干燥过程原理研究概况和干燥机设备选型必读

干燥动力学研究概况 　　一个实际干燥过程的干燥动力学特性，可以用被干燥物料的平均湿含量一时间与平均温度一时间曲线（或干燥速率一平均湿含量曲线）来表达。一般的干燥过程可以分为一个“常速干燥段”和一个或两个“降速干燥段”。常速干燥段与降速干燥段的分界点称为：“临界点”，此时湿物料的平均湿含量称为”临界湿含量”。在常速干燥段，物料宝石在湿球温度不变，表面蒸发速率可由水蒸汽通过环绕气膜的扩散速率来确定。由于常速干燥过程段的机理明确、计算方法简单，同时在实际干燥过程对许多物料来说干燥段都短或根本不存在，因此干燥动力学的研究大多集中在降速干燥段。 　　由于物料的物理、化学、热特征性千差万别，湿物料的干燥过程很难用一个通用的物理机智来描述。R.B.Keey在他所著的《干燥原理与实践》一书中对多孔料中的湿分迁移过程进行了分析.他认为在常速干燥段如果物料最初是全湿的话,那么在液体压力梯度的作用下会有液相流动存在,非结合湿分以液态存在于物料表面和大毛细孔中的液体体积,此时物料的表面温度近似为湿球温度;而塑性物料的体积收缩近似等于蒸发掉液体的体积.。在降速干燥段初期（也称第一降速干燥段）湿分仍处于饱和蒸汽压下，湿分的迁移主要是毛细流动。随着湿含量的继续下降，液体在固体的骨架中形成液滴桥，此时开始了蒸汽相液相的同时迁移过程；即便在高度民主毛细系统中，只要存在1摄氏度/mm的温度梯度，就会有蒸汽相迁移。此时的物料温度回升至湿球温度以上。通常假设此阶段的湿分迁移为掖相扩展。随着干燥速率的急剧下降，标志着第二降速干燥段的开始，此时只有小毛细孔内存在水分。这些水分沿毛细孔壁或在液体桥间通过持续的蒸汽冷凝作用而缓慢迁移，水蒸汽分压下降。最后，在第三降速干燥段所有的干燥过程都发生在物料内部，基本上没有湿分通过物料表面的外逸过程，即湿分量不在降低，达到所谓的“平衡阶段”，此时物料捏蒸发的湿分量等于冷凝量，达到了动态平衡状态。上述对整个干燥过程的描述并不存在于所有的工业干燥过程；根据被干燥物料的特性和对产品更新换代最终湿含量的要求，很多工业干燥过程也许不存在常速干燥段和第三降速干燥段乃至第二降速干燥段。 　　多孔介质内部的湿分迁移机理研究概况 　　干燥中多孔固体物料内部的湿分迁移过程涉及掖相流动、毛细流动、蒸汽流动、掖相扩散、蒸汽扩散等诸多想象；在特定的干燥过程中，它们可能单一存在或多种现象并存，因此横难用一种通用的理论来描述。根据侧重点不同，在近一个世纪以来，人们提出了很多 描述多孔截止内部湿分传递的理论，如机遇浓度梯度的掖相扩散理论，基于蒸汽压梯度的蒸汽扩散理论，基于毛细力的掖相迁移理论，基于压力差的掖相或蒸汽流动理论，主要考虑气体分子与孔道壁面碰撞作用的Knudson扩散理论，考虑重心作用的有液相迁移理论主要应用以及与固体吸附扩散物质的表面理论等。 　　〔1〕液相扩散理论    液相扩散理论最早由Lewis提出，并获得Newan、Sherwood等许多研究者的支持和应用。他们认为，液相扩散理论是固体干燥过程质量传递的基本机理，过程可用Fick方程描述。由于Fick方程描述质量传递的主要推动力是扩散相浓并在预测许多固体物质干燥过程时出现了失效，因而受到许多人的批评。如Babbit就曾批评说：“固体扩展过程的推动力应该是压力而不是浓度，而压力和浓度之间很少呈线性关系”。还有人支出该理论的许多不足，如将干燥过程不同阶段的质量传递机理都归结于掖相迁移而没有考虑收缩，在应用Fick防尘时需做等温扩散的假定，等等。 　　（2）毛细流动理论      毛细流动现象是指由于液固两相分字间的相互吸引力而导致液体通过固体内缝隙的流动现象。毛细流动理论最早有碍Buckinghan加以分析。他提出了“毛细势”是不饱和毛细流动推动力的概念。他所说的毛细势”是只毛细孔中由于液相表面张力而形成的弯月形界面处汽液两相的蒸汽压差。根据上述概念他给出了计算水分通量的毛细流动防尘。在干燥中，毛细流动理论主要应用于高水分段的干燥过程，如纺织品、纸张、皮革以及细末粉、颜料、矿石、以及沙石等。当被干燥物质的湿含量较低〔低于该物质与大气环境状态下的平衡湿含量〕时，由于毛细力的作用以不明显，毛细流动力论不在用。 　　（3） 蒸发一冷凝理论     该理论认为多孔介质内部的湿分迁移完全以蒸汽的状态进行；干燥过程固体介质内部的扩散相处于不断蒸发和冷凝状态。Herry假定固体内部的蒸汽量随蒸汽浓度与温度呈线性变化，并句据此导出热质传递防尘。Gurr等人通过对土壤类不饱和多孔固体的实验观察证实，有温度梯度所引起的内部湿分移动不存在液相流；然而当存在压力梯读时湿分的迁移就完全以液相的形式进行。根据蒸汽一冷凝理论，多孔截止内部湿分迁移的形态只要取决于是否存在温度梯度，只有在温度梯度存在条件下才有湿分以蒸汽形态传递的可能性。为此，Yong建议用Lewis数大雨60时可以忽略温度梯度，不考虑蒸汽传递；而当Lewis数小于60时，则必须考虑蒸汽传递的影响。 　　（4）  Luikov理论      Luikov综合了上述各传递过程之机理，根据不可逆热里学原理与现象逻辑定律，人为驱动力与流量存在一定的线性关系，并存在总浓度梯度在的液态扩散和温度梯度下的蒸汽扩散。所有这些扩散相式均可以通过类似于Fick定律的方程式加以描述。同时忽略收缩和变形，并假设物质为均质、求解困难，切其意义受到了质疑，实际张没有得到广泛应用。 　　（5）蒸汽前沿理论      该理论人为，固体无聊在干燥过程其内部存在一个由外向内不断推进的蒸发界面，成为蒸发前沿。Luikov、Gupta、Mikhaiov以及Cho等人先后对此现象进行了研究，发现移动前沿将多孔介质分为两个区域，一个是蒸汽区域，另一个是蒸汽和液体的混合区域（或单纯流体）。针对一个半无限大多孔介质（即补考虑后边界的影响）的干燥过程导出了此现象的数学模型。 · 行业聚焦： 谷物干燥是农业生产中重要的步骤，也是农业生产中的关键环节，是实现粮食生产全程设备化的重要组成部分。谷物干燥设备化技术是以设备为主要手段，采用相应的工艺和技术措施，人为地控制温度、湿度等因素，在不损害谷物品质的前提下，降低谷物中含水量，使其达到国家安全贮存标准的干燥技术。 　　我国是世界上最大的粮食生产国和消费国，年总产粮食约5亿t。据统计，我国粮食收获后在脱粒、晾晒、贮存、运输、加工、消费等过程中的损失高达18％左右，远远超过了联合国粮农组织规定的5％的标准。在这些损失中，每年因气候原因，谷物来不及晒干或未达到安全水分造成霉变、发芽等损失的粮食高达5％，若按年产5亿t粮食计算，相当于25新一代真空干燥箱，集公司多年在箱体加热方面的成功试验，通过不断潜心研究，突破传统技术创造性解决了在热传导过程中的“瓶颈”--寻找到完美的热传导方式 。 　　特点： 　　1、长方体工作室，使有效容积达到最大，微电脑温度控制器，控温精确可靠。 　　2、钢化、防弹双层玻璃门观察工作室内物体，一目了然，能够向内部充入惰性气体。 　　3、箱门闭合松紧能调节，整体成型的硅橡胶门封圈，确保箱内高真空度。 　　4、工作室采用抛光镜面不锈钢板制成，确保产品经久耐用。 　　5、储存、加热、试验和干燥都是在没有氧气或者充满惰性气体环境里进行，所以      中国的农业资源日趋减少，而对畜产品的需求却越来越多，解决这一矛盾的方法是实施工厂化养殖，即以工业生产的方式，采用现代的科学技术和设备为畜禽生长、发育提供各种适宜的条件，使畜禽的生产潜力得以完全发挥，从而达到高效生产畜产品的目的。  　　中国的工厂化养殖业近年得到很大发展，以养猪为例，较现代化的规模猪场全国已有近3000个，农民养殖专业户的规模也日趋扩大，条件虽比不上规模猪场，但也应算是工厂化养殖的雏形。为了降低成本，一般猪场都自备饲料加工间，自行生产配合饲料。从减少投入的角度出发，大部分猪场及养殖专业户选用的都是立式 　　引　言 　　近年来，国家对环保越来越重视，开展SO2的治理工作已成为当前火电厂的重要任务。我国火电厂烟气脱硫工作起步较晚，比较成熟的脱硫工艺技术还比较少，多数停留在积累工程经验阶段，引进国外的工艺尚在摸索论证阶段。 　　在脱硫剂的选用上，主要是采用钙吸收法。 　　无论是采用CaCO3、CaO或Ca（OH）2，其共同的原理都是通过化学反应，使钙元素以Ca（OH）2形态与烟气中的SO2反应，生成CaSO3和CaSO4。 　　脱硫终产物中CaSO3的物性比较特殊，在开发利用上尚无比较成功的先例，如果仅仅作为废弃物填埋处理，则对脱硫剂的选择上应优先考虑以废治废的块状、粘性、块状物料干燥及磨芋，聚丙烯酰胺等干燥时体积变化的物料等。 特点： ⑴流化床为圆形结构避免了死角； ⑵床内设置搅拌，避免了潮湿物料的团聚及干燥过程中形成沟流； ⑶内置布袋过滤器为抗静电特种纤维材料，操作安全； ⑷翻倾卸料，方便迅速彻底； ⑸密封负压操作，按GMP规范设计； ⑹本机亦可按要求进行自动进出料设计制作； ⑺干燥速率快高、温度均匀，每批干燥时间一般均在20~30分钟。 GFG型高效沸腾干燥机见图2-46。 图2-46 PGL型喷雾干燥制粒机工艺流程简图 1—隔墙 ；2—隔墙；3—加热器 ；4—过滤器 ；5—过滤器 ；6—消音器 ；7—风门 ；8—引风机

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