干燥技术与装备的进展    □阎红  王喜忠
    □阎红  王喜忠    一、干燥设备进展
    一、干燥设备进展    ２０年来，我国干燥设备取得了巨大的进步。除了特大型的和特
    ２０年来，我国干燥设备取得了巨大的进步。除了特大型的和特殊需要的少量干燥机之外，干燥装置大批进口的时代已经结束。许多干燥机，如喷雾干燥机、旋转快速干燥机、粮食干燥机、振动流化床干燥机、带蒸汽加热管的回转干燥机等干燥机主机已接近国外的当代水平。    目前干燥机品种比较齐全，某些品种有一定批量的生产能力，绝
    目前干燥机品种比较齐全，某些品种有一定批量的生产能力，绝大部分产品可以满足国内市场的需要，个别产品已开始出口。    １．喷雾干燥
    １．喷雾干燥    喷雾干燥是干燥设备中发展最快、应用最广的一种。染料厂、奶
    喷雾干燥是干燥设备中发展最快、应用最广的一种。染料厂、奶粉厂及洗衣粉厂等都有这种设备。目前在染料、塑料、医药、农药、食品、水产、林业、渔业、陶瓷、冶金、电子、球形催化剂制备、屠宰场副产品等，大约有数百种产品可用喷雾干燥法制得。    喷雾干燥常用的雾化器有３种，即气流式、压力式和旋转式。
    喷雾干燥常用的雾化器有３种，即气流式、压力式和旋转式。    （１）气流式喷雾干燥
    （１）气流式喷雾干燥    由于气流式雾化器的动力（压缩空气）消耗比压力式和旋转式大
    由于气流式雾化器的动力（压缩空气）消耗比压力式和旋转式大约５倍，故一般用于干燥小批量的产品。气流式喷嘴能很方便地产生极细的或较大的雾滴，是实验室或中间工厂的一种较为理想的干燥设备。对非牛顿型料液的雾化，气流式优于其他型式。三流体喷嘴用于雾化高粘度的糊状物或滤饼等是非常有效的。    我国的喷雾干燥始于气流式喷嘴，对于气流式喷嘴的设计、制造
    我国的喷雾干燥始于气流式喷嘴，对于气流式喷嘴的设计、制造和操作，积累了较丰富的经验。    （２）压力式喷嘴的喷雾干燥
    （２）压力式喷嘴的喷雾干燥    由于颗粒状产品如速溶奶粉、空心颗粒染料、球状催化剂、白炭
    由于颗粒状产品如速溶奶粉、空心颗粒染料、球状催化剂、白炭黑、颗粒状铁氧体等需要量日益增多，促使压力式喷雾干燥装置也随之发展。我国已设计、制造出百台以上的各种尺寸的压力喷雾干燥装置，现已掌握了此种型式的设计、制造和操作技术。设计与制造了大型压力式喷雾干燥装置，小时喷雾量可达几吨至十几吨，能够满足各行业的需要。在工业生产上，一个塔内可装入几个乃至十几个喷嘴，可保持与实验条件完全相符，基本上不存在放大问题。    （３）旋转式雾化器的喷雾干燥
    （３）旋转式雾化器的喷雾干燥    旋转式雾化器是依靠雾化盘的高速旋转产生的离心力，将料液水
    旋转式雾化器是依靠雾化盘的高速旋转产生的离心力，将料液水平甩出而雾化，故此种雾化器的喷雾干燥塔的外形为短而粗（Ｌ／Ｄ＝１．５～２，Ｌ-塔高，Ｄ-塔径），而喷嘴型的喷雾干燥塔的外形为细长形（Ｌ／Ｄ＝５～１０）。旋转盘的圆周速度是雾化好坏的主要参数，设计的圆周速度为９０～１６０ｍ／ｓ。    雾化盘除了直接加工成圆形孔和矩形通道外，为了抗磨损，将通
    雾化盘除了直接加工成圆形孔和矩形通道外，为了抗磨损，将通道衬上耐磨材料，如陶瓷、硬质合金等。    我国现已全部掌握此型干燥机的设计方法。此型喷雾干燥装置的
    我国现已全部掌握此型干燥机的设计方法。此型喷雾干燥装置的型号比较齐全，可以供应喷雾量１０ｔ／ｈ以下的成套设备（江苏省锡山市林洲干燥机厂型号齐全，可供应全套设备）。    对大喷雾量（每小时几吨至百吨）的工业喷雾干燥，如火力发电
    对大喷雾量（每小时几吨至百吨）的工业喷雾干燥，如火力发电厂的烟道气脱硫等，用旋转雾化器是比较简单的，只需要一个雾化器便可完成。    喷雾干燥技术总的发展趋势是提高产品质量，降低产品能耗及扩
    喷雾干燥技术总的发展趋势是提高产品质量，降低产品能耗及扩大应用范围。    ２．流化床干燥器
    ２．流化床干燥器    流化床干燥器的进展也很迅速，仅次于喷雾干燥。现介绍在普遍
    流化床干燥器的进展也很迅速，仅次于喷雾干燥。现介绍在普遍流化床基础上的改进型式。    （１）搅拌流化床
    （１）搅拌流化床    若被干燥物料的湿分较大且易结块时，应在加料段设置搅拌器，
    若被干燥物料的湿分较大且易结块时，应在加料段设置搅拌器，这样可防止死床，维持长时间运转。    （２）振动流化床干燥器
    （２）振动流化床干燥器    振动流化床是在普通流化床上施加振动而成。在此床中，物料的
    振动流化床是在普通流化床上施加振动而成。在此床中，物料的流态化和输送主要是靠振动来实现，而热空气主要用来传热和带走湿分，这就显著地降低热空气用量，节省能量。    近１０年来，振动流化床干燥器在我国获得了迅速的推广和应用。
    近１０年来，振动流化床干燥器在我国获得了迅速的推广和应用。    （３）旋转快速（也称旋转闪蒸）干燥机
    （３）旋转快速（也称旋转闪蒸）干燥机    此机型具有下述特点：①干燥器底部设计成锥形断面，建立起空
    此机型具有下述特点：①干燥器底部设计成锥形断面，建立起空气的速度梯度（由下至上空塔速度逐渐变小），使底部的大颗粒和上部的小颗粒均能流态化；②内设搅拌装置（转速５０～５００ｒ／ｍｉｎ），促进气固接触，粉碎大块物料，加速干燥；③热风高速（环隙风速３０～６０ｍ／ｓ）与搅拌器同方向旋转地进入干燥室底部，有利于粗颗粒的流态化；④在干燥器底部的高温区，设置冷空气夹套保护，防止壁上物料过热，可以干燥热敏性物料；⑤在其顶部设置分级器，可控制颗粒大小；⑥干燥器温度分布均匀，接近出口温度。    我国可以提供直径１４００ｍｍ以下的全套装置。它适用于滤饼
    我国可以提供直径１４００ｍｍ以下的全套装置。它适用于滤饼及糊状物的干燥，其突出优点是设备体积小，生产能力大，是９０年代推广的干燥设备之一。    （４）具有内换热的流化床干燥器
    （４）具有内换热的流化床干燥器    在流化床内设置内换热器，向其内通入蒸汽或其他热介质，间接
    在流化床内设置内换热器，向其内通入蒸汽或其他热介质，间接供给床层所需的部分或大部分热量，而热空气的主要作用是使床层流态化，这可达到明显节能目的。    内换热管可以旋转，既起换热又起搅拌作用。内换热器一般是不
    内换热管可以旋转，既起换热又起搅拌作用。内换热器一般是不动的，它不仅向床层供给热量，而且还起内部构件的作用。当床层需要热量很大而使床层流态化的风量又需很小时，采用内换热器的方案是最佳的选择。    ３．流化床喷雾造粒干燥器
    ３．流化床喷雾造粒干燥器    这是一种设备体积小、生产能力大的值得推广的干燥设备之一。
    这是一种设备体积小、生产能力大的值得推广的干燥设备之一。它是将液体用喷嘴雾化后，喷洒在已被热空气流化的晶种床层中，将造粒、混合和干燥操作在１个设备内完成，也称一步造粒干燥法。此种设备能将液态物料干燥成大颗粒状产品，在医药、食品及化工生产中推广使用。    流化床喷雾造粒产品的平均粒径为０．３～３.０ｍｍ， 大者可
    流化床喷雾造粒产品的平均粒径为０．３～３.０ｍｍ， 大者可达８～２０ｍｍ。可用调节操作参数来控制粒径之大小。如尿素的流化床喷雾造粒法制取的产品，其粒径可达８～２５ｍｍ。    在中、小型流化床喷雾造粒器内，有时在筛板上部设置搅拌装置，
    在中、小型流化床喷雾造粒器内，有时在筛板上部设置搅拌装置，强制混合，防止死床。它可间歇或连续操作。日产１７６５ｔ的尿素流化床喷雾造粒机是连续操作的。    ４．气流干燥器
    ４．气流干燥器    气流干燥是一种操作简单、生产能力大及运转可靠的干燥设备。
    气流干燥是一种操作简单、生产能力大及运转可靠的干燥设备。气流干燥比较成熟，只要实验室作出干燥数据，便可进行工业装置的设计与施工，一般均一次开车成功。    目前有下述３种改进型式：①在干燥管上设置脉冲管（扩大管），
    目前有下述３种改进型式：①在干燥管上设置脉冲管（扩大管），提高传热效果；②当产品水分含量要求不是太低时，采用旋风气流干燥器及套管型气流干燥器；③当场地高度有限制时，可作成环形气流干燥器（普通型、分级型及粉碎型）。    当产品水分含量要求很低而一个气流干燥器又不能完成时，应当
    当产品水分含量要求很低而一个气流干燥器又不能完成时，应当采用二级干燥法，第二级为流化床干燥（振动或不振动均可）。    ５．带水蒸气加热管的回转圆筒干燥器
    ５．带水蒸气加热管的回转圆筒干燥器    在回转壳体的内部，以同心圆方式排列成２～４圈的加热管，管
    在回转壳体的内部，以同心圆方式排列成２～４圈的加热管，管内通入水蒸气或其他热载体，以热传导的方式加热被干燥物料。在石油化工厂中，干燥低压聚乙烯及对苯二甲酸等采用它。当除掉的湿分为有机蒸气时，采用Ｎ２气闭路循环系统。热量主要是加热管供给，故属于节能型的设备。    过去，石油化工厂的此型设备全部是进口。目前，我国已开始向
    过去，石油化工厂的此型设备全部是进口。目前，我国已开始向石油化工厂供应此型设备，运转良好。    ６．桨叶式干燥机
    ６．桨叶式干燥机    它是一种连续操作的干燥机。用于石油化工厂的聚丙烯的干燥并
    它是一种连续操作的干燥机。用于石油化工厂的聚丙烯的干燥并回收有机溶剂，也用于染料厂滤饼的干燥及城市污泥的处理。    这种干燥器是卧式结构，在筒体上设置加热夹套，在空心轴上设
    这种干燥器是卧式结构，在筒体上设置加热夹套，在空心轴上设置空心桨叶，在干燥器运转时，将热载体（水蒸气、热水等）通入夹套、空心轴及空心桨叶内，供给物料干燥所需的全部热量；同时在干燥器内通入极少量的空气（或Ｎ２气）带走干燥时蒸发出来的水蒸气（或有机蒸气）。搅拌以使物料与器壁内表面、物料与桨叶外表面之间接触良好，混合均匀，加快传热。此型干燥器为传导加热方式，排气量少，对环境保护有利。由于热效率较高，是９０年代推广的节能型干燥设备之一。    以上为发展比较快的机型，其他如圆盘干燥机、振动流动干燥机、
    以上为发展比较快的机型，其他如圆盘干燥机、振动流动干燥机、管束式干燥机等不再介绍。    二、今后继续开发和研究的课题
    二、今后继续开发和研究的课题    ①积极开发专用干燥机；
    ①积极开发专用干燥机；    ②开发和研究过热蒸气干燥技术；
    ②开发和研究过热蒸气干燥技术；    ③冷冻干燥过程的节能研究；
    ③冷冻干燥过程的节能研究；    ④流化床喷雾造粒的应用基础理论及放大的研究；
    ④流化床喷雾造粒的应用基础理论及放大的研究；    ⑤开发对撞流干燥技术；
    ⑤开发对撞流干燥技术；    ⑥在干燥（设计、研究及操作等）领域内推广、应用计算机技术。
    ⑥在干燥（设计、研究及操作等）领域内推广、应用计算机技术。