基本介紹
- 中文名：空氣式乾燥器
遠古以來，人類就習慣於用天然熱源和自然通風來乾燥物料，完全受自然條件制約，生產能力低下。隨生產的發展，它們逐漸為人工可控制的熱源和空氣除濕機所代替。 近代空氣式乾燥器開始使用的是間歇操作的固定床式空氣式乾燥器。19世紀中葉，洞道式空氣式乾燥器的使用，標誌著空氣式乾燥器由間歇操作向連續操作方向的發展。迴轉圓筒空氣式乾燥器則較好地實現了顆粒物料的攪動，乾燥能力和強度得以提高。一些行業則分別發展了適應本行業要求的連續操作空氣乾燥器，如紡織、造紙行業的滾筒空氣乾燥器。 20世紀初期，乳品生產開始套用噴霧空氣式乾燥器，為大規模乾燥液態物料提供了有力的工具。40年代開始，隨著流化技術的發展，高強度、高生產率的沸騰床和氣流式空氣乾燥器相繼出現。而冷凍升華、輻射和介電式空氣式乾燥器則為滿足特殊要求提供了新的手段。60年代開始發展了遠紅外和微波空氣式乾燥器。 乾燥過程需要消耗大量熱能，為了節省能量，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，再在空氣式乾燥器內乾燥，以得到乾的固體。 乾燥的目的是為了物料使用或進一步加工的需要。如木材在製作木模、木器前的乾燥可以防止製品變形，陶瓷坯料在煅燒前的乾燥可以防止成品龜裂。另外乾燥後的物料也便於運輸和貯存，如將收穫的糧食乾燥到一定濕含量以下，以防霉變。由於自然乾燥遠不能滿足生產發展的需要，各種機械化空氣乾燥器越來越廣泛地得到套用。 在乾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)高於外部空間中的濕分蒸汽分壓，保證熱源溫度高於物料溫度。 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並逸散到外部空間，從而在物料表面和內部出現濕含量的差別。內部濕分向表面擴散並汽化，使物料濕含量不斷降低，逐步完成物料整體的乾燥。 物料的乾燥速率取決於表面汽化速率和內部濕分的擴散速率。通常乾燥前期的乾燥速率受表面汽化速率控制；而後，只要乾燥的外部條件不變，物料的乾燥速率和表面溫度即保持穩定，這個階段稱為恆速乾燥階段；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，並小於表面汽化速率時，乾燥速率即主要由內部擴散速率決定，並隨濕含量的降低而不斷降低，這個階段稱為降速乾燥階段。 空氣式乾燥器可按操作過程、操作壓力、加熱方式濕物料運動方式或結構等不同特徵分類。按操作過程，空氣式乾燥器分為間歇式(分批操作)和連續式兩類； 按操作壓力，空氣式乾燥器分為常壓空氣式乾燥器和真空空氣乾燥器兩類，在真空下操作可降低空間的濕分蒸汽分壓而加速乾燥過程，且可降低濕分沸點和物料乾燥溫度，蒸汽不易外泄，所以，真空空氣乾燥器適用於乾燥熱敏性、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，空氣式乾燥器分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式空氣式乾燥器又稱直接空氣式乾燥器，是利用熱的乾燥介質與濕物料直接接觸，以對流方式傳遞熱量，並將生成的蒸汽帶走；傳導式空氣式乾燥器又稱間接式空氣式乾燥器，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定的低溫冷凝器表面冷凝等方法移去。這類空氣乾燥器不使用乾燥介質，熱效率較高，產品不受污染，但乾燥能力受金屬壁傳熱面積的限制，結構也較複雜，常在真空下操作；輻射式空氣乾燥器是利用各種輻射器發射出一定波長範圍的電磁波，被濕物料表面有選擇地吸收後轉變為熱量進行乾燥；介電式空氣乾燥器是利用高頻電場作用，使濕物料內部發生熱效應進行乾燥。 按濕物料的運動方式，空氣式乾燥器可分為固定床式、攪動式、噴霧式和組合式；按結構，空氣式乾燥器可分為廂式空氣式乾燥器、輸送機式空氣乾燥器、滾筒式空氣乾燥器、立式空氣乾燥器、機械攪拌式空氣乾燥器、迴轉式空氣乾燥器、流化床式空氣乾燥器、氣流式空氣乾燥器、振動式空氣乾燥器、噴霧式空氣乾燥器，以及組合式空氣乾燥器等多種。 空氣式乾燥器的未來發展將在深入研究乾燥機理和物料乾燥特性，掌握對不同物料的最優操作條件下，開發和改進空氣式乾燥器；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，是空氣式乾燥器發展的基本趨勢；同時進一步研究和開發新型高效和適應特殊要求的空氣乾燥器，如冷凍除濕機、轉輪除濕機和空氣冷凍乾燥機等。 空氣式乾燥器的發展還要重視節能和能量綜合利用，如採用各種聯合加熱方式，移植熱泵和熱管技術，開發太陽能空氣式乾燥器等；還要發展空氣式乾燥器的自動控制技術、以保證最優操作條件的實現；另外，隨著人類對環保的重視，改進空氣式乾燥器的環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。
