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干燥過程安全控制

  
評(píng)論: 更新日期:2011年05月15日

 一、? 物料控制

  (1)物料的性質(zhì)和形狀? 濕物料的化學(xué)組成、物理結(jié)構(gòu)、形狀和大小、物料層的厚薄,以及與物料的結(jié)合方式等,都會(huì)影響干燥速率。在干燥第一階段,盡管物料的性質(zhì)對(duì)干燥速率影響很小,但物料的形狀、大小、物料層的厚薄等將影響物料的臨界含水量。在干燥第二階段,物料的性質(zhì)和形狀對(duì)干燥速率有決定性的影響。

  (2)物料的溫度? 物料的溫度越高,干燥速率越大。但干燥過程中,物料的溫度與干燥介質(zhì)的溫度和濕度有關(guān)。

  (3)物料的含水量? 物料的最初、最終和臨界含水量決定干燥各階段所需時(shí)間的長(zhǎng)短。???

  (4)干燥介質(zhì)的溫度和濕度? 干燥介質(zhì)溫度越高、濕度越低,則干燥第一階段的干燥速率越大,但應(yīng)以不損壞物料為原則,特別是對(duì)熱敏性物料,更應(yīng)注意控制干燥介質(zhì)的溫度。有些干燥設(shè)備采用分段中間加熱的方式,可以避免介質(zhì)溫度過高。???

  (5)干燥介質(zhì)的流速與流向? 在干燥第一階段,提高氣速可以提高干燥速率。介質(zhì)的流動(dòng)方向垂直于物料表面時(shí)的干燥速率比平行時(shí)要大。在干燥第二階段,氣速和流向?qū)Ω稍锼俾视绊懞苄 ?/p>

  (6)干燥器的構(gòu)造? 上述各項(xiàng)因素很多都與干燥器的構(gòu)造有關(guān)。許多新型干燥器就是針對(duì)于某些因素而設(shè)計(jì)的。

  由于影響干燥速率的因素很復(fù)雜,目前還沒有統(tǒng)一而較準(zhǔn)確的計(jì)算方法來求取干燥速率和確定干燥器的尺寸大小,通常是在小型實(shí)驗(yàn)裝置中測(cè)定有關(guān)數(shù)據(jù)作為設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的依據(jù)。

  二、? 安全運(yùn)行操作條件

  有了合適的干燥器,還必須確定最佳的工藝條件,在操作中注意安全控制和調(diào)節(jié),才能完成干燥任務(wù)。

  工業(yè)生產(chǎn)中的對(duì)流干燥,由于所采用的干燥介質(zhì)不一,所干燥的物料多種多樣,且干燥設(shè)備類型很多,加之干燥機(jī)理復(fù)雜,因此,至今仍主要以實(shí)驗(yàn)手段和經(jīng)驗(yàn)來確定干燥過程的最佳條件。在此僅介紹人們通過長(zhǎng)期生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)出來的對(duì)干燥過程進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制的一般原則。

  對(duì)于一個(gè)特定的干燥過程,干燥器一定,干燥塔介質(zhì)一定,同時(shí)濕物料的含水量、水分性質(zhì)、溫度以及要求的干燥質(zhì)量也一定。這樣,能調(diào)節(jié)的參數(shù)只有干燥介質(zhì)的流量,進(jìn)出干燥器的溫度t1和t2,出干燥器時(shí)廢氣的濕度H2。但這4個(gè)參數(shù)是相互關(guān)聯(lián)和影響的,當(dāng)任意規(guī)定其中的兩個(gè)參數(shù)時(shí),另外兩個(gè)參數(shù)也就確定了,即在對(duì)流干燥操作中,只有兩個(gè)參數(shù)可以作為自變量而加以調(diào)節(jié)。在實(shí)際操作中,主要調(diào)節(jié)的參數(shù)是進(jìn)入干燥器的干燥介質(zhì)的溫度t1和流量L。

  為強(qiáng)化干燥過程,提高其經(jīng)濟(jì)性,干燥介質(zhì)預(yù)熱后的溫度應(yīng)盡可能高一些,但要注意保持在物料允許的最高溫度范圍內(nèi),以避免物料發(fā)生質(zhì)變。

  同一物料在不同類型的干燥器中干燥時(shí),允許的介質(zhì)進(jìn)口溫度不同。例如,在廂式干燥器中,由于物料靜止,只與物料表面直接接觸,容易過熱,因此,應(yīng)控制介質(zhì)的進(jìn)口溫度不能太高;而在轉(zhuǎn)筒、沸騰、氣流等干燥器中,由于物料在不斷翻動(dòng),表面更新快,干燥過程均勻、速率快、時(shí)間短,因此,介質(zhì)的進(jìn)口溫度可較高。

  增加空氣的流量可以增加干燥過程的推動(dòng)力,提高干燥速率。但空氣流量的增加,會(huì)造成熱損失增加,熱量利用率下降,同時(shí)還會(huì)使動(dòng)力消耗增加;氣速的增加,會(huì)造成產(chǎn)品回收負(fù)荷增加。生產(chǎn)中,要綜合考慮溫度和流量的影響,合理選擇。

  當(dāng)干燥介質(zhì)的出口溫度增加時(shí),廢氣帶走的熱量多,熱損失大;如果介質(zhì)的出口溫度太低,則含有相當(dāng)多水汽的廢氣可能在出口處或后面的設(shè)備中析出水滴(達(dá)到露點(diǎn)),這將破壞正常的干燥操作。實(shí)踐證明,對(duì)于氣流干燥器,要求介質(zhì)的出口溫度較物料的出口溫度高lo~30°C或較其進(jìn)口時(shí)的絕熱飽和溫度高20、50°C,否則,可能會(huì)導(dǎo)致干燥產(chǎn)品的返潮,并造成設(shè)備的堵塞和腐蝕。

  干燥介質(zhì)出口時(shí)的相對(duì)濕度增加,可使一定量的于燥介質(zhì)帶走的水汽量增加,降低操作費(fèi)用。但相對(duì)濕度增加,會(huì)導(dǎo)致過程推動(dòng)力減小,完成相同干燥任務(wù)所需的干燥時(shí)間增加或干燥器尺寸增大,可能使總的費(fèi)用增加。因此,必須全面考慮,并根據(jù)具體情況,分別對(duì)待。對(duì)氣流干燥器,由于物料在設(shè)備內(nèi)的停留時(shí)間短,為完成干燥任務(wù),要求有較大的推動(dòng)力以提高干燥速率,因此,一般控制出口介質(zhì)中的水汽分壓低于出口物料表面水汽分壓的50%;對(duì)轉(zhuǎn)筒干燥器,則出口介質(zhì)中的水汽分壓可高些,可達(dá)與之接觸的物料表面水汽分壓的50%一80%。

  對(duì)于一臺(tái)干燥設(shè)備,干燥介質(zhì)的最佳出口溫度和濕度應(yīng)通過操作實(shí)踐來確定,并根據(jù)生產(chǎn)調(diào)節(jié)的飽和及時(shí)進(jìn)行調(diào)節(jié)。生產(chǎn)上控制、調(diào)節(jié)介質(zhì)的出口溫度和濕度主要是通過控制、調(diào)節(jié)介質(zhì)的預(yù)熱溫度和流量來實(shí)現(xiàn)。例如,對(duì)同樣的干燥任務(wù),加大介質(zhì)的流量或提高其預(yù)熱溫度,可使介質(zhì)的相對(duì)濕度降低,出口溫度上升。

  在有廢氣循環(huán)使用的干燥裝置中,通常將循環(huán)的廢氣與新鮮空氣混合后進(jìn)入預(yù)熱器加熱,再送人干燥器,以提高傳熱和傳質(zhì)系數(shù),減少熱損失,提高熱能的利用率。但空氣量大時(shí),使進(jìn)入干燥器的濕度增加,將使過程的傳質(zhì)推動(dòng)力下降。因此,采用循環(huán)廢氣操作時(shí),應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況,在保證產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量的前提下,調(diào)節(jié)適宜的循環(huán)比。

  干燥操作的目的是將物料中的含水量降至規(guī)定的指標(biāo)以下,且不出現(xiàn)龜裂、焦化、變色、氧化和分解等物理和化學(xué)性質(zhì)上的變化;干燥過程的經(jīng)濟(jì)性主要取決于熱能消耗及熱能的利用率。因此,生產(chǎn)中應(yīng)從實(shí)際出發(fā),綜合考慮,選擇適宜的操作條件,以達(dá)到優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、低耗的目標(biāo)。

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