干燥器的设计

干燥器的设计：

干燥器设计的基本原则是物料在干燥器内的停留时间必须等于或大于所需的干燥时间，其设计计算主要采用物料衡算、热量衡算、速度关系和平衡关系四个方程。在干燥器设计中，有关干燥器操作条件的确定，通常需由实验测定或可按下述一般选择原则考虑。

1. 干燥介质的选择

干燥介质的选择，决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。基本的热源有饱和水蒸气、液态或气态的燃料和电能。在对流干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。

当干燥操作温度不太高、且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时，可采用热空气作为干燥介质。对某些易氧化的物料，或从物料中蒸发出易爆的气体时，则宜采用惰性气体作为干燥介质。烟道气适用于高温干燥，但要求被干燥的物料不怕污染，而且不与烟气中的SO2和CO2等气体发生作用。由于烟道气温度高，故可强化干燥过程，缩短干燥时间。此外还应考虑介质的经济性及来源。

2. 流动方式的选择

在逆流操作中，物料移动方向和介质的流动方向相反，整个干燥过程中的干燥推动力较均匀，它适用于：在物料含水量高时，不允许采用快速干燥的场合；在干燥后期，可耐高温的物料；要求干燥产品的含水量很低时。

在错流操作中，干燥介质与物料间运动方向互相垂直。各个位置上的物料都与高温、低湿的介质相接触，因此干燥推动力比较大，又可采用较高的气体速度，所以干燥速度很高，适用于：无论在高或低的含水量时，都可以进行快速干燥，且可乃高温的物料；因阻力大或干燥器构造的要求不适宜采用并流或逆流操作的场合。

3. 干燥介质进入干燥器时的温度

为了强化干燥过程和提高经济效益，干燥介质的进口温度宜保持在物料允许的最高温度范围内，但也应考虑避免物料发生变色、分解等理化变化。对于同一种物料，允许的介质进口温度随干燥器型式不同而异。例如，在厢式干燥器中，由于物料是静止的，因此应选用较低的介质进口温度；在转筒、沸腾、气流等干燥器中，由于物料不断地翻动，致使干燥温度较高、较均匀、速度快、时间短，因此介质进口温度可高些。

4. 干燥介质离开干燥器时的相对湿度和温度

增高干燥介质离开干燥器的相对湿度φ2，以减少空气消耗量及传热量，即可降低操作费用；但因φ2增大，也就是介质中水气的分压增高，使干燥过程的平均推动力下降，为了保持相同的干燥能力，就需增大干燥器的尺寸，即加大了投资费用。所以，最适宜的φ2值应通过经济衡算来决定。

对于同一种物料，若所选的干燥器的类型不同，适宜的φ2值也不同。例如，对气流干燥器，由于物料在器内的停留时间很短，就要求有较大的推动力以提高干燥速率，因此一般离开干燥器的气体中水蒸汽分压需低于出口物料表面水蒸气分压的50%~80%。对于某些干燥器，要求保证一定的空气速度，因此考虑气量和φ2的关系，即为了满足较大气速的要求，可使用较多的空气量而减少φ2值。

干燥介质离开干燥器的温度t2与φ2应同时予以考虑。若t2降低，而φ2又较高，此时湿空气可能会在干燥器后面的设备和管路中析出水滴，因此破坏了干燥的正常操作。对气流干燥器，一般要求t2较物料出口温度10~30℃，或t2较入口气体的绝热饱和温度高20~50℃。

5. 物料离开干燥器时的温度

物料出口温度θ2与很多因素有关，但主要取决与物料的临界含水量Xc及干燥第二阶段的传质系数。Xc值愈低，物料出口温度θ2也愈低；传质系数愈高，θ2愈低。