真空干燥箱设备选择的基本原则
每种烘箱机装置都有其特定的适用范围，而每种物料都可找到若干种能满足基本要求的烘箱装置,但最适合的只能有一种。如选型不当，用户除了要承担不必要的一次性高昂采购成本外，还要在整个使用期内付出沉重的代价，诸如效率低、耗能高、运行成本高、产品质量差、甚至装置根本不能正常运行等等。
以下是烘箱机选型的一般原则，很难说哪一项或哪几项是最重要的，理想的选型必须根据自己的条件有所侧重，有时折中是必要的。
1.适用性-------烘箱装置首先必须能适用于特定物料，且满足物料烘箱的基本使用要求，包括能很好的处理物料(给进、输送、流态化、分散、传热、排出等)，并能满足处理量、脱水量、产品质量等方面的基本要求。
2.烘箱速率高---仅就烘箱速率看，对流烘箱时物料高度分散在热空气中，临界含水率低，烘箱速度快，而且同是对流烘箱，烘箱方法不同临界含水率也不同，因而烘箱速率也不同。
3.耗能低-------不同烘箱方法耗能指标不同，一般传导式烘箱的热效率理论上可达100%，对流式烘箱只能70%左右。
4.节省投资-----完成同样功能的烘箱装置，有时其造价相差悬殊，应择其低者选用。
5.运行成本低---设备折旧、耗能、人工费、维修费，备件费...等运行费用要尽量低廉。
6.优先选择结构简单、备品备件供应充足、可靠性高、寿命长的烘箱装置。
7.符合环保要求，工作条件好，安全性高。
8.选型前最好能做出物料的烘箱实验，深入了解类似物料已经使用的烘箱装置(优缺点)，往往对恰当选型有帮助。
9.不完全依赖过去的经验，注重吸收新技术，多听专家的意见。
真空烘箱设备选型技术概述
同其他工业技术一样，干燥技术在应用过程中也得到长足的进步。目前已开发出的烘箱机的种类已达400多种，而且有约200多种烘箱机已应用于工业化生产，其中出现了许多新型烘箱机，它们有的是对普通烘箱机进行结构上的改进，有的借鉴吸收了其他烘箱机的优点，有的完全是一种新想法。
烘箱又是工业耗能相当大的一个单元操作，据资料记载，发达国家工业耗能的14%被用于烘箱，有些行业的烘箱耗能甚至占到生产总耗能的35%，而且这个数字在不断地增大。同时，运用矿物燃料作为热源进行烘箱操作产生大量的二氧化碳等气体。烘箱设备的尾气(这些气体中夹带一些粉尘)对大气环境有不良的影响，这对于日益引起全球关注的“环境保护”是一个极大的挑战。
几乎所有的工业都离不开烘箱操作，虽然正确地了解烘箱及烘箱设备的工作机理有助于成功地完成烘箱过程，但是仍然需要我们不断地投人人力和物力去进一步进行干燥技术的研究和开发，以使其在生产高质量产品的同时，有效地利用能源，减少对环境的不利影响，并且更易于实现过程操作和控制。
一、干燥技术的特点
干燥技术有很宽的应用领域，面对众多的产业、理化性质各不相同的物料、产品质量及其他方面千差万别的要求，干燥技术是一门跨行业、跨学科、具有实验科学性质的技术。通常，在干燥技术的开发及应用中需要具备三个方面的知识和技术。第一是需要了解被烘箱物料的理化性质和产品的使用特点；第二是要熟悉传递工程的原理，即传质、传热、流体力学和空气动力学等能量传递的原理；第三要有实施的手段，即能够进行烘箱流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计。显然，这三方面的知识和技术不属于一个学科领域。而在实践中，这三方面的知识和技术又缺一不可。所以干燥技术是一门跨行业、跨学科的技术。
现代干燥技术虽已有一百多年的发展史，但至今还属于实验科学的范畴。大部分干燥技术目前还缺乏能够精准指导实践的科学理论和设计方法。实际应用中，依靠经验和小规模实验的数据来指导工业设计还是主要的方式，造成这一局面的原因有以下几方面：
原因之一是干燥技术所依托的一些基础学科，(主要是隶属于传递工程范畴的学科)本身就具有实验科学的特点。例如，空气动力学的研究发展还要靠“风洞”实验来推动，就说明它还没有脱离实验科学的范畴，而这些基础学科自身的发展水平直接影响和决定了干燥技术的发展水平。
原因之二是很多烘箱过程是多种学科技术交汇进行的过程，牵涉面广、变化因素多、机理复杂。例如在喷雾干燥技术领域里，被雾化的液滴在烘箱塔内的运行轨迹是工程设计的关键。液滴的轨迹与自身的体积、质量、初始速度和方向及周围其他液滴和热空气的流向、流速有关。但这些参数由于传质、传热过程的进行，无时无刻不在发生着变化、而且初始状态时，无论是液滴的大小还是热空气的分布都不可能是均匀的。显然，对于如此复杂、多变的过程只凭借理论计算来进行工程设计是不可靠的。
原因之三是被烘箱物料的种类是多种多样的，其理化性质也是各不相同。不同的物料即使在相同的烘箱条件下，其传质、传热的速率也可能有较大的差异。如果不加以区别对待，就有可能造成不尽人意的后果。例如某些中草药的烘箱，虽然同属一种药材，只因为药材产地或收获期存在区别就须改变烘箱条件，否则产品质量就会受到影响。
以上三方面的原因决定了干燥技术的开发与应用要以实验为基础。但烘箱搜术的这些特点往往被人有意或无意地忽视。制造厂商由于实验装置缺乏或机型不全(这在我国是一个普遍存在的现象)经常回避应做的烘箱实验，而用户由于不了解干燥技术的特点，也经常放弃进行必要实验的要求。其结局是装置使用效果不佳，甚至于造成方案设计失败。在我国，这样的事例屡见不鲜，曾有过一套价值2000万元人民币的工业烘箱装置因达不到使用要求而被闲置的教训。因此，建设工业烘箱装置尤其是较大的装置之前，一定要进行充分的、有说服力的实验，并以实验结果作为工业装置设计的依据。这是干燥技术应用的显著特点。
此外，真空干燥箱设备种类繁多、各具用途也是干燥技术的一个特点。每一种技术都有自己适宜应用的领域。在工程实践中，要根据具体情况选择适用的干燥技术种类。这对投资费用、操作成本、产品质量、环保要求等方都会产生重大的影响。例如某一企业，在白炭黑滤饼烘箱上曾经分别选用过箱式烘箱、喷雾烘箱、旋转气流快速烘箱三种型式。最终结果证明这三种技术各有所长。箱式烘箱生产白炭黑虽然生产效率低、人员劳动强度大，但产品质量好。与橡胶混炼后所生成的制品扯断强度值较高。旋转气流快速烘箱设备紧凑、投资少、生产效率高，但所生成的橡胶制品的强度指标却是三者间最差的。喷雾烘箱生产白炭黑，产品各项指标在三者间居中，但具有产品流动性好、粉尘污染小，深受用户及操作者欢迎的特点。在20世纪90年代，为白炭黑生产中采用哪种烘箱方式更为先进的问题，曾在我国烘箱界引发过争论。其实，三种设备各有特点，选用哪种机型要看用户自身的条件和产品要求。不存在哪种技术更为先进的结论。类似的例子有很多，都表明了烘箱设备种类繁多、各具用途的特点。所以在应用中要仔细比较、慎重选择技术方案，而通过烘箱实验来考核技术方案也是必不可少的步骤。
二、工业烘箱装置的发展现状
烘箱在许多生产中是一个十分重要的单元操作，因为烘箱在这里不仅是简单的固液分离过程，更重要的常常是生产过程的最后一道工序，产品的质量、剂型在很大程度上取决于干燥技术和设备的综合运用情况。从经济角度考虑，烘箱器价格昂贵，工程投资较大。另一方面，烘箱又是高耗能过程，热效率在15%一80%这样大的范围内波动，而设备的运转费用与烘箱器的设计选型有非常密切的关系，所以企业的决策者对此历来都比较重视。被烘箱物料的品种有许多，它们的理化性质又有很大差异。甚至同一品种不同的生产工艺、同一品种不同的产品要求，导致烘箱条件可能都有区别，所以就决定了烘箱工程的复杂性。由此可见，烘箱过程较其他的单元操作具有更高的技术性。
我国烘箱设备在解放前基本是空白，只有烘房、烘箱和滚筒烘箱机，干燥技术落后、生产设备原始。到1957年才出现了真空耙式烘箱机，1964年以后干燥技术有了较快的发展。纵观我国干燥技术及设备的发展史，在几十年间经历由简到繁、由低级到高级的发展阶段，现在常用于生产的烘箱设备有十余类三十多个系列，加上组合烘箱设备约有五十几种，再加上专用烘箱设备就更难于统计，合理地选用这些烘箱设备也不是一件易事，选型的前提是了解这些设备的基本工作原理、结构特点以及适用物料范围，这样在选型时才避免走弯路。
近些年来，由于干燥技术的发展，给筛选设备带来了更多的复杂因素。即使是烘箱设备的设计、制造或使用者也常常弄不清如何去选择合适的设备。由于烘箱设备的推销者在市场上只是对他们推销的烘箱机种类感兴趣，而对其他种类则并不介绍，这样，用户就只得借助于有关的现代干燥技术参考资料决定对设备的最后选择。毫无疑问，用户很需要由推销者提供的实验室，实验范围及技术经济方面的资料。因此，就必须熟悉大多数烘箱设备，才有可能选出合理的设备。应该强调的是，在特定的生产运行状态中，很有可能有很多较适用的烘箱机，但也必须知道，在特定的工作状态中，没有一个严格的规则规定出极精确的最佳烘箱设备，每一种产品都有自己独特的生产方式。影响最佳烘箱装置选择的因素很多，如选择间歇烘箱还是连续烘箱、矿物燃料的消耗、电耗、地方环境法或噪音污染限制等。产品产量对烘箱机的选择更是一个主要因素。
三、烘箱设备使用概况
前面提到，高温真空烘箱是在许多工业生产中大量应用。多年来已有多种机型用于工业化生产中，如气流烘箱器、流化床烘箱器、喷雾烘箱器、滚筒烘箱机、耙式烘箱器、冷冻烘箱机、红外线烘箱及组合式烘箱等达几十种之多。为什么烘箱设备类型很多呢？这主要是由于烘箱物料型态、性质各不相同，处理的物料有各种不同的具体要求所致。
随着我国各行业的生产技术的飞跃发展，国内干燥技术和设备也得到了迅速发展。在散粒状物料的烘箱方面，近几年来流态化技术获得了更加广泛的应用和新的发展。流态化烘箱充分改善了气固相接触条件(蒸发表面积增大)，物料的剧烈搅动，大大减少了气膜阻力，给传热介质创造了极为有利的条件。除了国内在干燥技术中使用较早的气流烘箱获得较迅速发展外，近年来流化烘箱设备发展得最快。主要表现在利用流态化技术结合各种被烘箱物料特性和要求创制了很多新型高效的流态化烘箱器，分述如下。
直管气流烘箱器是国内使用较早的流化烘箱设备，经数年来的生产实践认为气流烘箱对散粒状物料，特别是热敏性物料的烘箱，还是比较理想的烘箱设备。它无论生产量，占地面积等方面均比烘箱烘箱优越，因此目前在制药、塑料、食品、化肥等工业中使用的更加广泛。但气流烘箱还存在热利用率较低、设备高、气固两相相对速度较低等缺点。近年来创制了脉冲气流烘箱器、旋风气流烘箱器、粉碎气流烘箱器等新型气流设备，克服了直管气流烘箱的缺点。粉碎气流除降低高度外，还扩大了气流烘箱器的使用范围，使易氧化的物料能用空气作为烘箱介质，既降低了烘箱动力消耗，又提高了产品的产量和质量，此外还采用了多级气流烘箱流程和组合气流烘箱流程，在气流烘箱器的应用上，许多工程采用了二级串联方式，在有些物料的烘箱上更加合理，也提高了热效率。直管气流烘箱在生产操作方面已很成熟。脉冲气流、旋风气流烘箱已工业化多年，操作已较成熟，但理论设计方面还很缺少。在今后的实践发展中还需进一步完善。
大部分热敏性较强和易氧化的物料，均采用气流烘箱。一般能将初湿为10%一25%的物料烘箱至1%-0.05%，被烘箱的物料粒度一般在60-100目，产量一般在100 - 200kg/h。目前国内在制药、食品、塑料等工业中广泛使用。随着我国生产技术的飞速发展，气流烘箱在今后的工业生产中必定应用得更加广泛。
流化烘箱是最近年发展起来的又一干燥技术。经过生产实践证明它有很多优越性，能实现小设备大生产，由于热容系数较大和停留时间可任意调节，故对含表面水和需经过降速烘箱阶段的物料均适用，特别适用于散粒物料的烘箱。最近发展起来并已工业化的有下列几种型式：单层圆筒型、多层圆管型、振动流化床、卧式多室流化床烘箱器、搅拌流化床以及内藏热管流化床等，其中以后者发展得较迅速。目前已在制药、化肥、食品、塑料、石油化工等工业中广泛使用。经过几年的实践，国内流化烘箱无论在操作、设备结构等方面均已发展到较成熟阶段。从使用情况看，卧式多室流化烘箱器由于结构简单、操作方便而稳定、物料适应性广，既能获得含水均匀的产品，动力消耗又少，是流态化烘箱散粒状物料较理想的设备，今后值得推广与发展。内藏热管是流化床对流传热和传导传热相结合的产物，具有较高的热效率，烘箱效果也效好，是近年来很受推荐的新机型。
国内锥形流化床按操作分有三种型式：一种是浓相溢流出料，近年来国内较多在流化造粒方面使用；另一种即喷动床烘箱，是由床顶出料，产品在旋风分离器内收集或间歇操作床底出料。这种结构比流化床结构简单，设备小，产量大，烘箱强度高、床层等温性强、不发生局部过热。过去仅适用于大颗粒物料(聚氯乙烯)，近年来已发展至能应用于细粒物料的烘箱。目前在塑料、谷物、制药等部门使用。但因动力消耗较大，使用受到一定限制。
在溶液状或浆状物料的烘箱方面也获得了较新的发展，除使用得较多的喷雾烘箱有了新的发展外，近年来已成功地采用了锥形流化床进行喷雾造粒生产并已逐步在发展和完善中。喷雾流化造粒烘箱器首先在化肥上采用，目前已在医药、食品等工业中采用。喷雾烘箱在国内使用已有二十几年，在设计和操作等方面都已较成熟。近年来喷雾烘箱有以下几方面的进展：
(1)烘箱室除向大型化发展外，喷头雾化器性能方面有关单位也作较多的实验研究工作，并取得了显著效果；
(2)除热敏性溶液更加广泛采用喷雾烘箱外，近年浆液也成功地采用了喷雾烘箱；
(3)喷雾烘箱与其他干燥技术结合以达到烘箱或烘箱造粒同时进行的目的，这也是我国干燥技术水平进一步发展的体现；
(4)目前正在进行低温喷雾烘箱的实验，它是将含湿量极低而温度不高的空气作载体，空气经过预先脱水烘箱，在烘箱过程中产品温度不超过35’C，因此适用于热敏性物料的烘箱，如医药、食品脱水等。
真空干燥箱的工作原理
烘箱过程需要消耗大量热能，为了节省能量，某些湿含量高的物料、含有固体物质的悬浮液或溶液一般先经机械脱水或加热蒸发，再在烘箱机内烘箱，以得到干的固体。在烘箱过程中需要同时完成热量和质量(湿分)的传递，保证物料表面湿分蒸汽分压(浓度)高于外部空间中的湿分蒸汽分压，保证热源温度高于物料温度。
热量从高温热源以各种方式传递给湿物料，使物料表面湿分汽化并逸散到外部空间，从而在物料表面和内部出现湿含量的差别。内部湿分向表面扩散并汽化，使物料湿含量不断降低，逐步完成物料整体的烘箱。
物料的烘箱速率取决于表面汽化速率和内部湿分的扩散速率。通常烘箱前期的烘箱速率受表面汽化速率控制；而后，只要烘箱的外部条件不变，物料的烘箱速率和表面温度即保持稳定，这个阶段称为恒速烘箱阶段；当物料湿含量降低到某一程度，内部湿分向表面的扩散速率降低，并小于表面汽化速率时，烘箱速率即主要由内部扩散速率决定，并随湿含量的降低而不断降低，这个阶段称为降速烘箱阶段。
高温真空烘箱设备分类
用于进行烘箱操作的设备。类型很多。根据操作压力可分为常压和减压(减压烘箱器也称真空烘箱器)。根据操作方法可分为间歇式和连续式。根据烘箱介质可分为空气、烟道气或其他烘箱介质。根据运动(物料移动和烘箱介质流动)方式可分为并流，逆流和错流。按操作压力
按操作压力，烘箱器分为常压烘箱器和真空烘箱器两类，在真空下操作可降低空间的湿分蒸汽分压而加速烘箱过程，且可降低湿分沸点和物料烘箱温度，蒸汽不易外泄，所以，真空烘箱器适用于烘箱热敏性、易氧化、易爆和有毒物料以及湿分蒸汽需要回收的场合。
按加热方式，烘箱器分为对流式、传导式、辐射式、介电式等类型。对流式烘箱器又称直接烘箱器，是利用热的烘箱介质与湿物料直接接触，以对流方式传递热量，并将生成的蒸汽带走；传导式烘箱器又称间接式烘箱器，它利用传导方式由热源通过金属间壁向湿物料传递热量，生成的湿分蒸汽可用减压抽吸、通入少量吹扫气或在单独设置的低温冷凝器表面冷凝等方法移去。这类烘箱器不使用烘箱介质，热效率较高，产品不受污染，但烘箱能力受金属壁传热面积的限制，结构也较复杂，常在真空下操作；辐射式烘箱器是利用各种辐射器发射出一定波长范围的电磁波，被湿物料表面有选择地吸收后转变为热量进行烘箱；介电式烘箱器是利用高频电场作用，使湿物料内部发生热效应进行烘箱。按湿物料的运动方式
按湿物料的运动方式，烘箱器可分为固定床式、搅动式、喷雾式和组合式；按结构，烘箱器可分为厢式烘箱器、输送机式烘箱器、滚筒式烘箱器、立式烘箱器、机械搅拌式烘箱器、回转式烘箱器、流化床式烘箱器、气流式烘箱器、振动式烘箱器、喷雾式烘箱器以及组合式烘箱器等多种。
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