干燥是能量消耗较大的单元操作之一。这是由于无论是干燥液体物料、浆状物料,还是含湿的固体物料,都要将液态水分变成气态,因此需要供给较大的汽化潜热。统计资料表明,干燥过程的能耗占整个加工过程能耗的12%左右。因此,必须设法提高干燥设备的能量利用率,节约能源,采取措施改变干燥设备的操作条件,选择热效率高的干燥装置,回收排出的废气中部分热量等,都是干燥技术的发展方向。干燥操作的节能途径有:
(1)减少干燥过程的各项热量损失。一般来说,干燥器的热损失不会**过10%,大中型生产装置若保温适当,热损失约为5%。因此,要做好干燥系统的保温工作,求取一个较佳保温层厚度。
(2)降低干燥器的蒸发负荷。物料进入干燥器前,通过过滤、离心分离或蒸发等预脱水方法,增加物料中固体含量,降低干燥器蒸发负荷,这是干燥器节能的较有效方法之一。例如,将固体含量为30%的料液增浓到32%,其产量和热量利用率提高约9%。对于液体物料(如溶液、悬浮液、乳浊液等),干燥前进行预热也可以节能,因为在对流式干燥器内加热物料利用的是空气显热,而预热则是利用水蒸气的潜热或废热等。对于喷雾干燥,料液预热还有利于雾化。
(3)提高干燥器入口空气温度、降低出口废气温度。由干燥器热效率定义可知,提高干燥器入口热空气温度,有利于提高干燥器热效率。但是,人口温度受产品允许温度限制。在并流的颗粒悬浮干燥器中,颗粒表面温度比较低,因此,干燥器入口热空气温度可以比产品允许温度高得多。一般来说,对流式干燥器的能耗主要由蒸发水分和废气带走这两部分组成,而后一部分占15% ~40% ,有的高达60%,因此,降低干燥器出口废气温度比提高进口热空气温度更经济,既可以提高干燥器热效率,又可增加生产能力。
(4)部分废气循环。部分废气循环的干燥系统,由于利用了部分废气中的部分余热,所以使干燥器的热效率有所提高,但随着废气循环量的增加而使热空气的湿含量增加,干燥速率将随之降低,使湿物料干燥时间增加,从而带来干燥装置费用的增加,因此,存在一个较佳废气循环量的问题。一般的废气循环量为总气量的20%~30%。