正航儀器技術整理氣流干燥概述

氣流干燥也稱“瞬間干燥”，是固體流態化中稀相輸送在干燥方面的應用。該法是使加熱介質(空氣、惰性氣體、燃氣或其他熱氣體)和待干燥固體顆粒直接接觸，并使待干燥固體顆粒懸浮于流體中，因而兩相接觸面積大，強化了傳熱傳質過程。氣流干燥廣泛應用于散狀物料的干燥單元操作。氣流干燥流程圖如圖2—1所示。

               圖2-1  氣流干燥基本流程圖

1-抽風機; 2-袋式除塵器; 3-排風管; 4-旋風除塵器; 5-干燥管; 6-螺旋加料器; 7-加熱器; 8-鼓風機

1.1氣流干燥的特點

   (1)氣固兩相間傳熱傳質的表面積大    固體顆粒在氣流中高度分散呈懸浮狀態，這樣，使氣固兩相之間的傳熱傳質表面積大大增加。由于采用較高氣速(20-40m/s)，使得氣固兩相間的相對速度也較高，不僅使氣固兩相具有較大的傳熱面積，而且體積傳熱系數ha也相當高。普通直管氣流干燥器的ha為2300～7000W／(m3·K)，為一般回轉干燥器的20～30倍。

    由于固體顆粒在氣流中高度分散，使得物料的臨界濕含量大大下降。例如，平均直徑為100mm的合成樹脂，在進行氣流干燥時，其臨界濕含量僅為1％～2％；某些結晶鹽顆粒的臨界濕含量更低(0.3％～0.5％)。

(2)熱效率高、干燥時間短、處理量大    氣流干燥采用氣固兩相并流操作，這樣可以使用高溫的熱介質進行干燥，且物料的濕含量愈大，干燥介質的溫度可以愈高。例如，干燥某些濾餅時，入口氣溫可達700℃以上；干燥煤時，入口氣溫650℃ ；干燥氧化硅膠體粉末時，人口氣溫384℃ ；干燥粘土時，入口氣溫525℃ ；干燥含水石膏時，入口氣溫可達400℃。而相應的氣體出口溫度則較低，干燥某些濾餅時為120℃；干燥煤時為80℃；干燥氧化硅膠體粉末時為150℃；干燥粘土時為75℃；干燥含水石膏時為83℃左右。從上述情況可以看出，干燥氣體進出口溫度差是很大的。物料干燥后的出口溫度約比氣體出口溫度低20～30℃。高溫干燥介質的應用可以提高氣固兩相間的傳熱傳質速率，提高干燥器的熱效率。例如，干燥介質溫度在400℃ 以上時，其干燥效率為60%～70%。

 氣流干燥的管長一般為10～20m ，管內氣速為20～40m/s，因此濕物料的干燥時間僅0.5～2s ，所以物料的干燥時間很短。

（3）氣流干燥器結構簡單、緊湊、體積小、生產能力大    工業氣流干燥器的體積可以下式計算

       V = q/hvΔtm                                (2-1)

式中，V為干燥器的體積，m3；q為熱流量，kJ/h； hv為單位干燥器體積傳熱系數，kW/(m3·K)；Δtm為進出口氣固相的溫差，℃。

    由于氣固兩相并流，有些物料的氣流干燥進口處氣固兩相的溫差可達400～500℃，故Δtm值很大，同時氣流干燥的體積傳熱系數值也很大，于是在所需求的熱量q值為某一定值時，氣流干燥管體積必定很小。換句話說，體積很小的氣流干燥器可以處理很大量的濕物料。例如直徑為0.7m，長為10～15m的垂直氣流管可以用來干燥25 t/h的煤，或15 t/h的硫銨。設備占地面積少。

    氣流干燥器結構簡單，在整個氣流干燥系統中，除通風機和加料器以外，別無其他轉動部件，設備投資費用較少。

  （4）操作方便    在氣流干燥系統中，把干燥、粉碎、篩分等單元過程聯合操作，流程簡化并易于自動控制。

  （5）氣流干燥的缺點    氣流干燥系統的流動阻力降較大，一般為3000～4000Pa，必須選用高壓或中壓通風機，動力消耗較大。氣流干燥所使用的氣速高，流量大，經常需要選用尺寸大的旋風分離器和袋式除塵器。

氣流干燥對于干燥載荷很敏感，固體物料輸送量過大時，氣流輸送就不能正常操作。