脫硫石膏烘干機干燥過程的特點,由于物料總是具有一定的幾何大小尺寸,實際上由于上述傳熱傳質(zhì)過程在熱氣流與物料顆粒之間和物料顆粒內(nèi)部的機理是不完全相同的,在干燥理論上就將傳熱傳質(zhì)過程分為熱氣流與物料表面的傳熱傳質(zhì)過程和物料內(nèi)部的傳熱傳質(zhì)過程。由于這兩種過程的不同而影響了物料的干燥過程,兩者在不同干燥階段起著不同的主導(dǎo)和約束作用,這就導(dǎo)致了一般濕物料干燥時前一階段總是以較快且穩(wěn)定的速度進行,而后一階段則是以越來越慢的速度進行,所以我們就將干燥過程分為等速干燥階段和降速干燥階段。
(1)等速干燥階段
在脫硫石膏烘干機等速干燥段內(nèi),物料內(nèi)部水分?jǐn)U散至表面的速度,可以使物料表面保持著充分的濕潤,即表面的濕含量大于干燥介質(zhì)的大吸濕能力,所以干燥速度取決于表面氣化速度。換句話說,等速段是受氣化控制的階段。由于干燥條件(氣流溫度、濕度、速度)基本保持不變,所以干燥脫水速度也基本一致,故稱為等速干燥階段,此一階段熱氣流與物料表面之間的傳熱傳質(zhì)過程起著主導(dǎo)作用。因此,提高氣流速度和溫度,降低空氣濕度就都有利于提高等速階段的干燥速度。等速階段物料吸收的熱量幾乎全部都用于蒸發(fā)水分,物料很少升溫,故熱效率很高??梢哉f等速段內(nèi)的脫水是較容易的,所去除的水分,純屬非結(jié)合水分。
(2)降速干燥階段
隨著物料的水分含量不斷降低,物料內(nèi)部水分的遷移速度小于物料表面的氣化速度,干燥過程受物料內(nèi)部傳熱傳質(zhì)作用的制約,干燥的速度越來越慢,此階段稱為降速干燥階段,有以下幾個特點:降速段的干燥速率與物料的濕含量有關(guān),濕含量越低,干燥速率越小;降速段的干燥速率與物料的厚度或直徑很有關(guān)系,厚度越厚,干燥速率越小:當(dāng)降速階段開始以后,由于干燥速率逐漸減小,空氣傳給物料的熱量,除作為氣化水分用之外,尚有一部分將使物料的溫度升高,直至后接近于空氣的溫度;降速段的水分在物料內(nèi)部進行氣化,然后以蒸汽的形態(tài)擴散至表面,所以降速階段的干燥速率完全取決于水分和蒸汽在物料內(nèi)部的擴散速度。因此也把降速段稱作內(nèi)部擴散控制階段;在降速階段,提高干燥速度的關(guān)鍵不再是改善干燥介質(zhì)的條件,而是提高物料內(nèi)部濕份擴散速度的問題。提高物料的溫度,減小物料的厚度都是很有效的辦法。
相對等速干燥階段,降速段的干燥脫水要困難得多,能耗也要高得多。所以為了提高干燥速度,降低能耗,保證產(chǎn)品品質(zhì),在生產(chǎn)工藝允許的債況下,應(yīng)盡可能采取打散、破碎、切短等方法減小物料的幾何尺寸,以有利于脫硫石膏干燥過程的進行。
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