干燥设备的选型和应用原理(二),

   干燥机选择一般会涉及这样几个题目：
    1、 物料形态
    干燥设备选型主要是根据被干燥物料的形态来确定，物料形态不仅决定其干燥方式，同时对干燥机的干燥效率、干燥质量、干燥均匀性及进、出料装置等都有很大的影响，所以如工艺答应，对被干燥的物料应尽可能采取粉碎、筛分、切短等预处理。因此干燥设备不仅仅是一个选型的题目，还应该制定科学的干燥工艺，才能达到满足的效果。
    2、 影响干燥机生产能力的因素
    由于同种干燥方法，干燥脱水一公斤所消耗的热能基本一致，而干燥机所配套热源（热风炉、蒸汽散热器等）容量也是一定的，因此干燥机的主要技术指标--干燥能力往往以每小时的脱水量（或最大脱水量）为依据。此指标是在一定条件下测定的，如湿物料种类、初始含水率、终极含水率、热风温度、环境温湿度等。其中只要有一个条件发生变化，对干燥机生产能力就都有影响，有时影响还较大。下面分别说明。
    （1） 湿物料种类
    湿物料种类这里是指物料与水分的结合形式。湿物料可以分为①毛细管多孔物料，水分主要靠毛细管力而结合在物料中，如砂子、二氧化硅、活性炭、素烧陶瓷等，水分与物料的结合强度较小，干燥较轻易；②胶体物料，水分与物料的渗透结合形式占主导地位，如胶、面粉团等，这种物料一般表现粘度大，水分与物料的结合强度较大，干燥较困难；③毛细管多孔胶体物料，则具有以上两类物质的性质，如泥煤、粘土、木材、织物、谷物、皮革等这类物料种类最多，但此类物料之间的水分结合形式也有差别，决定了在同等条件下脱水的难易也不相同。
    物料的形态对干燥也有很大的影响，如颗粒物料，颗粒大比颗粒小难干燥，而大块料，厚度小比厚度大轻易干燥。
    （2） 湿物料含水率  

    含水率（湿含量）是水分在湿物料总重中所占的百分率。

    Ｗ×１００ Ｗ×１００

    　 ｍ = ———————— ＝ ———————— （％）

    Ｇ Ｇｏ＋Ｗ
   　
    式中：W--水分重量；

    G--湿物料重量；

    G0--尽干物料重量。
    初始含水率是指进进干燥机之前湿物料的含水量，通常是湿物料只要能在干燥机内工作，初始含水率越高，干燥机所表现出来的脱水能力就发挥得越充分。反过来说，初始含水率越高，终极含水率一定时，干燥机越能达到最大脱水能力，但出干料量反而下降。
    例如：某台干燥机设计脱水能力为100kg/h，当初始含水率为40％左右时，干料产量为200 kg/h。假定干燥脱水能力保持100kg/h和干料含水率12％不变，根据：干燥前湿物料中尽干物质重量＝干燥后干物料中尽干物质重量，可计算出不同湿物料含水率情况下的相应干燥产量，列表如下：
    干燥脱水能力初始含水率干料含水率湿物料产量干料产量
    100 kg（水）/h35％↑ 12％382.6 kg/h282.6 kg/h ↓

    40％314.3 kg/h214.3 kg/h

    45％266.7 kg/h166.7 kg/h

    50％231.6 kg/h131.6 kg/h

    55％204.7 kg/h104.7 kg/h

    60％183.3 kg/h83.3 kg/h
    说明：上表为某干燥机干燥脱水能力为100 kg/h时，在不同初始含水率情况下的干料产量从上表可以看出,湿料含水率增加，干燥机干燥能力（脱水能力）保持不变时,实际生产干料产量会相应下降很多，这是干燥机选型和使用时应特别留意的。
    （3） 终极含水率
    一般干燥后段均处于降速干燥阶段，要求终极含水率越低，干燥难度就越大，所需干燥时间越长、热效率也越低，因此也影响产量。
    （4） 热风温度
    热风温度或称干燥介质温度，是干燥中最敏感的一个条件。热风温度越高，则所含热能越多，同时热风的相对湿度也越低，吸收水分、携带水分的能力也越强，非常有利于干燥，而且干燥热效率也很高。在很多干燥设备中，当其它条件不变，干燥机的脱水能力基本与热风温度的变化成正比。在选择干燥设备时，一定要对破坏物料的极限温度有充分的数据，在物料答应的情况下，尽量选择高温介质。特别应留意的是，很多种干燥方法，特别是快速干燥，干燥后的物料温度大大低于干燥介质温度，例如气流干燥机热风温度固然高达250℃以上，而出料温度一般均在60℃以下。
    （5） 环境温湿度
    这里主要是指天气的变化对干燥的影响，一般干燥机都是以大气加热作干燥介质的，大气的温度越高，湿度越低，就越有利于干燥，而南方春夏季，天雨湿润，空气湿度很大，就不利于干燥性能力的发挥，影响产量。
    我国幅员辽阔,南北方空气湿度相差很大。在南方某些地方，冬季的湿度仅为0.008 kg水/kg尽干空气，而到春夏季，其大气湿度却高达0.025 kg水/kg尽干空气，是前者的三倍多，因此，在较低排气温度﹙＜90℃﹚下操纵的热风干燥，在春夏季时大气湿度增高，其干燥速率必然下降，而所需的时间将上升。由于大气湿度的增高，物料的平衡水含量亦必然上升，这些因素均将使干燥产量下降，在某些情况下会使产量下降50％以上。热源的选择
    作为干燥设备配套的热源设备很多，通常是按消耗的燃料来分类，有燃煤、燃油、燃气、电力等，按换热情况又可分为干燥介质直接加热和间接加热。
    譬如锅炉加热水形成水蒸汽，水蒸汽再通过散热器加热干燥介质，这就是两次间接加热，这种方式总的热效率很低，仅40％左右，在某些工厂生产中有多处用热门，为便于集中供热和治理，采用较多。
    燃煤热风炉有间接加热的和直接用燃烧烟气作干燥介质的（直火炉），间接加热的热空气清洁干净，热效率60～70％。而直接加热的因受烟尘的污染而影响产品质量，但热能利用很充分，热效率很高，对干燥时物料中混进少量烟尘而无影响时，可优先采用。油燃烧器目前也使用越来越多，具有操纵简便、升温迅速、温度稳定、控制方便的优点，且使用本钱较低。
    热源选择公道与否影响很大，涉及到设备的投资用度、热风温度、物料的干燥质量、干燥本钱、环境保护、职员劳动强度、自动控制水同等。
    关于干燥设备的保温
    干燥设备的保温投进的用度不高，但干燥机的热效率一般可以进步10－30％，所以应引起足够的重视。
    排出物料的回收
    所有的干燥设备都有排湿口，特别是采用热风干燥方式，排湿口或多或少总会夹带一些超细粉末物料。对一些价值较高或排放量有限制的物质，物料的回收显得格外重要。物料的回收有专门的装置，在干燥系统中，对干燥机的工作参数有影响，在设备选型时要一并考虑。
    干燥设备选型前的计算
    1、 物料含水率

    Ｗ×１００ Ｗ×１００

    ｍ = —————— ＝ —————— （％）

    Ｇ Ｇｏ＋Ｗ 　   

    式中：W--水分重量，kg；

    G--湿物料重量，kg；

    Go--尽干物料重量，kg。

    2、 干燥脱水量

    不计干燥中物料的损耗（一般仅有尾气中带有很微量的超细粉末，可以忽略不计），则：

    干燥前湿物料中尽干物质重量＝干燥后干物料中尽干物质重量，

    即：

    G1×（1－ｍ1）＝ G2×（1－ｍ２）

    式中：G1--湿物料产量，kg/h；

    G2--干燥后物料产量，kg/h；

    ｍ1--湿物料含水率；

    ｍ2--干燥后物料含水率；

    上式中，G2、ｍ1、ｍ２均为已知，可计算得出G1，那么：

    干燥脱水量

    W0 ＝ G1 － G2 （kg/h）  

    前面已先容，干燥机的生产能力受物料种类、外形、初始含水率变动、热风温度、环境空气温湿度等很多因素的影响，为了确保干燥生产能力稳定正常，一般应该将计算的干燥脱水量放大20～30％来进行干燥机选型，即：  

    选用干燥机脱水量 ＝W0 (计算干燥脱水量)× （ 1.2 ～ 1.3 ） 

    否则，因受前述因素的影响，就可能造成有时生产能力达不到预计的产量，而影响全生产线的正常生产。  

    干燥设备选型时，首先应按湿物料的形态对干燥机机型进行初选，而后根据处理量的大小计算出所需小时脱水量并放大20～30％来确定干燥机脱水量，另外还须考虑自身生产条件、投资大小、工人素质、卫生要求等，选择操纵方式（连续或间接）、热源（蒸汽散热器、热风炉、油燃烧等）、设备材质（普通碳钢、铝材、不锈钢）等。信息