幹燥設備選型（xíng）技（jì）術總結（jié）

　　同其他工業技術一（yī）樣（yàng），幹（gàn）燥技術在應用過程中也得到長足的進步（bù）。目前（qián）已開發出的幹燥機（jī）的種類已達400多種，而（ér）且有約200多種（zhǒng）幹燥機已應用於工業（yè）化生產，其中出現了許（xǔ）多新型（xíng）幹燥機，它們有的是對普通幹燥機進行結構上的改進，有的借鑒吸（xī）收了其（qí）他（tā）幹燥機的優點，有的完全是一種新想法。

　　幹燥（zào）又是工業耗（hào）能相當大的一個單元操作，據資料記載，發達國家工業耗能的14％被用於（yú）幹燥，有些行業的幹燥耗能甚至占到生產總耗能的35%，而且這個（gè）數字在不斷（duàn）地增大。同時，運用礦物燃料作為熱源進行幹燥操作產生大量的二氧化碳（tàn）等氣體。幹燥設備的（de）尾氣（qì）（這些（xiē）氣體（tǐ）中夾帶（dài）一些粉塵（chén））對大氣環（huán）境有（yǒu）不良的影響（xiǎng），這對於日益引起全球關注的“環境保（bǎo）護”是一個（gè）極大的挑戰。

　　幾乎所有的工業都離不開幹燥操作，雖然正確地（dì）了解幹燥及幹燥（zào）設備的工作機（jī）理有助於成功地完成幹燥過程，但是仍然需（xū）要我們不斷地投人人力和物力去進一步進行幹燥技術的（de）研究和開（kāi）發，以使其在生產高質量（liàng）產品（pǐn）的同時，有效地利（lì）用能源，減少對環境的不（bú）利影響（xiǎng），並（bìng）且更易（yì）於實現過程操作和控製。

　　一、幹燥技木的特點

　　幹燥（zào）技術（shù）有很寬的（de）應用（yòng）領域，麵對眾（zhòng）多的產業、理（lǐ）化性（xìng）質各不相同的物料、產品質量及其他方麵千差萬別（bié）的要求，幹燥技術是一門跨行業、跨學科、具有（yǒu）實驗科學性質的技術。通常，在幹燥技術的開（kāi）發及應用中需要具備三個方麵的（de）知識和技術。第一是需要了解被幹燥物料的理化性質和（hé）產品的使用特點；第二是要熟悉傳遞工程的原理（lǐ），即傳質、傳熱、流（liú）體力學和空（kōng）氣動力學等能量傳遞的原理（lǐ）；第三要有（yǒu）實施的手（shǒu）段，即能夠進行幹燥流程、主要設備（bèi）、電氣儀表控製等方麵的（de）工程設計。顯然，這三方麵的知識和技術不屬於一個學科領域。而在實踐（jiàn）中，這三方（fāng）麵的知識和技（jì）術又缺一不可（kě）。所以幹燥技術是一門跨行業、跨學科（kē）的技術。

　　現代幹（gàn）燥技（jì）術雖已有一百多年的發展史，但至今還屬於實驗科學的範疇。大部分幹燥技術目前（qián）還缺乏能夠精準指導實踐的科學理論和設計（jì）方法。實際應用中，依靠經（jīng）驗和小規模實驗（yàn）的數據來指導工業（yè）設計還是主要（yào）的方式，造（zào）成這一局麵的原因有以下幾方麵：

　　原因之一是幹燥（zào）技術（shù）所依托的一些基礎學科，（主要是隸屬於傳遞工程範疇的學科）本身就具有實（shí）驗科學的特點。例如，空氣動力學的研究發展還要靠“風洞”實驗來推動（dòng），就說明它還沒（méi）有脫（tuō）離實驗科學的範疇，而這些基礎學科自身的發展水平直接影響和決定了幹燥技術的發展水平。

　　原因之二是很（hěn）多幹燥過程是（shì）多種（zhǒng）學科（kē）技術交匯進行的過程，牽涉麵廣、變化因（yīn）素（sù）多、機理複雜。例如在噴霧（wù）幹燥技術領域（yù）裏（lǐ），被霧（wù）化的（de）液滴在幹燥塔內的運行軌跡（jì）是工程設計的關鍵。液滴的軌跡與自身的體積、質（zhì）量、初始速度和方向（xiàng）及周圍其他液滴和熱空氣的流向、流速有（yǒu）關。但這些參數由於傳質、傳熱過程的進行，無時無刻不在發（fā）生著變化、而（ér）且初（chū）始狀態時，無（wú）論是液滴的大小還是熱空氣（qì）的（de）分布都不可能是均勻（yún）的。顯然，對於如此複雜、多變的過程隻憑借理論計算來進行工程設計（jì）是不可靠的（de）。

　　原因（yīn）之三是被幹燥物料的種類是多（duō）種（zhǒng）多樣的，其理化（huà）性質也是各不（bú）相（xiàng）同。不同的物料即使在相同的幹燥條件下，其（qí）傳質、傳熱的（de）速率也可能有較大的差異。如果不加以區別對待，就有（yǒu）可能造成不盡人意的後果。例如某些中草藥的幹燥，雖然同屬（shǔ）一種藥材，隻因為（wéi）藥材產地或收獲期存在區別就須改變幹燥條件，否則產品質量就會受到影響（xiǎng）。

　　以（yǐ）上三方麵的原因決定了幹燥技術的開發與應用要以實驗為基礎（chǔ）。但幹燥搜術的這些（xiē）特點往往被人有意或無意地忽視。製造廠商由於實驗裝置缺乏或（huò）機型不全（這在我國是（shì）一個普（pǔ）遍存（cún）在的現象）經常回避應做的幹燥實驗，而用戶（hù）由於不了解幹燥技術的特點（diǎn），也經常放棄進行必要實驗的要求。其結局是裝置使用（yòng）效果不佳，甚至於造成方案設計失敗。在我國，這樣的事例屢見不鮮，曾有過一（yī）套價值2000萬元人民幣的工業（yè）幹燥裝置因達不（bú）到使用要求而被閑置的教訓。因此，建設工業幹燥裝置尤其是較大的裝置（zhì）之前，一定要進行充分的、有說服力的實驗（yàn），並以實驗結果作（zuò）為工業裝置設（shè）計的依據。這是幹燥技術（shù）應用的顯著特點。

　　此外，幹燥設備種類繁多、各具用（yòng）途也是幹燥技術的一個特點。每一種技術都有自己適宜應用的領域。在工程實踐（jiàn）中，要根據具體情況（kuàng）選擇適用的幹燥技術種類。這對投資費用、操作成本、產品質量、環保要求等方都會產生重大的影響。例如某（mǒu）一企業，在白炭黑濾餅幹（gàn）燥上曾經分別選（xuǎn）用（yòng）過箱式幹燥、噴霧幹燥、旋轉氣流快速幹燥三種型式。^終結果證明這三種技術（shù）各有所長。箱式幹燥生產白炭黑雖然生產效率低（dī）、人員勞動強度大，但產品質量好。與橡膠混煉後所生成的製品扯斷強度值較高。旋轉氣流快速幹燥設備緊（jǐn）湊、投資少、生（shēng）產效率高（gāo），但所生成的橡膠製品的強度指標卻（què）是三者間^差的（de）。噴霧幹燥生產白炭黑，產品各項指標在（zài）三者間居中，但具有產品流動性（xìng）好（hǎo）、粉塵汙染小，深受用戶及操（cāo）作者歡迎的特點。在20世紀90年代，為白炭（tàn）黑生（shēng）產中采用哪種幹燥方式更為先進的問題，曾在我國（guó）幹燥界引發過爭論（lùn）。其實，三種設備（bèi）各有（yǒu）特點，選用（yòng）哪種機型要看（kàn）用戶自身（shēn）的條件（jiàn）和產品要求。不存在哪種（zhǒng）技術更為先進的（de）結論。類似的例子有很多，都表明了幹燥設備種類繁多、各具用途的特點。所以在應（yīng）用中要仔細比較、慎重選擇技術方案，而通過幹燥（zào）實（shí）驗來考核技術方案也是必不可少的步驟。

　　二、工業幹燥裝置的發展現狀

　　幹燥在許多生產中是一個^重要的單元操作，因為幹燥在這裏不僅是簡單的（de）固液分離過程，更重要的常常是生產過程的^後一道工序，產品的質（zhì）量、劑型在（zài）很大程度（dù）上取決於幹燥技（jì）術和設備的綜合運用（yòng）情況。從經濟角度考慮，幹燥器價格昂貴，工程投資較大。另一方麵（miàn），幹燥又是高耗能過（guò）程，熱效率在15%一80%這樣大的範圍（wéi）內波動，而設備的運轉費用與幹燥器的（de）設計選型有（yǒu）非常密切的（de）關係，所以企業的決策者對此曆（lì）來都比較重視。被幹燥物料的品種有許多，它們的理化性質又有很大差異。甚至同一品種不同的生產工（gōng）藝、同一品種不同的產品要求，導（dǎo）致幹燥條（tiáo）件可能都有區別，所以就決定了（le）幹燥工程的（de）複雜性。由此可見，幹燥過程較其他的單元操作具有更高的技術（shù）性。

　　我國幹燥設備在解放前基本（běn）是空白，隻（zhī）有烘房、烘箱和滾筒幹燥機（jī），幹（gàn）燥技術落後、生產設備原始。到1957年才出現了真空耙式幹燥機，1964年以後幹燥技術（shù）有了較快的發展。縱觀我國（guó）幹燥技術及設備的發展史，在幾十年間經曆由簡（jiǎn）到繁、由低級到高級的發展階段（duàn），現在常用於生產的幹燥設（shè）備有十餘（yú）類三十多個係列，加上組合幹燥設備約有五十幾種（zhǒng），再加上專用幹燥設備（bèi）就更難於統計，合理地選用這些幹燥設備（bèi）也不是一件易事，選型的前提是了解（jiě）這些設備的基本工作原理、結構（gòu）特點以及適用（yòng）物料範圍，這（zhè）樣在選型時才避免走彎路。

　　近（jìn）些年來，由於幹燥技術的發展，給篩（shāi）選（xuǎn）設備帶來了更多的複雜因素。即使是幹燥設備的設計、製造或使用者也常常弄不清如何去選擇合適的設備。由於幹燥設備（bèi）的推銷者（zhě）在市場上隻是（shì）對（duì）他們推（tuī）銷的幹燥機種類感興趣，而對其他種類則並不介紹，這樣，用戶就隻得借助於有關的現代幹燥（zào）技術參考（kǎo）資料決定對設備的^後選擇。毫無疑問，用戶很需要由推銷者（zhě）提供的實驗室（shì），實（shí）驗範圍及技術經濟方麵的資料。因此，就必須熟悉大多數幹燥設備，才有（yǒu）可能選出合理的設備。應該強調（diào）的（de）是，在特定的生產運行狀（zhuàng）態中，很有（yǒu）可能有很多較適用的幹（gàn）燥機，但也必（bì）須（xū）知道，在特定的工作狀態中，沒有一個嚴（yán）格的規則規定出極^的^佳（jiā）幹燥設備，每一種產品都（dōu）有（yǒu）自己獨特的生產（chǎn）方式。影響^佳幹燥裝置選擇的因素很多，如選擇間歇幹燥還是連（lián）續幹燥、礦物燃料的消耗、電耗、地方環（huán）境法（fǎ）或噪音汙染限製等。產（chǎn）品產量對幹燥機的選擇更是（shì）一個主要因素。

　　三、幹燥設備使用概況

　　前麵提到，幹燥設備是在許（xǔ）多工（gōng）業生產中大量應用。多年來已有多（duō）種機型用於工業化生產中，如氣流幹燥器、流化床幹燥器（qì）、噴（pēn）霧幹燥（zào）器、滾筒幹燥機（jī）、耙（pá）式幹燥器、冷凍幹燥機、紅外線幹燥及組合式幹燥等達幾十種之多。為什麽幹燥設備類型很（hěn）多呢？這主要是由於幹燥物料型態、性質各不相同，處理的（de）物料有各種不同的具體要（yào）求所致。

　　隨著（zhe）我國各行業的生產技（jì）術的飛（fēi）躍發展，國（guó）內幹燥（zào）技術和設備（bèi）也得到了迅速發展。在散粒（lì）狀物料的幹燥方麵，近幾年來流態化技（jì）術獲得了更加廣泛的應用和新的（de）發展。流態化幹燥充分改善了氣固相接觸（chù）條件（蒸發表麵積增大），物料（liào）的劇烈攪動，大大減少了氣（qì）膜阻力，給傳熱（rè）介質創（chuàng）造了極為有利（lì）的條件。除了國內在（zài）幹燥技術中使用較早的氣流幹燥獲得較迅速發展外，近年（nián）來（lái）流化幹燥設備發（fā）展得^快。主要表現在利用流（liú）態化技術結合各種被幹燥物料特性和（hé）要求創製了很多新（xīn）型高效的流態化幹燥器，分述如下。

　　直管氣流幹燥器是國（guó）內使用較早（zǎo）的流化幹燥設（shè）備，經數年來的（de）生產實踐認為氣流幹燥對散粒狀物（wù）料，特別是（shì）熱敏性（xìng）物料的幹燥，還是比較理想的幹燥設備。它無論生產量，占地麵積等方（fāng）麵均比烘箱（xiāng）幹（gàn）燥優越，因此目前在製藥、塑料、食品、化肥等工業中使用的更加廣泛。但氣流幹燥還（hái）存（cún）在熱利（lì）用率較低、設（shè）備（bèi）高、氣（qì）固兩相相對速度較低等缺點。近年（nián）來創製了脈衝氣流幹燥器、旋風氣（qì）流幹燥器、粉碎氣流幹燥器等新（xīn）型氣流設備，克服了直管氣流幹燥的缺點。粉碎（suì）氣流除降低高度外，還擴大了氣流幹燥器的（de）使用範圍，使易氧化的（de）物料（liào）能用空氣（qì）作為（wéi）幹燥介質，既（jì）降低了幹燥（zào）動力消耗，又提高了產品的產（chǎn）量和質量，此外還采用（yòng）了多級氣流幹燥流程和組合氣流幹燥流程（chéng），在氣流幹燥器的應用上，許多工（gōng）程采用了二級串聯方式，在有些物料的幹（gàn）燥上更加合理，也提高了熱效率。直管氣流（liú）幹燥在生產操作方（fāng）麵已很成熟。脈衝氣流（liú）、旋風氣流（liú）幹燥已工業（yè）化多（duō）年，操作已較（jiào）成熟，但理論設計方麵還很缺少。在今後的實踐（jiàn）發展中還需進一步完善。

　　大部分熱敏性較強和易氧化的物料，均采用氣（qì）流幹燥。一般能將初濕為（wéi）10%一25％的物料幹燥至（zhì）1%-0.05%，被幹燥的物料粒（lì）度一般在60-100目，產量一般在（zài）100 - 200kg/h。目前國（guó）內在製藥、食品、塑料等（děng）工業中廣泛使用。隨著我國生產技術的飛（fēi）速發展，氣流幹燥在今（jīn）後的工業生（shēng）產中必定應用得（dé）更加廣（guǎng）泛。

　　流化幹（gàn）燥是^近年發展（zhǎn）起來的又一幹（gàn）燥技術（shù）。經過生產實踐證（zhèng）明它有很多優越性，能實現小設備大生產，由於熱容係（xì）數較大（dà）和（hé）停留時（shí）間可任意調節，故對含表麵水（shuǐ）和需經（jīng）過降速幹燥階段的物料均適用（yòng），特（tè）別適用於散粒物料的幹燥。^近發展起來並已工（gōng）業化的有下列幾種型式：單層圓（yuán）筒型、多層圓（yuán）管型、振動流化床、臥式多室流化床（chuáng）幹燥器（qì）、攪拌流化床以及內藏熱管流化床等，其中以（yǐ）後者發展得較迅速。目前已在製（zhì）藥、化肥、食品、塑料、石油化工等工業中廣（guǎng）泛使用。經過幾年的實踐，國內流化幹燥無論在操作、設（shè）備結構等方麵均已發展到較（jiào）成熟階段（duàn）。從使用情（qíng）況看，臥式多室流化幹燥器由於結構簡單（dān）、操作方便而穩定、物料（liào）適應性廣，既能（néng）獲得（dé）含水均勻的產品，動力消（xiāo）耗又少，是流態化幹燥散粒狀物料較理想的設備，今後值得推廣與發展。內藏（cáng）熱管是流化床對流傳熱（rè）和傳導傳熱相結合的產物，具有較高的熱效（xiào）率，幹（gàn）燥效果也效好，是近年來很受推薦的新機型。

　　國內錐形流化床按操（cāo）作分有三種型式：一種是濃相溢流出料，近年來國內較多（duō）在流化造粒方麵使用；另（lìng）一種（zhǒng）即噴動床幹燥，是由床頂出料，產品在旋風分離器（qì）內收集（jí）或間歇操作床底出料。這種結構比流化床結構簡單，設備小，產量大，幹燥強度高、床層等溫性強、不發生局部過熱。過去僅適用於大顆（kē）粒物料（聚氯（lǜ）乙烯（xī）），近年來已發展至能應用於細粒物料的幹燥。目前在塑料、穀物（wù）、製藥（yào）等部門使用。但因動力消耗較（jiào）大，使用（yòng）受到一定限製。

　　在溶液狀或漿狀物料的幹（gàn）燥方麵也獲得了較新的發展，除使用（yòng）得較多的噴霧幹（gàn）燥有了新的發展外，近年來已成功地采用了錐（zhuī）形流化床進行噴（pēn）霧（wù）造粒生產並已逐步在發展和完善（shàn）中。噴霧流化造粒幹燥（zào）器首先在化肥上采用（yòng），目（mù）前已在醫藥、食品等工業中采用。噴霧幹（gàn）燥在（zài）國內使用已有二十幾（jǐ）年，在設計（jì）和操作等方麵都已較成熟。近年來噴霧幹（gàn）燥有以下幾方麵的進展：

　　(1)幹（gàn）燥室除向大型化發（fā）展外，噴頭霧化器（qì）性（xìng）能方麵有關單位也（yě）作較（jiào）多的實驗研究工（gōng）作，並取（qǔ）得了顯著效果；

　　(2)除熱敏（mǐn）性溶液更加廣泛采用噴（pēn）霧幹燥外，近年漿液也成功地采用了噴霧幹燥；

　　(3)噴霧幹燥設備與其他幹燥技術結合以達到幹燥或幹燥造粒同時進行的目的，這也是我國幹燥技術水平（píng）進一步發展（zhǎn）的體現；

　　(4)目前正在（zài）進行低溫噴霧幹燥的實驗，它是將含濕量極低而溫度不高的空氣作載體，空氣經過預先脫水幹燥，在幹燥過程中產品溫度不超過35’C，因此適用於熱敏性物（wù）料的幹燥，如醫藥、食品脫（tuō）水（shuǐ）等。