第六（liù）篇：對幹燥的認識與設備的評價

　　摘要: 分析（xī）了幹燥（zào）曲線的作用（yòng），強調了幹燥曲線的特定性。闡述（shù）了合理評估幹燥設備（bèi）的重（chóng）要性，在各種各樣幹燥設（shè）備中發展高效節能環（huán）境友好的幹（gàn）燥技術、工藝和設備。
　　關鍵詞：幹燥曲線；評價；環境

　　幹燥涉及很多學科（kē），又是一門實踐性很（hěn）強的技術，幹燥工程可以說是藝術與經驗的（de）結合。正確理解和評價幹燥技術與設備具有現實意義。結合（hé）幹燥工程的實（shí）際，總（zǒng）結一些看法和（hé）認識（shí），包括幹燥曲線的理解（jiě）和應用，性（xìng）能評價的火用效率分析及幹燥技術的環境問題和某些局限性。

1 關於幹（gàn）燥曲線
　　經典的幹燥曲線是在很少量物料、大風量、靜態下幹燥得到的物料濕含量與（yǔ）時間的關係曲線（xiàn），指導實際工程設計有很大的局（jú）限（xiàn）性。在幹燥理論（lùn）（包括基礎、模型（xíng）、仿真）突破之前，^實用可靠的工程設計、係統選型還必須依靠（kào）幹燥曲線。但幹燥曲線是物料在特定設備（bèi）及工藝條件下獲得（dé）的，各（gè）主要參數設定按實驗設計方法選定，根據測試結果優化設計合理的幹燥曲線，作為實際工程設計的依據。這方麵的（de）工作在真空冷凍幹燥（zào）設備上做得比較好一些，也（yě）就（jiù）是經常談到的凍幹曲線。
　　因（yīn）為（wéi）幹燥的目的或定義就（jiù）是去（qù）除物料中的水分（溶（róng）劑），產（chǎn）品的終含水量是重要（yào）的（de）性能指標，水分的去除是一個傳質的過程，所以幹（gàn）燥時間主要由傳質決定，加熱的目（mù）的也是加快傳（chuán）質。幹燥（zào）同一（yī）種物料，采用不同的設備和工藝，需（xū）要的幹燥時間相差很大，這也能直（zhí）觀地體現（xiàn）在（zài）幹燥曲線的不同上（shàng）。幹燥曲線甚至可能由兩種以上設（shè）備及工藝組合幹燥而得。

2 性能評價（jià）
　　幹（gàn）燥設備多種多樣，如（rú）何評估其性能是一個綜合問題，應（yīng）從三個方麵考慮：以熱力學第一定律為依據的熱效率分（fèn）折，以熱力學第二定律為依據的（de）火用分析，幹燥的環境負荷分析。這是發（fā）展高效節（jiē）能優質低汙（wū）染先進幹燥技術的要求。
　　熱效率和火用 效率是從用能的量和質兩方麵對幹燥係統（tǒng）進行分析。現在評價幹燥（zào）設備（係統（tǒng））主要（yào）考慮能量（liàng）利用的量，主要有單位失水能（néng）耗（3350～6280kJ/kgH2O）及熱效率（30%～50%）,是環境條件下能量中理論上能夠轉變為（wéi）有用功的那一部（bù）分。火用分析法試圖在幹燥係統設計中（zhōng）形成（chéng）一個切實可行的熱力和經濟學計算方法，目標是使整個係統設（shè）計（jì）^優化（huà）。
　　對於熱（rè）風幹燥係統，損失^大兩項是排風物理火（huǒ）用 損，其次是溫差傳熱（rè）火用損。節能方向首先是要考慮利用（yòng）排風熱量，其次是（shì）要設法（fǎ）降低傳熱溫差，要大力提倡使用低品位熱源，利用太（tài）陽能和工業（yè）餘熱，采用熱泵除濕（shī）熱風循環技術，發展（zhǎn）組合幹燥設（shè）備，采用組合（hé）幹燥工藝。排風餘熱回收（shōu）可節能（néng）10%～15%。
　　蒸汽傳導加熱係統一般采（cǎi）用（yòng）節流減壓的方法調整供汽壓（yā）力適應（yīng）設備要求，造（zào）成能量（liàng）貶值，而且還會使冷凝水難以通暢地排（pái）出（chū），從而降（jiàng）低了換熱設備的強度。熱泵冷凝汽的回收供熱替代傳統的蒸汽係統可以節能降耗（hào），對造紙烘缸來說可節能15%。
　　在我國（guó）幹燥熱源使用（yòng）熱風爐（lú）很普遍，從熱力學第一（yī）定律考慮，熱效率很高，達65%～75%，但火用效率（lǜ）要低的多（尤其是高（gāo）溫幹燥（zào）），從用能品質來說（shuō）是很大的（de）浪費。盡（jìn）量發展中低溫幹燥設備，雖然初期增加設（shè）備的投資，但對於（yú）降低幹（gàn）燥成本、能量合理利用與經濟可持續發（fā）展有利。
　　 同時有蒸發（fā）濃縮、幹燥（zào）等多種用熱設備的企業，還可應用過程集成方法的網絡優化和窄點（狹點）技術進行優化設計。
　　 總之，餘熱（rè）回收、中低溫（wēn）幹燥、組合幹燥都會（huì）帶來設備的增（zēng）加與增大，使初期投入增加，因而必須與幹燥成本統一考慮，這正是現代（dài）幹燥技術麵臨的綜合課題（tí）。從現有技術水平看，增加的設備投入在3個月到一年之內均可回收（shōu），對於中大型幹燥設備係統，其（qí）效果是（shì）很明（míng）顯的

3 環境負荷與幹（gàn）燥技術的局限性
　　環境問題關係到經濟的可持（chí）續發展，很（hěn）多工程都把環境評估作為重要（yào）項目來考慮。幹燥設備係統的噪音（yīn）、物料的粉塵、燃煤的含二氧化硫、尾氣的排放都（dōu）是幹燥技（jì）術麵臨的環境問題。對幹燥裝置的環境負荷分析表明，使用清潔能源，充分（fèn）回（huí）收利用排氣餘熱，在保證幹燥速率的前提下降低尾氣的（de）排氣溫度，均可顯（xiǎn）著（zhe）降低幹燥（zào）過程（chéng）的環（huán）境負荷。這與火用分析的結（jié）論是一致（zhì）的。
　　解決環（huán）境問題，給幹燥（zào）技術的發展又提出了新的課題。很（hěn）多行業的汙染物需要幹燥設備來處理（lǐ），如（rú）發酵釀造行業的廢水廢渣處理、汙水處理後的（de）汙泥幹燥、燃煤的噴霧脫硫技術（shù）等。
　　幹燥是耗能很高的單元操作，其本（běn）身就形成了很大的局限性（xìng）。隨著包裝儲藏技術的發展、運輸成（chéng）本的降低，以（yǐ）前需要幹燥處（chù）理的（de）物料不必進行幹燥，如牛奶、蔬菜等。機械脫水及蒸發工藝對於（yú）處理高含水物料具（jù）有很大優勢，這就要求幹燥技術人員針對性地幹燥經機械方法、蒸發濃縮工藝處理物（wù）料。
　　 基於以上（shàng）對幹燥的認識和評（píng）價，下麵著（zhe）重談三個問題：
　　 ⑴幹燥試驗（yàn）
　　 幹燥過程是相當複雜的，證實幹燥設（shè）備適用性的（de）現有^方法是在所選幹燥設備上作物料試驗，通常采用正交試驗法。這需要設（shè）計（jì）人員從幹燥技術的角度設計實驗和分析結（jié）果，以檢驗各參數對幹燥的影響程度。
　　 經過長期的實踐，人類在幹燥工程上積累了大量應用成果，也可從（cóng）工程中的數據來推理，從（cóng）而簡化實驗。
根據舊的參數及一些新的參數可推出（chū）另一些（xiē）新的參數。
　　⑵組合幹燥（zào）
　　工程技術人員越來越認（rèn）識到組合幹燥的意義，這主要體（tǐ）現在生產能力的增大，熱效（xiào）率的提高。典型應用主要有噴霧與振動流化床組合幹燥奶粉，節能20%～30%。箱式幹燥與閃蒸幹燥組合幹燥永固紫顏料，產量增大一倍（bèi）。內熱式流化床幹燥精製鹽，熱效率提高（gāo）50%。
　　⑶蓄熱式燃燒技術的應用
　　 蓄熱式燃燒技術及（jí）高溫空氣燃燒技術具有熱效率高、降低NoX汙染排放、設備尺寸小的特點；近（jìn）10年來這項技術主要在（zài）發達國家實施推廣。中國也已見諸行動。這項技術開（kāi）創（chuàng）了革命性的燃燒器和爐窯設計，在鋼鐵加熱領域其節能和清潔燃燒效果^顯著（zhe）。作為幹燥設備的重要組成部分熱風爐可以借（jiè）鑒和（hé）應用這一全新的燃燒技術。這一技術又被稱為環境協調型燃燒技術。

4 結論
① 科學實驗方法的研究對幹燥設備設計選型非常重要。
② 全麵評估幹燥（zào）設備對發展現代幹（gàn）燥技術有促進作用。
③ 在實際工作中，幹燥技術人員要重（chóng）視環境負荷問題。