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干燥设备的原理和作用,合理选择干燥设备
干燥设备又称干燥器和干燥机,用于进行干燥操作的设备,通过加热使物料中的湿分(一般指水分或其他可挥发性液体成分)汽化逸出,以获得规定含湿量的固体物料。干燥的目的是为了物料使用或进一步加工的需要,如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品变形;陶瓷坯料在煅烧两款干燥设备前的干燥可以防止成品龟裂。另外干燥后的物料也便于运输和贮存,如将收获的粮食干燥到一定湿含量以下,以防霉变。由于自然干燥远不能满足生产发展的需要,各种机械化干燥器越来越广泛地得到应用。
干燥设备的干燥过程需要消耗大量热能,为了节省能量,某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发,再在干燥机内干燥,以得到干的固体。在干燥过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递,保证物料表面湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压,保证热源温度高于物料温度。
热量从高温热源以各种方式传递给湿物料,使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间,从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分向表面扩散并汽化,使物料湿含量不断降低,逐步完成物料整体的干燥。
物料的干燥速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制;而后,只要干燥的外部条件不变,物料的干燥速率和表面温度即保持稳定,这个阶段称为恒速干燥阶段;当物料湿含量降低到某一程度,内部湿分向表面的扩散速率降低,并小于表面汽化速率时,干燥速率即主要由内部扩散速率决定,并随湿含量的降低而不断降低,这个阶段称为降速干燥阶段。
每种干燥装置都有其特定的适用范围,而每种物料都可找到若干种能满足基本要求的干燥装置,但最适合的只能有一种。如选型不当,用户除了要承担不必要的一次性高昂采购成本外,还要在整个使用期内付出沉重的代价,诸如效率低、耗能高、运行成本高、产品质量差、甚至装置根本不能正常运行等等。
以下是干燥装置选型的一般原则,很难说哪一项或哪几项是最重要的,理想的选型必须根据自己的条件有所侧重,有时折中是必要的。
1.适用性-------干燥装置首先必须能适用于特定物料,且满足物料干燥的基本使用要求,包括能很好的处理物料(给进、输送、流态化、分散、传热、排出等),并能满足处理量、脱水量、产品质量等方面的基本要求。
2.干燥速率高---仅就干燥速率看,对流干燥时物料高度分散在热空气中,临界含水率低,干燥速度快,而且同是对流干燥,干燥方法不同临界含水率也不同,因而干燥速率也不同。
3.耗能低-------不同干燥方法耗能指标不同,一般传导式干燥的热效率理论上可达100%,对流式干燥只能70%左右。
4.节省投资-----完成同样功能的干燥装置,有时其造价相差悬殊,应择其低者选用。
5.运行成本低---设备折旧、耗能、人工费、维修费,备件费...等运行费用要尽量低廉。
6.优先选择结构简单、备品备件供应充足、可靠性高、寿命长的干燥装置。
7.符合环保要求,工作条件好,安全性高。
8.选型前最好能做出物料的干燥实验,深入了解类似物料已经使用的干燥装置(优缺点),往往对恰当选型有帮助。
9.不完全依赖过去的经验,注重吸收新技术,多听专家的意见。
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