過熱蒸汽干燥技術與設備0

1、制藥三班 9-12號目錄原理與特點 設備 簡介 應用實例 簡介簡介 過熱蒸汽干燥是指利用過熱蒸汽直接與物料接觸而去除水分的一種干燥方式。 當濕蒸汽中的水全部汽化即成為飽和蒸汽，此時蒸汽溫度仍為沸點溫度。如果對于飽和蒸汽繼續(xù)加熱，使蒸汽溫度升高并超過沸點溫度，此時得到的蒸汽稱為過熱蒸汽。 干燥所產生的物料內水分蒸發(fā)所形成的過熱蒸汽被排出系統(tǒng)后，可以回收全部干燥所供給的熱量，蒸汽耗量小, 熱效率大大提高。過熱蒸汽干燥過熱蒸汽干燥原理： 水分快速蒸發(fā)階段：水的沸點要明顯高于被干燥物料的初始溫度，此時被干燥物料和過熱蒸汽之間存在著兩種換熱方式，即對流換熱以及凝結換熱，蒸汽與被干燥物料接觸時遇冷凝結放出

2、大量的凝結潛熱，從而使被干燥物料中的水分被快速地蒸發(fā)出來，被干燥物料的溫度迅速上升。 恒速干燥階段：被干燥物料表面始終保持著濕潤水分進行蒸發(fā)，蒸汽中的熱量被物料吸收，這些熱量全部用來蒸發(fā)物料表面的水分，物料表面水分的蒸發(fā)速度與物料內部水分的擴散速度幾乎相等，此時干燥速率保持穩(wěn)定，呈現(xiàn)恒速干燥狀態(tài)。 降速干燥階段：被干燥物料表面溫度由水的沸點溫度迅速上升直到達到蒸汽溫度，在這一階段蒸汽提供給物料的熱量要少于物料中水分蒸發(fā)所消耗的熱量，此時過熱蒸汽的能量分為兩部分被利用:一部分用來使物料的溫度上升，另一部分用來使物料中的水分汽化。優(yōu)缺點優(yōu)缺點 優(yōu)點： 缺點：干燥后產品品質好 設備投資大節(jié)能效果顯著

3、 喂料易產生結露現(xiàn)象傳熱傳質效率高 不適合熱敏性物料安全性好 不能獲得較低的濕含量過熱蒸汽干燥有利于環(huán)境保護 節(jié)能受條件限制具有滅菌消毒作用 利用過熱蒸汽烘干的物料 1)煤炭 2)甜菜渣 3)污泥 4)木材及壓塊木料 5)紙張6)陶瓷 7)醬油渣 8)酒糟或酒精糟 9)蘋果渣 10)牧草11)玉米和麥加工后的殘渣 12)魚骨和魚肉 13)甘蔗渣設備示意圖設備示意圖圖1所示為典型過熱蒸汽干燥示意圖。廢氣中熱量的回收利用是實現(xiàn)過熱蒸汽干燥節(jié)能的重要環(huán)節(jié)。由于過熱蒸汽干燥后排出的廢氣仍為蒸汽，蒸汽包含的潛熱不僅數(shù)量大，而且容易回收。廢氣的回收利用主要有兩種:一是直接利用，就是直接將廢氣用于物料的預熱

4、，或者通過加熱器將廢氣的溫度提升后進入干燥循環(huán);二是通過熱交換器進行回收，回收的熱量可作為臨近過程的熱源。1-3所示，風機產生動力使過熱蒸汽在換熱器以及干燥機內進行循環(huán)，在干燥室內，過熱蒸汽直接與物料接觸，帶走物料中的水分。從干燥室內排出的蒸汽，分為兩部分，一部分排出干燥機外，這部分的廢氣量相當于物料中被蒸發(fā)掉的水分的量，這些廢氣通過冷凝器凝結可以回收利用;另一部分蒸汽再次進入循環(huán)系統(tǒng)繼續(xù)對物料進行干燥。該干燥系統(tǒng)采用天然氣作為熱源對蒸汽進行加熱以產生過熱蒸汽，同時采用了鍋爐來為系統(tǒng)提供壓力蒸汽。采用直接加熱與間接加熱相結合的方式，夾層內的蒸汽對被干燥物料進行預熱，把冷凝水補充到鍋爐中。采用了

5、使蒸汽加壓的方法來改善傳熱的性能，縮小了設備的尺寸52。從該工藝流程可以看出，對于工廠大規(guī)模的干燥生產環(huán)節(jié)，這種干燥系統(tǒng)比較適用。1一4所示。主要特點有兩個:第一是干燥的能源是由蒸汽等離子吹管來供給，這種蒸汽吹管可以為干燥過程提供溫度較高的過熱蒸汽。第二是它并不需要用鍋爐來作為外部設備，干燥機本身也就是蒸汽的發(fā)生裝置。此外在產品的干燥后續(xù)段也采用旋風分離器來解決產品與蒸汽之間的分離問題，并使廢氣能夠循環(huán)利用。干燥機在其啟動之時需要噴水進去，干燥過程達到穩(wěn)定狀態(tài)時有足夠的過熱蒸汽在機器內部循環(huán)進行干燥，一部分的蒸汽引出可以回收利用，而大部分的蒸汽利用風機來進行循環(huán)，少量的蒸汽經過壓縮機進行壓縮以

6、后供給蒸汽等離子吹管來使用52。此干燥系統(tǒng)不需要蒸汽鍋爐，僅僅需要對現(xiàn)有的干燥機進行簡單的改裝即可達到要求，比較適合于實驗室研究方面。應用實例（海參）應用實例（海參）試驗步驟（以干燥海參為例）（1）通過水泵將液態(tài)水注入蒸汽發(fā)生器，先循環(huán)一段時間；之后接通蒸汽發(fā)生器電源，加熱產生飽和蒸氣。飽和蒸汽經過氣液分離器后，分離出冷凝水，產生的蒸汽進入下一環(huán)節(jié)。（2）整個干燥系統(tǒng)正常運行后，接通電加熱過熱器電源，加熱飽和蒸汽。通過溫度控制器獲得所需溫度范圍內的過熱蒸汽，通過壓力控制真空泵獲取干燥箱內所需的真空度。（3）將產生的符合溫度要求的過熱蒸汽通入符合真空度要求的干燥箱，進行海參的過熱蒸汽真空干燥試驗，干燥箱蒸汽入口和出口通過熱電偶測量進出口的過熱蒸汽溫度，通過真空表監(jiān)測干燥箱內真空度。（4）通過質量監(jiān)測器測量物料的質量變化，由于過熱蒸汽的干燥作用，物料水分逐漸減少，物料質量處于動態(tài)變化當中，試驗中每隔 2 min記錄1次物料的質量。（5）試驗結束后，切斷各加熱器和真空發(fā)生裝置的電源，液態(tài)水在系統(tǒng)中循環(huán)一段時間后再切斷水源。參考文獻參考文獻1潘永康，王喜忠，劉相東現(xiàn)代干燥技術M北京:化學工業(yè)出版社，20062史勇春干燥過程原理與設備及新進展M濟南:濟南出版社，