1. Die beschleunigte Trocknungsphase von Rohstoffen in einem Flash-Trockner

Im Wärmeübertragungsmedium sind die Partikel erhöhten Temperaturen und einer Luftfeuchtigkeit von weniger als 100 % ausgesetzt. Innerhalb kürzester Zeit werden die Partikeloberflächen auf die Feuchtkugeltemperatur des Trocknungsmediums erhitzt. Folglich beschleunigt sich die Verdunstungsrate der Feuchtigkeit rapide. Nach einer bestimmten Zeit gleicht sich die von den Partikeln aufgenommene Wärme mit der durch die verdunstende Feuchtigkeit verbrauchten Wärme aus, wodurch ein Gleichgewichtszustand erreicht wird. Diese Phase ist äußerst kurz, und das Volumen der abgegebenen Feuchtigkeit ist relativ gering; der Prozess geht dann in die Trocknungsphase mit konstanter Rate über.

2. Die Trocknungsphase mit konstanter Rate von Rohstoffen in einem Flash-Trockner

Während dieser Phase wird die von der Partikeloberfläche verdunstende Feuchtigkeit kontinuierlich durch Feuchtigkeit ersetzt, die aus dem Inneren des Partikels an seine Oberfläche wandert, sodass die Oberfläche in einem konstant feuchten Zustand bleibt. Zu diesem Zeitpunkt bleiben sowohl die Trocknungsrate als auch die Oberflächentemperatur der Partikel konstant. Die Verdunstungsrate steht in direktem Zusammenhang mit den Unterschieden in der Wasserdampfkonzentration und der Temperatur zwischen der Partikeloberfläche und dem umgebenden Medium; je größer diese Unterschiede, desto schneller die Trocknungsrate. Darüber hinaus wird die Trocknungsrate durch die Geschwindigkeit des Luftstroms über die Partikeloberfläche beeinflusst; auf der Oberfläche bildet sich stets eine stagnierende Grenzschicht aus Luft – ein „Gasfilm“. Die Verringerung der Dicke dieses Gasfilms erleichtert sowohl die Feuchtigkeitsverdunstung als auch den Wärmeaustausch. Daher kann eine Erhöhung der Geschwindigkeit des Luftstroms über die Partikeloberfläche den Trocknungsprozess effektiv beschleunigen. Wenn die Trocknung für eine bestimmte Dauer fortgesetzt wird, beginnt die Rate, mit der Feuchtigkeit aus dem Inneren des Partikels diffundiert, unter die Rate der Oberflächenverdunstung zu fallen. Folglich kann die innere Feuchtigkeit die Oberfläche nicht mehr vollständig sättigen, um die Oberflächenverdunstung aufrechtzuerhalten, was den Übergang zur nächsten Trocknungsphase markiert.

3. Die verlangsamte Trocknungsphase von Rohstoffen in einem Flash-Trockner

Sobald die Verdunstungsrate einen bestimmten Schwellenwert erreicht, wird die innere Feuchtigkeit in den Partikeln unzureichend, um die gesamte Oberfläche gesättigt zu halten. Die Fläche der feuchten Oberfläche nimmt allmählich ab, was dazu führt, dass die Trocknungsrate progressiv sinkt. Während dieser Phase nehmen sowohl das Verdunstungsvolumen als auch die Rate des Wärmeverbrauchs deutlich ab. Die Oberflächentemperatur der Partikel steigt über die Feuchtkugeltemperatur des Trocknungsmediums und steigt weiter an, während sich der Temperaturunterschied zwischen den Partikeln und dem Trocknungsmedium allmählich verringert, bis die beiden Temperaturen nahezu oder genau gleich sind.

4. Die Gleichgewichtsphase von Rohstoffen in einem Flash-Trockner

In diesem Stadium erreicht die Rate der Feuchtigkeitsaufnahme durch die Partikeloberfläche ein Gleichgewicht mit der Verdunstungsrate. Folglich sinkt die Trocknungsrate auf null. Die in den Partikeln verbleibende Restfeuchtigkeit stellt den „Endfeuchtegehalt“ dar; typischerweise sollte dieser Wert nicht unter dem für eine sichere Lagerung erforderlichen Gleichgewichtsfeuchtegehalt liegen. In einem rotierenden Flash-Trockner sind die getrockneten Materialpartikel typischerweise fein, und ihre Verweilzeit in der Trocknungskammer ist extrem kurz – sie liegt im Allgemeinen zwischen nur 1 und 3 Sekunden. Folglich entspricht die Oberflächentemperatur der Partikel während der Trocknungsphase mit konstanter Rate der Feuchtkugeltemperatur des Trocknungsmediums. Die Verwendung eines rotierenden Flash-Trockners gewährleistet eine gleichmäßige Partikelgrößenverteilung der Rohstoffe, was die Aufrechterhaltung der Produktqualität erleichtert.