教学课件PPT干燥设备.ppt

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1、干 燥 器,内容：一、概述二、干燥设备的选用三、公司几种常见干燥器介绍1、气流干燥器2、流化床干燥器3、厢式干燥器4、耙式干燥器5、双锥回转真空干燥器 新昌基地：胡肖辉,一、概 述,在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分或有机溶剂(湿份)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿份。除湿方法：机械除湿如离心分离、沉降、过滤。干燥 利用热能使湿物料中的湿份汽化。除湿程度高，但能耗大。惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉，以降低除湿的成本。,干燥分类：,对流干燥过程原理,湿热气体流过湿物料的表面，物料表面温度低于气

2、体温度;由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使湿份汽化；在分压差的作用下，湿份由物料表面向气流主体扩散，并被气流带走。干燥是热、质同时传递的过程干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿份（载湿体）的介质。,注意：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。,干燥过程,热空气流过湿物料表面,热量传递到湿物料表面,湿物料表面水分汽化并被带走,表面与内部出现水分浓度差,内部水分扩散到表面,传热过程,传质过程,传质过程,干燥过程推动力,传质推动力：物料表面水分压P表水 热空气中

3、的水分压P空水传热推动力：热空气的温度t空气 物料表面的温度t物表,对流干燥过程实质,二、干燥设备的选用,干燥器,干燥器：实现物料干燥过程的机械设备。,被干燥物料的特点：,形状：有板状、块状、片状、针状、纤维状、粒状、粉状，膏糊状甚至液状等；结构：多孔疏松型，紧密型；耐热性：热敏性；结块：易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散，散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。,对产品的要求：,干燥程度：脱除表面水分，结合水分甚至结晶水分。要求的平均湿含量和干燥均匀性。外观：一定的晶型和光泽，不开裂变形等。,由于物料的多样性，年生产能力也有很大差别，故干燥器的形式也很多。,干燥器,按加热方式可将

4、干燥器分为：,干燥器的选型应考虑以下因素：,(1)对流干燥器，如：洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器等；(2)传导干燥器，如：滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等；(3)辐射干燥器，如：红外线干燥器；(4)介电加热干燥器，如：微波干燥器。,(1)保证物料的干燥质量，干燥均匀，不发生变质，保持晶形完整，不发生龟裂变形；(2)干燥速率快，干燥时间短，单位体积干燥器汽化水分量大，能做到小设备大生产；(3)能量消耗低，热效率高，动力消耗低；(4)干燥工艺简单，设备投资小，操作稳定，控制灵活，劳动条件好，污染环境小。,气流干燥器,气流干燥器的结构与流程：,1-空气过滤器

5、 2-空气加热器 3-加料器 4-风机 5-干燥管 6-旋风分离器 7-除尘器,气流干燥器的缺点,(1)物料停留时间短，只适合于干燥非结合水分的干燥，故常被用作物料的预干燥；(2)颗粒破碎现象比较严重，颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞与摩擦频繁。故不适合于干燥晶形不允许破坏的物料；(3)气固两相分离任务很重，固体产品的放空损失较大，粉料排空对环境造成一定污染；(4)气固两相接触时间短，传热不充分，气体放空损失大，热效率较低；(5)气体通过干燥系统的流动阻力较大，因而风机的动力消耗较高，故总能耗较高。,加速运动段是气流干燥器最有效的干燥区段，一根 10m 长的气流管，80%左右的水分量是在长约

6、2m 左右的加速段汽化干燥的。,气流干燥器的传热强化,(1)多级气流干燥器,(2)脉冲式气流干燥器,(3)旋风式气流干燥器,将多台气流干燥串联使用，总管长相同的情况下，加速段增加。且各干燥器可选择合适的气体条件，有利于热能的回收和合理利用。在淀粉、奶粉生产中被广泛采用。,脉冲管内气速随管径变化而交替地增大和减小。由于惯性的作用，颗粒运动速度滞后气体，使气固两相的相对速度增加。,类似于旋风分离器，但更长，气流携带固体颗粒沿切线方向进入后作螺旋运动，使物料在瞬间得到干燥。适用于允许磨损的热敏性物料（如制药行业）。,散粒状湿物料从加料口加入，热气体穿过流化床底部的多孔气体分布板，形成许多小气流射入物

7、料层。将操作气速控制在一定范围内时，颗粒物料悬浮在上升的气流中形成沸腾状流化床，料层内颗粒物料的相互碰撞、混合剧烈，气固两相间的传热传质过程得到强化，使物料得以干燥。干燥产品经床侧出料管卸出，湿废气体由引风机从床层顶部抽出排空，用旋风分离器分离所夹带的少量细微粉。,流化床干燥器,又称为沸腾床干燥器，是流态化技术在干燥作业上的应用。,结构及操作原理,湿物料,废气,热空气,干品,流化床干燥器,流化床干燥器的特点,(1)气流干燥与流态化干燥的区别在于操作气速不同。气流管中颗粒浓度较低，流化层中颗粒浓度较大；(2)流化床操作气速低，但颗粒浓度高，气固接触面积很大，颗粒剧烈运动使气膜受到强烈冲刷，表面更

8、新速率很快，传热传质速率很高，体积传热系数 a 可达23007000 W/(m3K)；(3)物料颗粒的剧烈运动和相互混合使床内各处的温度均匀一致，避免了物料的局部过热，为物料的优质干燥提供了条件；(4)物料停留时间任意可调，特别适合于干燥结合水分；(5)连续操作时物料的停留时间分布很不均匀，部分物料因停留时间过短而干燥不充分，部分颗粒因停留时间过长而过分干燥。单层流化床仅用于对产品湿含量的均匀性要求不高的场合，如硫铵、磷铵和氯化铵等的干燥。,工业上常将流化床干燥器与气流干燥器串联使用，利用气流干燥的闪蒸作用，迅速使物料的表面水分汽化，然后送入流化床干燥器中进一步脱除物料所含的结合水分。,流化床

9、干燥器的工艺流程,XF系列沸腾干燥器常州优力干燥设备有限公司,流化床干燥器的用途,流化床干燥器适用于散粒状物料的干燥。物料的粒径一般为 0.16 mm，最佳粒径为 0.53 mm。,(1)医药药品中的原料药、压片颗粒、中药冲剂；(2)化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的干燥除湿；(3)食品、粮食加工、食品饮料冲剂、玉米胚芽、饲料等的干燥。,停留时间不均匀问题的解决方法,多层流化床,固体在每一层完全混合，但层与层之间不相混。改善了物料停留时间的分布，层数越多，产品湿含量愈均匀。国内使用五层流化床干燥涤纶切片，效果很好。气固两相逆流流动，有利于降低产品的湿含量，且可使热量的利用更加

10、充分。多层流化床特别适合于产品湿含量较低、冷物料不能承受强烈干燥而干物料可以耐高温的场合。多层床其结构复杂，气体的流动阻力也较大，因而限制了多层流化床的应用。,主要问题：控制物料顺利流至下一层的量，且不使气体沿溢流管短路跑掉。在应用中常因操作不当而不能正常生产。,可按需将床层分隔成 36 室，最多可达 12 室（如聚丙烯流化床干燥器）。物料依次通过各室，最后翻过堰板卸出。多个全混室串联的结果使物料的停留时间分布接近活塞流。各室气体流速、温度可灵活调节，以形成最佳流化状态和干燥条件，气体压降比多层床低，操作稳定性也好，但热效率不及多层床高。,停留时间不均匀问题的解决方法,卧式多室流化床,流化床干

11、燥器结构简单，造价较低，可动部件少，维修费用低，物料磨损较小，气固分离比较容易，传热传质速率快，热效率较高，物料停留时间可以任意调节，因而这种干燥器在工业上获得了广泛的应用，已发展成为粉粒状物料干燥的最主要手段。,厢式(室式)干燥器,小型的称为烘箱，大型的称为烘房，可同时处理多种物料。通常在常压或真空下间歇操作。厢内设有支架，湿物料放在矩形浅盘内，或悬挂在支架上(板状物料)，空气经加热器预热并均匀分配后，平行掠过物料表面，离开物料表面的湿废气体，部分排空，部分循环，与新鲜空气混合后用作干燥介质。,厢式干燥器的特点,对各种物料的适应性强，但物料得不到分散，气固两相接触不好，干燥时间长。可用多孔底

12、板浅盘，使气体自上而下穿流通过物料层(穿流型厢式干燥器)，以提高干燥速率。,优点：对物料适应性强，可以用于各种物料的干燥，适用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。缺点：热效率较低，产品质量不易均匀。,耙式真空干燥机,结构及工作原理,利用物料中的水份在真空状态下沸点降低的特点进行干燥。设备用蒸汽夹套间接加热，水份受热蒸发并被及时抽除。在干燥机壳体内部，耙齿通过传动轴带动，耙齿端与轴线设计有一定夹角，主轴通过正向反向转动使物料沿轴向移动以利于干燥及出料。,耙式真空干燥机,应用范围,(1)特别适用于干燥热敏性物料，在高温下易氧化的物料、或干燥时易板结的物料，以及干燥中排出的蒸汽须回收的物料。(2)

13、干燥完毕后物料为粉末状，所以对于成品为粉末状的物料较为适用，干燥完毕后可直接包装，无需粉碎。(3)进料含水率可达90%，被干燥物料有浆状、膏状、粒状、粉状或纤维状，干燥后物料水份可达1%，甚至0.5%。,特点,(1)适用性强，干燥速度快。由于耙式干燥机利用夹套加热，较高真空排气，所以几乎对所有不同性质、不同状态物料都适用，特别适用于易爆、易氧化物料；(2)产品质量高，干燥过程耙齿不断正反转动，物料搅抖均匀；(3)蒸汽耗量小；(4)易于操作，可回收挥发气体，减少了对环境的污染。,双锥回转真空干燥机,工作原理：双锥回转真空干燥机为双锥形的回转罐体，罐内在真空状态下，向夹套内通入蒸汽或热水进行加热，

14、热量通过罐体内壁与湿物料接触，湿物料吸热后蒸发的水汽，通过真空泵经真空排气管被抽走。由于罐体内处于真空状态，且罐体的回转使物料不断的上下内外翻动，故加快了物料的干燥速度，提高干燥效率，达到均匀干燥的目的。,系统结构图：,双锥回转真空干燥机,1、真空双锥回转干燥机；2、管道；3、净化气系统；4、冷却水系统；5、冷凝器6、真空抽气系统；7、蒸汽源；8、水池；9、电控系统；10、加热系统,双锥回转真空干燥机,1、真空管2，17、小支架；3，15、大支架4，1 6、大轴承；5、大链轮；6、左回转轴；7、小轴承；8、抽空管；9、压力表；10、真空表；11、温度表；12、盖板；13、筒体；14、右回转轴；

15、18、套管；19、卡子；20、装料盖板；21、出料盖板；22铰链,结构图,双锥回转真空干燥机,适用范围：适用于医药、食品、化工等行业的粉状粒状物料的真空干燥和混合，尤其适用有下列要求的物料：,1不能接受高温的热敏性物料2容易氧化，有危险的物料 3需回收溶剂和有毒气体的物料 4要求残留挥发物含量极低的物料 5对结晶形状有要求的物料,双锥回转真空干燥机,特点：双锥回转真空干燥机是集混合干燥于一体的新型干燥机。将冷凝器，真空泵与干燥机配套，组成真空干燥装置。(如不需回收容剂，冷凝器可不用)本机设计先进，内部结构简单，清扫容易，物料能全部排出，操作简便。能降低劳动强度改善工作环境。同时因容器本身回转时

16、物料亦转动且器壁上不积料，故传热系数较高，干燥速率大、不仅节约能源，而且物料干燥均匀充分，质量好。可广泛应用于制药、化工、食品、染料等行业物料的干燥。符合药品管理规范“GMP”的要求,双锥回转真空干燥机,操作规程 1、开车前检查:a、开启真空泵检查，管道连接处、填料函是否泄漏，进、出料口密封是否良好，真空表反应是否灵敏。b、开启冷却水阀门检查载热管道连接处，填料函是否泄漏，压力表反应是否灵敏。c、检查电控柜各仪表、按钮、指示灯是否正常，检查接地线是否良好，有无漏电，短路现象存在。d、在各由怀中加满润滑脂，起动电机空车运转，听噪声是否正常，若不正常，应检查出噪声的来源，并加以排除,双锥回转真空干

17、燥机,2、将需干物料加入容器内（粉状、细小粒状、浆状物料采用真空进料），然后关闭进料孔盖。3、关闭排真空阀后，开真空泵，使干燥容器内呈负压（600 755 mmHg）。4、合上电源开关，启动电机，按下工作电钮，干燥机开始旋转工作。5、开启载热体阀门，让载热体进入干燥容器夹层内，按工艺要求验测。6、物料干燥完成后，先关闭载热体阀门，然后向夹层内注入冷却水，待物料冷却到常温后，停止抽真空。开启排真空阀，关电饥，停止干燥机旋转，将出料口转至出料位置，打开孔盖出料。,双锥回转真空干燥机,双锥回转真空干燥机在应用中的常见问题：装料量 由于该设备的装料量与物料的堆密度(指单位体积的物料质量)有关，一般情况

18、下，设计时物料比重按0.6gcm3来计算。如果超出这个比重，在实际生产中仍按原有理论量来装料，一则会影响物料的干燥效率；二则长时间运转则导致电机、减速机以及链轮链条等寿命降低，直至无法使用。另外，有的生产厂家为了追求产量以及工人盲目操作，不顾其充填率(实际装料容积与干燥简体容积之比)，进而导致双锥回转真空干燥机的设备运行与产品质量问题不断。值得一提的是：双锥回转真空干燥机充填率通常为3050之间。,双锥回转真空干燥机,“放空现象”一旦使用不当时，双锥回转真空干燥机在干燥过程中会出现如真空管弯曲、密封套损伤、过滤头变形乃至断裂等现象，这就是由于在干燥过程中放入外界空气(简称放空)进入罐体反冲过滤

19、头，此时罐体内已达到较高的真空度，会引起正负气流的强大冲击而损坏抽真空系统。值得注意的是：在物料干燥完毕后需要放空罐体，排空时一定要用排空阀控制其流量，即先把阀门少许打开，待罐内真空度逐渐降低后再慢慢加大。,双锥回转真空干燥机,真空度达不到要求或过高 双锥回转真空干燥机在干燥过程中往往会出现真空度不够或过高，这通常有3个方面的原因：(1)真空端机械密封泄露；(2)真空管道泄露或堵塞；(3)过滤器堵塞。这就需要在使用过程中进行检查，同时要进行维护保养、清洗等,双锥回转真空干燥机,噪声过大与进，出料口泄漏(1)由于地脚松动、蜗轮减速机损坏、轴承管损坏、蜗轮减速机链条太松或太紧等原因而引起噪声过大，只需定期检查，及时排除故障即可。(2)进、出料口泄漏正常情况是由于密封条损坏，只要将其更换即可,