正航仪器技术整理气流干燥概述

正航仪器技术整理气流干燥概述

气流干燥也称“瞬间干燥”，是固体流态化中稀相输送在干燥方面的应用。该法是使加热介质(空气、惰性气体、燃气或其他热气体)和待干燥固体颗粒直接接触，并使待干燥固体颗粒悬浮于流体中，因而两相接触面积大，强化了传热传质过程。气流干燥广泛应用于散状物料的干燥单元操作。气流干燥流程图如图2—1所示。

               图2-1  气流干燥基本流程图

1-抽风机; 2-袋式除尘器; 3-排风管; 4-旋风除尘器; 5-干燥管; 6-螺旋加料器; 7-加热器; 8-鼓风机

1.1气流干燥的特点

   (1)气固两相间传热传质的表面积大    固体颗粒在气流中高度分散呈悬浮状态，这样，使气固两相之间的传热传质表面积大大增加。由于采用较高气速(20-40m/s)，使得气固两相间的相对速度也较高，不仅使气固两相具有较大的传热面积，而且体积传热系数ha也相当高。普通直管气流干燥器的ha为2300～7000W／(m3·K)，为一般回转干燥器的20～30倍。

    由于固体颗粒在气流中高度分散，使得物料的临界湿含量大大下降。例如，平均直径为100mm的合成树脂，在进行气流干燥时，其临界湿含量仅为1％～2％；某些结晶盐颗粒的临界湿含量更低(0.3％～0.5％)。

(2)热效率高、干燥时间短、处理量大    气流干燥采用气固两相并流操作，这样可以使用高温的热介质进行干燥，且物料的湿含量愈大，干燥介质的温度可以愈高。例如，干燥某些滤饼时，入口气温可达700℃以上；干燥煤时，入口气温650℃ ；干燥氧化硅胶体粉末时，人口气温384℃ ；干燥粘土时，入口气温525℃ ；干燥含水石膏时，入口气温可达400℃。而相应的气体出口温度则较低，干燥某些滤饼时为120℃；干燥煤时为80℃；干燥氧化硅胶体粉末时为150℃；干燥粘土时为75℃；干燥含水石膏时为83℃左右。从上述情况可以看出，干燥气体进出口温度差是很大的。物料干燥后的出口温度约比气体出口温度低20～30℃。高温干燥介质的应用可以提高气固两相间的传热传质速率，提高干燥器的热效率。例如，干燥介质温度在400℃ 以上时，其干燥效率为60%～70%。

 气流干燥的管长一般为10～20m ，管内气速为20～40m/s，因此湿物料的干燥时间仅0.5～2s ，所以物料的干燥时间很短。

（3）气流干燥器结构简单、紧凑、体积小、生产能力大    工业气流干燥器的体积可以下式计算

       V = q/hvΔtm                                (2-1)

式中，V为干燥器的体积，m3；q为热流量，kJ/h； hv为单位干燥器体积传热系数，kW/(m3·K)；Δtm为进出口气固相的温差，℃。

    由于气固两相并流，有些物料的气流干燥进口处气固两相的温差可达400～500℃，故Δtm值很大，同时气流干燥的体积传热系数值也很大，于是在所需求的热量q值为某一定值时，气流干燥管体积必定很小。换句话说，体积很小的气流干燥器可以处理很大量的湿物料。例如直径为0.7m，长为10～15m的垂直气流管可以用来干燥25 t/h的煤，或15 t/h的硫铵。设备占地面积少。

    气流干燥器结构简单，在整个气流干燥系统中，除通风机和加料器以外，别无其他转动部件，设备投资费用较少。

  （4）操作方便    在气流干燥系统中，把干燥、粉碎、筛分等单元过程联合操作，流程简化并易于自动控制。

  （5）气流干燥的缺点    气流干燥系统的流动阻力降较大，一般为3000～4000Pa，必须选用高压或中压通风机，动力消耗较大。气流干燥所使用的气速高，流量大，经常需要选用尺寸大的旋风分离器和袋式除尘器。

气流干燥对于干燥载荷很敏感，固体物料输送量过大时，气流输送就不能正常操作。