空氣干燥機與空氣干燥器的原理特點及應用領域

空氣干燥機與空氣干燥器的原理特點及應用領域

　　近代空氣干燥機開始使用的是間歇操作的固定床式空氣干燥機。19世紀中葉，洞道式空氣干燥機的使用，標志著空氣干燥機由間歇操作向連續(xù)操作方向的發(fā)展。回轉圓筒空氣干燥機則較好地實現(xiàn)了顆粒物料的攪動，干燥能力和強度得以提高。一些行業(yè)則分別發(fā)展了適應本行業(yè)要求的連續(xù)操作空氣干燥機，如紡織、造紙行業(yè)的滾筒空氣干燥機。

　　20世紀初期，乳品生產開始應用噴霧空氣干燥機，為大規(guī)模干燥液態(tài)物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術的發(fā)展，高強度、高生產率的沸騰床和氣流式空氣干燥機相繼出現(xiàn)。而冷凍升華、輻射和介電式空氣干燥機則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發(fā)展了遠紅外和微波空氣干燥機。

　　干燥過程需要消耗大量熱能，為了節(jié)省能量，某些濕含量高的物料、含有固體物質的懸浮液或溶液一般先經機械脫水或加熱蒸發(fā)，再在空氣干燥機內干燥，以得到干的固體。

　　干燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在制作木模、木器前的干燥可以防止制品變形，陶瓷坯料在煅燒前的干燥可以防止成品龜裂。另外干燥后的物料也便于運輸和貯存，如將收獲的糧食干燥到一定濕含量以下，以防霉變。由于自然干燥遠不能滿足生產發(fā)展的需要，各種機械化空氣干燥機越來越廣泛地得到應用。

　　在干燥過程中需要同時完成熱量和質量(濕分)的傳遞，保證物料表面濕分蒸汽分壓(濃度)高于外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高于物料溫度。

　　熱量從高溫熱源以各種方式傳遞給濕物料，使物料表面濕分汽化并逸散到外部空間，從而在物料表面和內部出現(xiàn)濕含量的差別。內部濕分向表面擴散并汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的干燥。

　　物料的干燥速率取決于表面汽化速率和內部濕分的擴散速率。通常干燥前期的干燥速率受表面汽化速率控制；而后，只要干燥的外部條件不變，物料的干燥速率和表面溫度即保持穩(wěn)定，這個階段稱為恒速干燥階段；當物料濕含量降低到某一程度，內部濕分向表面的擴散速率降低，并小于表面汽化速率時，干燥速率即主要由內部擴散速率決定，并隨濕含量的降低而不斷降低，這個階段稱為降速干燥階段。

　　空氣干燥機可按操作過程、操作壓力、加熱方式濕物料運動方式或結構等不同特征分類。按操作過程，空氣干燥機分為間歇式(分批操作)和連續(xù)式兩類；

　　按操作壓力，空氣干燥機分為常壓空氣干燥機和真空空氣干燥機兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速干燥過程，且可降低濕分沸點和物料干燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空空氣干燥機適用于干燥熱敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及濕分蒸汽需要回收的場合；

　　按加熱方式，空氣干燥機分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式空氣干燥機又稱直接空氣干燥機，是利用熱的干燥介質與濕物料直接接觸，以對流方式傳遞熱量，并將生成的蒸汽帶走；傳導式空氣干燥機又稱間接式空氣干燥機，它利用傳導方式由熱源通過金屬間壁向濕物料傳遞熱量，生成的濕分蒸汽可用減壓抽吸、通入少量吹掃氣或在單獨設置的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類空氣干燥機不使用干燥介質，熱效率較高，產品不受污染，但干燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結構也較復雜，常在真空下操作；輻射式空氣干燥機是利用各種輻射器發(fā)射出一定波長范圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收后轉變?yōu)闊崃窟M行干燥；介電式空氣干燥機是利用高頻電場作用，使?jié)裎锪蟽炔堪l(fā)生熱效應進行干燥。

　　按濕物料的運動方式，空氣干燥機可分為固定床式、攪動式、噴霧式和組合式；按結構，空氣干燥機可分為廂式空氣干燥機、輸送機式空氣干燥機、滾筒式空氣干燥機、立式空氣干燥機、機械攪拌式空氣干燥機、回轉式空氣干燥機、流化床式空氣干燥機、氣流式空氣干燥機、振動式空氣干燥機、噴霧式空氣干燥機，以及組合式空氣干燥機等多種。

　　空氣干燥機的未來發(fā)展將在深入研究干燥機理和物料干燥特性，掌握對不同物料的A操作條件下，開發(fā)和改進空氣干燥機；另外，大型化、高強度、高經濟性，以及改進對原料的適應性和產品質量，是空氣干燥機發(fā)展的基本趨勢；同時進一步研究和開發(fā)新型高效和適應特殊要求的空氣干燥機，如冷凍除濕機、轉輪除濕機和空氣冷凍干燥機等。

　　空氣干燥機的發(fā)展還要重視節(jié)能和能量綜合利用，如采用各種聯(lián)合加熱方式，移植熱泵和熱管技術，開發(fā)太陽能空氣干燥機等；還要發(fā)展空氣干燥機的自動控制技術、以保證最優(yōu)操作條件的實現(xiàn)；另外，隨著人類對環(huán)保的重視，改進空氣干燥機的環(huán)境保護措施以減少粉塵和廢氣的外泄等，也將是需要深入研究的方向。