ / ( s K 为热源温度 T 表 9 给 出 了 近 似 的 体 积 传 热 系 数 屺 及 总 传 热 系 数 K 值 ，此 处 的 体 积 包 含 干 燥 器 占 有 的 各 种 内 部 空 间 ，例如流化床干燥器上方和底下的体积 。必 笛 对 通 过 干 燥 器 时 空 气 温 度 的 降 低 和 物 料 温 度 的 上 升 作 出 估 可 以 应 用 表 9 粗略地估弊干燥器的尺寸 u 表9 费



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多 孔 物 料 中 多 组 分 混 合 钧 的 蒸 发 ，以 及 在 各 种 干 燥 器 中 物 料 〒 燥 特 性 等 方 面 的 研 究 已 获 得 显 著 的 进 展 在 过 i ⑽ 年 中，一 般 而 言 在 工 业 干 燥 器 的 设 计 方 面 获 得 的 经 验 已 相 当 可 观 ，包 括 T 燥 器 的 模 型 化 和 控 制 但 对 干 燥 机 理 微 观 水 平 的 璀 解 却 仍 处 于 初 始 阶 段 。从 某 种 意 义 上 说 ‘ 干 燥” 的 模 型 化 仍 然 是 个 复 杂 困 难 的



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任务



本 书 各 聿 后 列 出 了 有 关 千 燥 和 相 关 主 題 的 参 考 文 献 读： t在这些资料中可获得未包括在本 书 中 的 细 节 □ 此 外 Mui〗umdar 编 写 的 体 十 燥 ( drying of solid ) 包 含 f 干 燥 技 术 有 价 值 的 资 M 料， 国 际 干 燥 技 术” 杂 志 （Drying TechndDgy ) 及 两 年 一 度 的 闻 际 干 燥 会 议 ( IDS ) 论 文 集 提 供 f 干 燁 技 术 的 M 新 研 究 和 发 .展 的 报 道 。我 国 召 开 的 历 届 干 燥 会 议 的 论 文 集 反 映 了 我 国 干 燥 5



技术的进展



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应 予 强 调 ，在 实 阳 工 程 中 必 葙 考 虑 干 燥 系 统 而 不 最 仅 限 于 千 燥 器 当 处 理 一 个 工 业 脱 水 问 题 时，原 料 的 预 处 理 阶 段 （加 料 、 . 脱水等 ) 及 后 处 理 阶 段 （ 如 冷 却 、 造 粒 、 搏 和 等） 及 干 燥 器 排放物的净化也经常和千燥器本身一样蚕耍。 严 格 的 环 境 法 规 ，在 世 界 范 围 带 来 压 力 ，但 对 干 器 本 身 的 份 格 上 升 并 非 是 非 同 寻 常 的， 而 仅 占 总 干 燥 系 统 价 格 的 较 小 的 个 百 分 数。本 1S 不 仅 介 绍 了 各 种 干 燥 器 的 结 构 和 基 本 设 计 方 D



-



法也集排了涉及加料和干燥器徘放物处理的有关内容 干燥器和干燥系统的选择是一个有长远影响的问题。对干燥系统选择不当的代价经常估计 不 足，耐 用 户 必 须 为 此 系 统 在 整 个 使 用 期 付 出 代 价。如 果 将 过 去 的 经 验 作 为 唯 一 的 指 导 ，则 自 动 地 排 斥 了 嵌 近 忡 界 上 出 现 的 某 些 特 殊 新 型 干 燥 器 的 潜 在 优 越 性。 以 上 比 较 详 细 地 分 析 了 影 响 选 择 干 燥 器 的 一 钱 因 素 ， 表 10 根 椐 湿 物 料 性 状 ， 对 适 用 的 干 fi



燥 器 作 一 粗 略 介 绍 T 这 些 干 燥 器 的 性 能 特 点 谓 参 考 其 后 有 关 章 界。



根搪灌物料的性状选择干煽器



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扳动汍 浼化 A空 托 m 情 怜 粒 子 席 5 对 流 化 床 义 对 床； 盘式 化 床 ： ft # 4 结性釋干 气 E 窄 带 式 没 洗 化 床 椬 物 料 威 at ( 对 于 费热后钻轻琯粉料 千馑 闭 的 物 町 采 坩 盘 成空泔波 十 猓 器； 滿式干鎩或 料 供和 采用有特振动 井 蛛破碎装式干 5



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