乾燥設備

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機械通風除濕手段所代替。

20世紀初期，乳品生產開始應用噴霧乾燥器，為大規模乾燥液態物料提供了有力的工具。40年代開始，隨着流化技術的發展，高強度、高生產率的沸騰牀和氣流式乾燥器相繼出現。而冷凍昇華、輻射和介電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乾燥器。

乾燥設備在石化企業中的應用非常普遍，是為石化企業服務的，因此，受行業經濟的影響比較大。石化行業整體經濟運行並不樂觀，對乾燥設備行業是一個挑戰。真正受到較大沖擊的是小企業，大企業並沒有受到太大影響，有的大型企業只是利潤空間縮小了一些，產值並沒有下降。這説明，抵抗衝擊的能力，大企業要比小企業強的多。

乾燥設備的科技含量初顯出主導作用。2004年以來，受全國化工發展形勢持續向好帶動，乾燥設備市場形勢穩中看好，生產企業普遍獲得了較好的經營業績。乾燥設備服務化工行業的顯著特點是技術含量的作用日益突出。這與過去銷售產品主要靠價格競爭已有很大不同。其中，一些乾燥設備技術含量高，注重發展新品的廠家，效益日漸提升；相反，一些產品技術含量低，新品和新技術開發能力弱的企業，效益開始下滑。

市場反應顯示，化工行業期待乾燥設備製造業按照高品質、低能耗、環保型的要求調整產品結構，進一步加強基礎研究，夯實應用研發的基礎。在技術方面，加強自動化、測試、製造工藝和材料材質外觀設計等方面的研究。在應用研發方面，既要注重國際間的交流與合作，又要注重知識產權的保護；既要注重新技術、新應用領域的開發，又要注重傳統工藝和傳統應用領域的革新和創新。

去濕的方法按作用原理可以分為機械法、熱物理法和物理化學法三種。一般情況下熱物理法去濕稱為乾燥, 乾燥就是利用熱能使濕物料中的濕分 (水分或其他溶劑) 汽化, 水汽或蒸汽經氣流帶走或由真空泵將其抽出除去, 而獲得固體產品的操作過程。對濕物料進行乾燥時, 有兩種乾燥過程, 一種是表面汽化過程, 熱量從周圍環境傳遞至物料表面, 使表面濕分蒸發另一種是內部擴散控制過程, 物料內部濕分傳遞到物料表面, 然後再蒸發。物料的乾燥速率由上述兩個過程中速率較慢的一個控制。

通過物料乾燥特性試驗可知, 物料乾燥過程可以分為三個階段。第一階段為物料預熱階段, 在此期間主要是對濕物料進行預熱, 同時也有少量濕分汽化, 物料的温度很快升到近似等於濕球温度;第二階段為恆速乾燥階段, 此階段主要特徵是熱空氣傳給物料的熱量全部用來汽化濕分, 物料表面温度一直保持不變, 濕分則按一定速率汽化;第三階段為降速乾燥階段, 此時物料的乾燥速率由內部擴散過程控制, 熱空氣所提供的熱量只有一小部分用來汽化濕分, 而大部分則用來加熱物料, 使物料表面温度上升, 但是乾燥速率則逐步降低, 直至達到平衡含濕量為止。

隨着工農業的迅猛發展, 乾燥設備工業正不斷成熟和壯大, 成為機械工業中一個具有蓬勃生機的新興行業。需進行乾燥的既有數千萬噸的大批量物料, 也有年產僅幾十公斤的貴重物品;因而既有一些大型乾燥設備以適應獨特的工藝要求和生產能力, 又有一些中小型通用乾燥設備。乾燥設備廣泛應用於化工、建材、食品、藥物及生化等行業。 ^[1] 

乾燥設備的種類繁多, 根據操作壓力、操作方式、傳熱原理、加熱方式、構造等的不同可以將乾燥設備歸於不同的類別。按操作壓力可以分為常壓式和真空式兩類;按操作方式可分為間歇操作和連續操作兩類;按傳熱原理可分為傳導加熱式、對流加熱式、輻射傳熱式和高頻加熱式等幾類;按加熱方式可分為直接加熱式和間接加熱式兩類;按構造可以分為噴霧乾燥器、流化牀乾燥器、氣流乾燥器、槳式乾燥器、箱式乾燥器及旋轉閃蒸乾燥器等。 ^[1] 

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脱水或加熱蒸發，再在乾燥器內乾燥，以得到乾的固體。

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，保證熱源温度高於物料温度。

熱量從高温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温度即保持穩定，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。此外，技術進步還將扭轉國內乾燥設備的出口局面。中國乾燥設備尚未形成出口規模，出口量還不及總量的5%，且主要銷往東南亞。但據預測，隨着技術發展，未來幾年內中國出口乾燥設備佔總產量的比例將由5%提升至10%，外銷市場也將由東南亞拓展到歐美。國內大型乾燥設備製造與國際水平存在較大差距的局面由此可望改善

用於進行乾燥操作的設備。類型很多。根據操作壓力可分為常壓和減壓（減壓乾燥器也稱真空乾燥器）。根據操作方法可分為間歇式和連續式。根據乾燥介質可分為空氣、煙道氣或其他乾燥介質。根據運動（物料移動和乾燥介質流動）方式可分為並流，逆流和錯流。

按操作壓力，乾燥器分為常壓乾燥器和真空乾燥器兩類，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温度，蒸汽不易外泄，所以，真空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，乾燥器分為對流式、傳導式、輻射式、介電式等類型。對流式乾燥器又稱直接乾燥器，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；傳導式乾燥器又稱間接式乾燥器，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置的低温冷凝器表面冷凝等方法移去。這類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，乾燥器可分為固定牀式、攪動式、噴霧式和組合式；按結構，乾燥器可分為廂式乾燥器、輸送機式乾燥器、滾筒式乾燥器、立式乾燥器、機械攪拌式乾燥器、迴轉式乾燥器、流化牀式乾燥器、氣流式乾燥器、振動式乾燥器、噴霧式乾燥器以及組合式乾燥器等多種。

1.物料的理化特性--形態、含水量、含水性質、結晶水、粒度、容重、粘性、熱敏性、軟化點、相變點、觸變性、毒性、腐蝕性、異味、 可燃性、易爆性、靜電性、透氣性、團聚性、晶體或顆粒的易粉碎性...

2.物料的乾燥特性--在擬選乾燥條件下的乾燥曲線、臨界含水率、平衡含水率。

3.乾燥產量要求及遠景規劃。

4.物料商品價值及乾燥效果對其的影響。如產品水分、污染、温度、磨損、粉化、粉碎、覆水性...等對商品價值的影響。

5.對物料回收率的要求。

6.物料乾燥過程的上下序工藝。（涉及給、排料的狀態方法）

7.物料過去的乾燥方法或類似產品的乾燥方法。

8.可利用的熱源（煤、燃油、電、煤氣、液化氣、天然氣）

9.安裝場地大小，有無特殊要求。

10.環保要求--對粉塵排放、噪音、振動、異味、揮發物...等的限制條件。

11.可能投入的採購資金量，當地人工、土地、能源價格。

12.用户的操作人員水平及維修能力。

13.當地年均氣温、濕度。 ^[2] 

石油及化學工業：聚合、縮合、蒸餾、熔融、脱水、強制保温。

油脂工業：脂肪酸蒸餾、油脂分解、濃縮、酯化、真空脱臭。

合成纖維工業：聚合、熔融、紡絲、延伸、乾燥。

紡織印染工作：熱定型、烘乾、熱容染色。

非織造工業：無紡布。

飼料工業：烘乾。

塑料及橡膠工業：熱壓、壓延、擠壓、硫化成型。

造紙工業：乾燥、波紋紙加工。

木材工業：多合板、纖維板加壓成型、木材幹燥。

建材工作：石膏板烘乾、瀝青加熱、混凝土構件養護。

機械工業：噴漆、印花烘乾。

食品工業：烘烤、加熱。

空調工業：工業廠房及民用建築採暖。築路工業：瀝青熔化、保温。

製藥工業：烘乾。

輕工業：生產油墨、洗衣粉。

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乾燥器，如組合式乾燥器、微波乾燥器和遠紅外乾燥器等。

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，開發太陽能幹燥器等；還要發展乾燥器的自動控制技術、以保證最優操作條件的實現；另外，隨着人類對環保的重視，改進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。

中國國內乾燥設備科技含量的提高，正在產生令人欣喜的效果。長期以來，國內乾燥設備行業一直有這樣的特點：生產規模小，入門門檻低，整體技術含量不高，全行業年銷售收入500萬元以下的企業約佔60%以上，年銷售收入過千萬元的廠家僅佔5%～8%，產品檔次普遍偏低、雷同。但如今，高科技含量產品正在催生乾燥設備製造業骨幹企業的湧現。這很可能是該領域擺脱惡性價格競爭，改變企業規模小而分散的現狀，進行行業自然整合的信號。通過技術競爭，走強強聯合、優勝劣汰的道路，培育出業內實力的領袖型企業，也許指日可待了。

我國已經對乾燥器提出了很多的質量要求，不僅僅是生產廠家包括各個組件的廠商同樣也是國家已經對其提出了同樣的措施。以此，我們將會在2013年以及隨後的時間裏將會看到更多的改觀。

太陽能幹燥設備為一個新的發展方向它的投資小，效益明顯，較為環保方便控制，可以廣泛應用於低温乾燥的各個行業。 ^[2] 

第一是需要了解被幹燥物料的理化性質和產品的使用特點。

第二是要熟悉傳遞工程的原理，即傳質、傳熱、流體力學和空氣動力學等能量傳遞的原理。

第三要有實施的手段，即能夠進行乾燥流程、主要設備、電氣儀表控制等方面的工程設計。

安裝操作流程

一、一般規定

第1條轉載機、破碎機司機必須經過培訓，達到“三懂”（懂結構、懂性能、懂原

理）、“四會”（會使用、會維護、會保養、會處理故障），經培訓考試合格，

取得合格證後，方準上崗操作。

第2條與工作面刮板輸送司機、運輸巷帶式輸送機司機密切配合，統一信號聯繫，

按順序開、停開有大塊煤、矸在破碎機的進料口堆積外溢時，應停止工和麪刮板

輸送機運轉若大塊煤，矸不能進入破轉機或有金屬物件時，必須停機處理。

二、準備、檢查與處理

準備：

1、工具：扳手、鉗子、螺絲刀、小錘、鐵鍬等；

2、必要的備品配件：各種短接鏈、鏈環、螺栓、螺母、破碎機的保險銷子等；

3、潤滑油、透平油。

檢查與處理：

1、電動機、減速器、液壓聯軸節、機頭、機尾等各部分的聯接件必須齊全、完好

、緊固減速器、液壓器軸節應無滲油、漏油，油量要適當；

2、信號必須靈敏可靠，沒有信號不準開機噴霧灑水裝置要保證完好；

3、電源電纜、操作線必須掛整齊，無受擠壓現象；

4、機頭附近的煤、矸石、雜物及電動機、減速器煤塵必須清掃清淨；

5、工作面刮輸送機機頭與轉載機機尾的搭接要合適；

6、刮板鏈板緊要適中，刮板及螺絲必須齊全緊固；

7、轉載機行走小車必須平穩可靠；

8、轉載機橋身部分情況下開機時，各部伯的運轉應無異常聲音，刮板、鏈條、連

接環應無扭撓、扭麻花、彎曲變形；

9、破碎機、破碎機處的巷道支護必須完好，牢固；

10、破碎機的安全保護網及保護裝置，要保證不變形不失效、安全可靠；

11、轉載機、破碎機處的巷道支護必須完好，牢固。

三、操作及其注意事項

試運轉

1、合上磁力起動器手把送電；

2、手按按鈕點開二、三次；

3、起動、空轉1~2周；

4、轉載機、破碎機聯合運轉；

5、檢查無異常、發出開機信號；

6、運行中機械和電動機要無震動，聲音和濕度要正常，各軸承温度不超過75℃，

電動機温度不得超過廠家規定；

7、轉載機的鏈條鬆緊必須一致，在滿負荷情況下，鏈條鬆緊量不允許超過兩個鏈

環長度，不得有卡鏈、跳鏈現象；

8、轉載機聯轉節的易熔塞或易炸片損壞後，不得用木頭或其它材料代替；

9、破碎機的保護網安全裝置應保持完好，在工作過程中要經常檢查，如有損壞應

立即停機處理；

10、轉載機的機尾保護等安全裝置必須保證完好；

11、移轉載機

（1）清理機尾、機身兩側及過橋下的浮煤、浮矸；

（2）保護好電纜、水管、油管、並吊掛整齊；

（3）檢查巷道支護，在確保安全的情況下推移轉載機；

（4）行走小車與帶式輸送機機尾架要接觸良好，不跑偏，移設後搭接良好，防止

大塊煤矸砸傷膠帶，保證煤流暢通；

（5）移轉載機後，機頭、機尾要保持平、直、穩、千斤頂活杆要收回。

在乾燥設備中，每一種設備均有各自的優缺點，也由於乾燥設備的特點，在採用單一干燥設備時使其在應用中會遇到這樣的問題：(1)不能達到水分要求；（2）採用單一干燥設備不能達到成形要求；(3)採用單一干燥器能耗較 高；

例如，採用紅外線、熱氣流與微波三者乾燥會得出以下結論:(1)由於在乾燥過程中，乾燥粒子被流態化或動態化，很容易使物料與熱空氣進行均勻充分混合；(2)常規乾燥耗電比微波乾燥相對較低；(3)由於乾燥機理不同，常規乾燥中物料的乾燥速率比微波乾燥低，尤其乾燥一些後期脱水較困難的物料時，不但速度緩慢，對物料的品質也會產生一定影響。因而有人對不同乾燥方法的乾燥曲線進行了研究，其認為：微波乾燥其含水率是連續下降，乾燥過程絕大部分處於快速脱水階段，前期和後期乾燥曲線曲率變化較快。乾燥前期氣流乾燥和微波乾燥的乾燥速率很接近，因此可以考慮採用氣流乾燥，既降低了成本費用，又可以達到預期的乾燥效果。

在製藥與化工行業生產中，被幹燥物料使用的料液往往是含有有機溶劑的物料，或者是易氧化、易燃、易爆的物料，有的還可能是有毒的物料。這些物料在常規乾燥設備中使用就會產生兩個問題：(1)有毒物料泄露的環保問題；(2)一些高濃度揮發性或有些易氧化物料在乾燥時極易爆炸，造成設備本身破壞或操作人員受傷。常規乾燥所暴露的問題呼籲着整個乾燥系統須用閉式循環來應對，對當前大規模工業化生產而言，閉式循環也是部分物料乾燥生產發展的一個方向。

上述第一種方法可應用於氣流乾燥，將直管氣流乾燥改成脈衝氣流，使被幹燥粒子在脈衝氣流的作用下多次加速，強化傳熱傳質過程；又可應用於噴霧乾燥的進風裝置，達到控制霧化的運動狀況。

上述第二種方法可應用：(1)在噴霧乾燥方面，可研製高粘度物料的霧化器，也可研究進氣分佈裝置，使乾燥塔中心與塔壁的氣速基本一致，減少噴霧乾燥的粘壁;

(2)在流化乾燥中，添加旋轉分隔板，其從流化牀中部開始旋轉分隔至出料口。濕物料從流化牀中部加入，在旋轉分隔板控制下，物料從進口至出口一邊流化一邊運動，而不會斷路，因此物料在流化牀中的停留時間均勻。 ^[3]