一、? 物料控制
(1)物料的性質和形狀? 濕物料的化學組成、物理結構、形狀和大小、物料層的厚薄,以及與物料的結合方式等,都會影響干燥速率。在干燥第一階段,盡管物料的性質對干燥速率影響很小,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,物料的性質和形狀對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的溫度和濕度有關。
(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間的長短。???
(4)干燥介質的溫度和濕度? 干燥介質溫度越高、濕度越低,則干燥第一階段的干燥速率越大,但應以不損壞物料為原則,特別是對熱敏性物料,更應注意控制干燥介質的溫度。有些干燥設備采用分段中間加熱的方式,可以避免介質溫度過高。???
(5)干燥介質的流速與流向? 在干燥第一階段,提高氣速可以提高干燥速率。介質的流動方向垂直于物料表面時的干燥速率比平行時要大。在干燥第二階段,氣速和流向對干燥速率影響很小。
(6)干燥器的構造? 上述各項因素很多都與干燥器的構造有關。許多新型干燥器就是針對于某些因素而設計的。
由于影響干燥速率的因素很復雜,目前還沒有統一而較準確的計算方法來求取干燥速率和確定干燥器的尺寸大小,通常是在小型實驗裝置中測定有關數據作為設計和生產的依據。
二、? 安全運行操作條件
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節,才能完成干燥任務。
工業生產中的對流干燥,由于所采用的干燥介質不一,所干燥的物料多種多樣,且干燥設備類型很多,加之干燥機理復雜,因此,至今仍主要以實驗手段和經驗來確定干燥過程的最佳條件。在此僅介紹人們通過長期生產實踐總結出來的對干燥過程進行調節和控制的一般原則。
對于一個特定的干燥過程,干燥器一定,干燥塔介質一定,同時濕物料的含水量、水分性質、溫度以及要求的干燥質量也一定。這樣,能調節的參數只有干燥介質的流量,進出干燥器的溫度t1和t2,出干燥器時廢氣的濕度H2。但這4個參數是相互關聯和影響的,當任意規定其中的兩個參數時,另外兩個參數也就確定了,即在對流干燥操作中,只有兩個參數可以作為自變量而加以調節。在實際操作中,主要調節的參數是進入干燥器的干燥介質的溫度t1和流量L。
為強化干燥過程,提高其經濟性,干燥介質預熱后的溫度應盡可能高一些,但要注意保持在物料允許的最高溫度范圍內,以避免物料發生質變。
同一物料在不同類型的干燥器中干燥時,允許的介質進口溫度不同。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,應控制介質的進口溫度不能太高;而在轉筒、沸騰、氣流等干燥器中,由于物料在不斷翻動,表面更新快,干燥過程均勻、速率快、時間短,因此,介質的進口溫度可較高。
增加空氣的流量可以增加干燥過程的推動力,提高干燥速率。但空氣流量的增加,會造成熱損失增加,熱量利用率下降,同時還會使動力消耗增加;氣速的增加,會造成產品回收負荷增加。生產中,要綜合考慮溫度和流量的影響,合理選擇。
當干燥介質的出口溫度增加時,廢氣帶走的熱量多,熱損失大;如果介質的出口溫度太低,則含有相當多水汽的廢氣可能在出口處或后面的設備中析出水滴(達到露點),這將破壞正常的干燥操作。實踐證明,對于氣流干燥器,要求介質的出口溫度較物料的出口溫度高lo~30°C或較其進口時的絕熱飽和溫度高20、50°C,否則,可能會導致干燥產品的返潮,并造成設備的堵塞和腐蝕。
干燥介質出口時的相對濕度增加,可使一定量的于燥介質帶走的水汽量增加,降低操作費用。但相對濕度增加,會導致過程推動力減小,完成相同干燥任務所需的干燥時間增加或干燥器尺寸增大,可能使總的費用增加。因此,必須全面考慮,并根據具體情況,分別對待。對氣流干燥器,由于物料在設備內的停留時間短,為完成干燥任務,要求有較大的推動力以提高干燥速率,因此,一般控制出口介質中的水汽分壓低于出口物料表面水汽分壓的50%;對轉筒干燥器,則出口介質中的水汽分壓可高些,可達與之接觸的物料表面水汽分壓的50%一80%。
對于一臺干燥設備,干燥介質的最佳出口溫度和濕度應通過操作實踐來確定,并根據生產調節的飽和及時進行調節。生產上控制、調節介質的出口溫度和濕度主要是通過控制、調節介質的預熱溫度和流量來實現。例如,對同樣的干燥任務,加大介質的流量或提高其預熱溫度,可使介質的相對濕度降低,出口溫度上升。
在有廢氣循環使用的干燥裝置中,通常將循環的廢氣與新鮮空氣混合后進入預熱器加熱,再送人干燥器,以提高傳熱和傳質系數,減少熱損失,提高熱能的利用率。但空氣量大時,使進入干燥器的濕度增加,將使過程的傳質推動力下降。因此,采用循環廢氣操作時,應根據實際情況,在保證產品質量和產量的前提下,調節適宜的循環比。
干燥操作的目的是將物料中的含水量降至規定的指標以下,且不出現龜裂、焦化、變色、氧化和分解等物理和化學性質上的變化;干燥過程的經濟性主要取決于熱能消耗及熱能的利用率。因此,生產中應從實際出發,綜合考慮,選擇適宜的操作條件,以達到優質、高產、低耗的目標。