一、当前国内染料干燥特性的研究状况
干燥在染料生产中是十分重要的单元操作，因为干燥在这里不仅是简单的固液分离过程，更重要的是染料生产过程的最后一道工序，产品的质量、剂型在很多情况下取决于干燥技术和设备的综合运用水平。从经济角度考虑，干燥机价格昂贵，工程投资较大。但干燥又是高耗能过程，热效率在15～80%这样大的范围内波动，而设备的运转费用与干燥机的设计选型有非常密切的关系，所以染料厂的决策者对此历来都十分重视。染料的品种有许多，经常生产的也有余种，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，导致干燥条件可能都有区别，所以就造成了干燥的复杂性。由此可见，染料的干燥较其它产品具有更高的技术性。
染料干燥是一个热过程，属于化工单元操作，这一点与其它物料基本一样。并没有大的区别，但染料的干燥又有它的特殊性：首先染料是精细化工产品，物料有热敏性，对操作温度十分敏感，有些物料干燥温度范围甚至不能超过±5℃，否则就会发生质量问题，所以对操作条件要求严格。其次染料品种多，前面已经提到，染料经常生产的品种多达几百种，加上染料中间体就更难统计。生产规模小，年生产量-吨在绝大多数，所以生产成本相对要高一些。三是染料装置更换品种频烦，现在许多染料厂一台设备在一年内要多次更换品种。大家知道，我国的染料都有严格的质量标准，经常更换品种相互交叉污染很难避免。每当更换品种要经过反复冲洗，有时甚至要重新更换管路或一些设备，所以干燥设备的设计，从流程到结构都要考虑到这一特殊性。四是染料生产对环境污染严重，固状染料极易扬尘，对生产车间或厂区环境容易造成污染，如果染料厂在居民区、风景区附近更要注意生产装置和排放气体的可靠性。五是染料干燥是集科学、技术和艺术为一体的单元操作过程，操作经验在某种情况下会起重要作用，因为操作时许多参数间相互关联，在一定范围内可能起积极作用，超出某一范围内可能会有不良结果，所以操作经验不可小视。
综上所述，在设计干燥机之前，应撑握下列条件：首先要弄清原染料本身性质，包括原染料的色光、强度、流动性、粘度、表面张力、含固率、粒度、亲水性、密度、扩散性能、耐热性、熔点、PH值、毒性、可燃性、含溶剂种类、对金属敏感性等。其次要注意染料厂提出的产品要求，包括产品的含水率、粒度及分布、色光、强度、润湿性能、溶解度、高温分散稳定性、堆积密度、不溶物含量、外观、收率、扬尘性等。除此之外，还可能有其它特殊要求。三是充分考虑设备安装的客观环境条件，包括安装地的空气湿度、年平均温度、最低温度和最高温度、环保要求等。此外还有设备型式、热源种类、设备材质、投资费用、热效率、控制水平等因素。.一.二
二、国内染料行业常用的干燥设备
(1)压力式喷雾干燥压力式喷雾干燥机(因设备高大而呈塔形，又称喷雾干燥塔)在染料干燥中使用最为普遍。因为压力式喷雾干燥机的产品成微粒状，一般平均粒度可以达到～mm左右，在产品中不需加入防尘剂就不起粉尘，而且产品的流动性、润湿性等应用性能均优于粉状，所以深受用户的欢迎。从而也确定了它在染料干燥中的主导地位。结构设计是保证干燥机的性能达到最佳状态，操作维修方便。干燥机的结构设计包括：
塔头设计，其中包括进风型式、进风管直径、整流型式、整流板数、开孔率及间隔、上锥体高度、倾角等;干燥室开孔设计，开孔设计应保证操作方便，气密性能好，不积料，不粘壁。其中包括检修孔、测温、测压、测速孔、视镜、喷嘴孔等;
塔底设计，塔底设计应保证最大限度地气固分离，主要包括确定下锥体高度、倾角、出料型式、排风型式及排风管尺寸等。除此之外，还应设计清扫装置，如气扫、气锤、电锤等。压力式喷雾干燥机的设计应特别注意染料的热风进口温度与物料停留时间的关系。
(2)离心式喷雾干燥机
离心式喷雾干燥机在染料干燥中发挥越来越多的作用，特别是蒸发水量大的干燥机采用离心式喷雾干燥更为普遍。离心式喷雾干燥主要取决于雾化器，这种雾化器有转动部件，液体通过高速旋转雾化器产生的离心力使物料在瞬间得到雾化，因此称为离心式喷雾干燥。离心式喷雾干燥机塔身短，长径比为0.9：1～1：1，同前两种相比，可以大大降低厂房高度;系统中没有高压设备和高压管路，给设备的制造、安装带来许多方便;生产弹性大，离心式雾化器生产弹性大，处理量在很宽的范围内仍有很好的雾化效果;离心式雾化器主要是喷嘴线速度保证物料的雾化，通过调节雾化器的线速度能够很方便的得到不同粒径的产品;雾化器喷嘴孔径大，工作时不易被物料堵塞，对物料的过滤不那样严格。基于上述原因，离心式喷雾干燥机应用比较广，在许多染料、颜料、染料助剂的干燥中被广范应用。离心式喷雾干燥设计时应确定好转盘线速度与塔径的关系。
(3)桨叶式干燥机
桨叶式干燥机是一种以热传导为主的卧式搅拌型干燥机。因搅拌叶片形似船桨，固人称桨叶式干燥机，也称槽形干燥机或搅拌干燥机。国外对桨叶式干燥机国外已经开发多年，目前这种机型以日本株式会社奈良机械制作所为代表，现已开发出双轴和4轴两种结构、10多个规格的系列产品。桨叶式干燥机的搅拌轴和焊接在轴上的桨叶都是空心结构。桨叶的形状为楔形空心半圆形，可以通入传热介质，桨叶除了起搅拌作用外，也是设备的传热面。桨叶呈三角形，两个主要传热面的侧面成斜面，当物料与斜面接触时，随着叶面的旋转，物料很快就从斜面滑下，产生自洁效果，使传热面不断更新，从而强化了传热效率。桨叶的三角形底部设有刮板，可将沉积于壳底的物料刮起来，防止干燥室内的物料产生死角，使产品水分均匀。干燥加热介质可以用蒸汽，也可以用热油或热水，但使用载热体相态不同，其轴的结构也不同。干燥所需热量依靠夹套及桨叶壁面进行传导传热，而不是由气体对流直接传递热量，这样在干燥过程中空气用量很少，所用少部分空气也仅仅是为了带走物料中的水分。桨叶干燥机避免了热量的流失，热效率高达80～90%。桨叶式干燥机传热面有叶片、搅拌轴、壁面等几部分，而且叶片的传热面占很大部分，所以设备结构紧凑，单位容积传热面积大。另外，搅拌、混合使物料剧烈翻动，从而获得很高的传热系数，一般可以达到～W/m2K，因此占地面积和空间都很小，节省了厂房基建费用。干燥过程气体用量少，流速低，被气体带走的粉尘量少，所以干燥后气体粉尘回收方便，回收设备体积小，可以节省设备投资。对于需要回收溶剂的干燥过程，可以大大提高溶剂浓度。由于桨叶结构特殊，物料在干燥过程中交替受到挤压和松弛，强化了干燥过程。干燥室内物料的充满率很高，可以达到80～90%，物料的停留时间通过调节加料速度、搅拌轴转速、物料充满度等参数完成，从几分钟到几小时内任意调节。另外，物料在干燥机内从加料口向出料口运动基本呈活塞运动，停留时间分布窄，因而产品含水均匀。有些物料在干燥过程中要通过粘滞区，应注意此类物料粘壁现象的发生。
(4)耙式干燥机耙式干燥机在化工生产中应用已有80多年的历史，耙式干燥机适合在真空条件下干燥热敏性、或含有机溶剂的物料。它的特点是能耗小，热效率高，可以达到80%。操作方便，适应范围广，虽然耙式干燥机是一种比较古老的机型，但结构和功能不断开发，至今仍是染料厂主要干燥设备之一。在国外许多大染料厂,如卜内门、拜尔、赫斯特、巴斯夫、汽巴-嘉基公司等仍有大量的耙式干燥机在使用。在我国的染料干燥设备中，耙式干燥机是除烘箱以外使用最早的干燥设备，现在仍占干燥设备的30-40%。过去耙式干燥机主要从原苏联进口，几十年后，这种现象早已不复存在，不但已经国产化，而且可以制成许多型式、不同规格的耙式干燥机。
(5)旋转闪蒸干燥机闪蒸干燥是一种带有旋转粉碎装置的竖式流化床干燥机，能同时完成物料的干燥、粉碎、分级等操作。设备主体为圆筒形干燥室，由底部的粉碎流化段、中部干燥段、顶部分级段组成。底部粉碎段装有搅拌器，搅拌器转速通过外部电机进行无级调节。搅拌器有两个作用，带动从分配室进入干燥室的热空气产生高速旋转的气流形成流化床层。另外，对物料产生强烈的搅拌和粉碎作用，强化了传质传热，加快物料的干燥速率。在干燥机底部设有蜗壳式空气分配室，使切向送入的热空气通过环状导向缝隙均匀进入干燥室。在干燥段设有螺旋加料器，加料器由调速电机拖动，通过变频器调节转速，顶部分级段有一个分级环，根据产品的粒度要求更换合适的分级环。根据闪蒸干燥机的结构，可以把工作过程分为破碎、气固接触、干燥、分级等四个阶段，这四个工作过程也是其它干燥机所不能同时具备的。破碎指在膏糊状物料的干燥过程中，物料进入干燥机后立即受到搅拌桨叶和高速气流的破碎，以最大限度地增加物料的分散度和单位体积湿物料的比表面积。气固混合干燥指干燥机的搅拌桨把物料破碎并产生弥散作用，同时进入干燥机的空气也处于高度湍动状态，很快达到气固混合。同时块状物料在重力作用下向下随落，由于干燥机底部为倒锥结构，气流的速度很大，最高可达60m/s，能保证块状物料处于良好的流化状态而被热空气包围。物料粉碎后，被来自底部高速旋转的热气流吹起，在干燥室内形成了一个相对稳定的流化层，在物料与热空气之间进行传质传热的干燥过程，大部分水分在这一阶段蒸发掉。含水率高，表面积小的物料密度大，在干燥室内向下堕落，由于底部的气速高，下落到一定距离后下落速度为零，此时重力与浮力平衡。物料受到进一步破碎和水分蒸发后浮力大于重力，物料开始向上运动，通过分级后排出干燥机。分级器是装在干燥机顶部的环形挡板，物料随气流上升，由于受到离心力的作用，大块、未干的物料受离心力作用旋转半径增大，当旋转半径大于分级环半径时被挡在干燥室内，直至满足要求才能通过分级器排出干燥机。当物料加入到干燥机后，物料处于旋转的流态化状态。团块受到粉碎后直径迅速减小，水分被蒸发。物料在气体的夹带下作螺旋上升运动，粒径较小较干的物料在内环，较大较湿的物料产生的离心力大在外层靠近器壁。但外层的大颗粒在不断被粉碎干燥，离心力变小后也在向内环运动，当水分满足要求后被气体带出，在干燥室内任一截面的压力变化：旋转半径r和压力P之间的关系,旋转半径越小，压力越低。在干燥室中心处r=0，压力P也最低。在器壁附近压力最大。对于直径为f的小颗粒，由于压力随半径的增大而增大，径向压力分配不均，小颗粒向中心处运动，大颗粒由内向外干燥机边缘运动，因此干燥后的小颗粒被气流从干燥室中心处带出，而大颗粒沿边缘向上运动后被分级环挡住不能逸出，从而保证产品质量。在干燥机工作过程中上述四个阶段并不是独立进行，只是为研究方便和叙述需要把几个过程分别介绍。
(6)桨叶式干燥机串联系统根据物料干燥的特点,日本最近推出了桨叶式干燥机串联系统。我们都知道，桨叶式干燥机是在耙式干燥机的基础上开发成功，但桨叶式干燥机与耙式干燥机相比，在桨叶、搅拌轴等结构中通入载热体从而增加了传热面积，采取对流和传导两种传热方式，所以它比耙式干燥机有更高大生产能力，用两个干燥机串联使用，使干燥过程更合理。第一级是恒速干燥阶段，物料的大量水在这一阶段脱掉，等到进入降速干燥阶段时进入下一级降速干燥机，经过这样的干燥过程使系统操作更灵活，
总的来说，在今后一个时期内，喷雾干燥器、闪蒸干燥机、耙式干燥机、热风循环烘箱、气流干燥器、桨叶干燥机仍然是染料厂的主要干燥设备，对其技术还应进一步研究。喷雾干燥器的大型化研究，闪蒸干燥机的结构研究，分级效率的研究。耙式干燥机结构研究，空心桨叶干燥机系列化和大型化的研究，都是干燥行业的主要任务。