干燥是很多工业生产的重要工艺过程之一，干燥设备的种类非常多，其中的动态干燥设备，如：烘箱、气流、喷雾、流化床、带式等一些常用的对流干燥设备，它们都是以空气作为干燥介质，将热量传给湿物料，同时将湿物料中的水分带走，使物料达到干燥的目的。用空气作为干燥介质，有以下两个缺点难以克服：
(1)热空气的干燥速率较低，其原因是物料在与热空气接触时往往会形成表皮硬化，从而降低水分的迁移速度。而用过热蒸汽干燥时，不会出现此现象，即在过热蒸汽中对水蒸气的扩散没有阻力；
(2)尾气中含有一定量的显热和水分蒸发变成蒸汽后的潜热，如果要想回收这部分热量的话，一是技术上有难度；二是回收费用很高，从经济角度讲不合算，所以现在基本上都是将尾气作为废气排掉，这就造成干燥设备的热效率很低，例如：气流干燥烘干机，其热效率大都在50%以下，有时只有30%左右，30码期期必中销售木屑烘干机、木屑颗粒机等木屑烘干、木屑成型机械设备。如果用过热蒸汽作干燥介质，可以克服以上缺点，下面将过热蒸汽气流干燥烘干机的工作原理、优缺点、结构特点、操作特点等作一介绍。
2、过热蒸汽干燥烘干机现状
过热蒸汽干燥技术被干燥行业称为“新型干燥技术”或“先进干燥技术”，这说明过热蒸汽干燥技术是值得研究和开发的一种新技术。目前世界上只有少数几个国家已将过热蒸汽干燥烘干机用于工业生产，但也只限于几种特定物料的干燥，例如：木材、纸、泥煤、纺织品等。在国内，过热蒸汽干燥技术基本上未得到广泛应用，也很少有人进行这方面的研究。造成这种状况的原因主要是尽管过热蒸汽干燥技术具有很多优点，但它同时存在着一些缺点和难点。关于这方面的情况，本文下面将作详细的叙述。
3、过热蒸汽干燥的基本原理
所谓过热蒸汽，是指在一定压力下，蒸汽温度高于相同压力下的饱和蒸汽温度，过热蒸汽在吸收一定量的水分后，才能变成饱和蒸汽，这说明过热蒸汽是能吸水的，可以将其视为干燥气体，所以它完全能够作为干燥介质对湿物料进行热、质传递。
3.1热、质传递
在常规的热风干燥过程中的传热、传质，一般分为三个阶段：加热升温期，将湿物料从环境温度上升到开始蒸发水分的温度；恒速干燥段、水分蒸发的速度为恒速；降速干燥段，此时物料表面不呈湿润状态，致使水分蒸发速度逐渐下降。过热蒸汽的干燥过程，依然遵循以上特性，只是由于控制因素不同，所表现的形式及效果有差别而已。
在热风干燥过程中，物料的表面温度等于湿球温度；而过热蒸汽干燥中干燥发生在介质对应压力下的沸点温度。对过热蒸汽干燥而言，则需要大量的热传递，因此要求蒸汽的过热度要足够大，否则，有可能造成过热蒸汽在物料表面的凝结现象。
在恒速干燥段，热风干燥的传质是通过水分的扩散作用将水分从湿物料的表面传到热风中，而过热蒸汽干燥则是通过湿物料表面和过热蒸汽之间的蒸汽分压差产生的体积流达到传质目的，这个传质过程的阻力可以忽略不计，所以后者的传质速度快，干燥时间短。
在降速干燥段，在此段用过热蒸汽可使物料表面形成多孔的表皮，使气体的渗透性好，又由于温度高，水分子更加活跃，使干燥速度比在热风中快。
综上所述，用过热蒸汽干燥，能提高干燥速率，缩短干燥时间。
3.2过热蒸汽干燥的优缺点
3.2.1优点
(1)节能效果显著，根据国外有关报导，在用于工业生产的过热蒸汽干燥烘干机的比能耗，都大大低于热风干燥；
(2)无氧化和燃烧反应，即无爆炸危险；
(3)因为无传质阻力，干燥速率提高，缩短干燥时间；
(4)有灭菌和消毒作用，由于物料的温度超过100℃，在这样的温度下对于一些要求灭菌的食品和药品不仅能干燥，且能消灭细菌和其他有毒微生物。
3.2.2缺点
(1)结构复杂、投资大。因为整个干燥过程为闭路循环系统，对喂料和卸料装置要求不能有气体泄露，整个系统要求密封性能要好；
(2)系统的启动和停车操作复杂。启动时应将系统内的空气置换掉，停车前应先停止加料，待物料全部卸出后，把系统中的过热蒸汽排出，并用空气将系统中的蒸汽置换，以免系统中有过多的冷凝水；
(3)不适宜热敏物料的干燥；
(4)排m的尾气（过热蒸汽）的回收利用技术较为复杂。
4、过热蒸汽气流干燥烘干机
4.1流程图
过热蒸汽气流干燥烘干机的流程如图1所示。
4.2 工作原理
在回路启动时，把阀门11打开，阀门12关闭，阀门13打开，启动风机10，回路中的空气逐渐被蒸汽置换，通过回路中含氧量的测定，判断回路中的空气含量，当达到要求时，关闭阀门13，打开阀门12，根据回路的压力情况，关闭蒸汽进口阀11，可开启电加热7和蒸汽加热器4，当管内的蒸汽温度达到要求时，此时管内的蒸汽为过热蒸汽，通过加料斗6和星形阀向回路连续加料，并同时开启卸料星形阀卸料。
在运行中通过电加热器和蒸汽加热器对温度进行调控。
在运行中通过检测压力和空气含量对阀门8和阀门11进行控制，来调控回路中的压力和空气含量。
蒸汽加热器所用的饱和蒸汽的温度一定高于所要求的过热蒸汽的温度，其温差大约为10℃以上。
4.3结构特点
(1)干燥管为闭路循环式。
(2)蒸汽加热器的结构示意图如图2所示。
为了减少干燥管的壁厚，可采用拉钉加强。
(3)整个系统全保温，以保证生产安全和减少热量的散失。
(4)自动化程度较高，有含氧量的在线检测和控制；有压力检测和控制；有温度检测和控制。在控制中所使用的阀门为电动阀或气动调节阀。
(5)根据物料的干燥情况，可调整加料量。
5、可行性分析
本套装置就是气流干燥器，只是所用的干燥介质为过热蒸汽而已，关于干燥中的热量衡算、物料衡算等工艺计算均可参照空气作为干燥介质的计算方法。在整个结构上也不太复杂，现有的制作水平已能适应，此方案实施起来并没有大的困难。
关于运行操作方面，我们已有惰性气体闭路循环干燥器的运行经验，再加上目前各种控制技术、控制元件的性能也已有很大的提高，对运行的可靠性有了保证。
主要存在的问题是再生蒸汽的利用问题。所谓再生蒸汽就是上文提到的尾气，其数量约等于物料干燥时蒸发的水分量，此再生蒸汽中含有显热和潜热，如何有效地利用这部分热量，是过热蒸汽干燥中至关重要的问题，这关系到节能问题。由干尾气中基本上为蒸汽，比空气干燥器中尾气热量回收要容易的多，成本也低的多。对于再生蒸汽的利用问题，是科技人员特别是科研人员的研究课题，我相信在不久的将来，总会有妥善的解决办法。
6、结语
过热蒸汽干燥技术的确是一种高新技术，是干燥技术的发展方向之一，作为干燥行业的科技人员，应该认真对待。
