空气干燥器是一种应用热空气作干燥介质的干燥设备，其中热空气与被干燥的物料相接触，将物料中的水分汽化并带走。
图7-1示出一空气干燥器的操作情况，湿料由进口1送入干燥器室2，借输送装置沿干燥器移动，干燥后的物料经出料口3卸出。冷空气由抽风机4抽入，经预热器5被预热到一定温度后，通入干燥器中与湿物料相接触，使物料表面的水分汽化并将水汽带走。以蒸发所需的热量或全部由空气供给，或由空气供给一部分，而另在干燥室中设置加热器6以供给其余所需的部分。
除干燥室及空气预热器外，干燥装置中还设有抽风（或送）机械、进料器、卸料器和除尘器等。图7-1所示的流程中，热空气仅利用一次。实际上还有将部分空气循环使用等其它方案。
在计算干燥器时，通常已知湿物料的处理量及其最初和最终含水率，要求计算蒸发的水分量，干燥后的物料量以及空气与热能的耗用量等。因此，需对干燥器作出物料和热量的衡算。物料中的含水率是计算的基础。
图7-1 空气干燥器的操作情况
1-进料口；2-干燥室；3-卸料口；4-抽风机；5、6-空气预热器
一、物料中的含水率
物料的含水率表示方法有两种，一种是以湿物料为基准的含水率，又称湿基含水率，以符号W表示，其定义为：
非金属矿产加工机械设备
另一种是以绝对干料为基准的含水率，又称干基含水率，以符号X表示，其定义为：
非金属矿产加工机械设备
例如有100kg湿物料，若其中含水分20kg，则绝对干物料质量为100-20＝80kg，而其湿基含水率为：
非金属矿产加工机械设备
干基含水率为：
非金属矿产加工机械设备
上述两种含水率之间的换算关系如下：
非金属矿产加工机械设备
在干燥器的物料衡算中，采用干基含水率较为方便，但习惯上常用湿基表示物料中的含水率。
二、物料中所含水分的性质
在计算干燥器的过程中，除确定从湿物料中除去的水分量、所需的空气量和热量外，计算干燥器尺寸时，则需要通过干燥速度和干燥时间的计算来确定。干燥过程中所除去的水分，是由物料内部移动到表面，然后由物料表面汽化而进入干燥介质。因此，干燥速度不仅取决于空气的性质和操作条件，而且还取决于物料中所含水分的性质。
当一种物料与一定温度及湿度的空气相接触时，势必会释出水分或吸收水分而达到一定的值，只要空气的状态不变，物料中所含水分就总是维持这个定值，此时物料中水分将不因和空气接触时间如何延长而再变化，这个定值就称为该物料在一定空气状况下的平衡水分。同样空气状况下物料的平衡水分随物料的性质和温度而异。图7-2示出某些物料在25℃的平衡水分。无孔隙而不容于水的固体，例如玻璃丝和瓷土，其平衡水分接近于零。纤维或胶质的有机物质如木材、羊毛、皮革等，其平衡水分则较大且主要取决于所接触空气的相对温度。
平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度，在干燥过程中所能除去的水分，只是物料中超出平衡水分的那一部分，称自由水分。物料中所含的总水分为自由水分与平衡水分之和。
物料中所含水分，亦可依其去除的难易，分为结合水分和非结合水分。
结合水分——包括物料细胞或纤维皮壁及毛细管中所含的水分非金属矿物中的结晶水，分子吸附水，此种水分主要属于物化结合方式，故难于去除。
非结合水分——包括存在于物料表面的润湿水分及孔隙中水分，此种水分是属于机械结合方式，与物料的结合强度弱，故易于去除。
凡含结合水分的物料，称为吸水物料；仅含有非结合水分的物料，则称为非吸水物料。木材、皮革、纤维和其织物，亲水性的非金属矿物如膨润土、海泡石，以及人工合成的高分子亲水材料等都是吸水物料，而石英、氧化铝和陶瓷则为非吸水物料。
图7-2 某些物料的平衡水分
图7-3 水分的种类
应予指出：结合水分与非结合水分，其区别仅取决于物料本身的性质，而平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状况。以图7-3中代表硝化纤维的曲线为例，此曲线与100%相对温度轴相交的点B表示结合水分为18%，对于含水分25%的硝化纤维，除结合水分以外，还含非结合水分7%。如将此样品置于相对温度为60%的空气中干燥，自由线上点A可读出其平衡水分为10.5%，自由水分则为14.5%，此14.5%的自由水分其中非结合水分占7%，其余为结合水分。又若将该样品置于相对温度为30%的空气中干燥，由图7-3读出其平衡水分为7%，而自由水分则为18%，此自由水分中，非结合水分亦占7%。可见干燥介质情况改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。图7-3表示这些水分的关系。
三、固体物料干燥的机理
当固体物料超过其平衡水分而与干燥介质（如加热的空气）接触时，虽则在开始时水分系均匀地分布在物料中，但由于湿物料表面水分的汽化遂形成物料内部与表面间的湿度差。于是物料内部的水分借扩散作用向其表面移动而在表面汽化。由于干燥介质连续不断地将此汽化的水分带走，从而达到固体物料干燥的目的。
虽然水分的内部扩散与表面汽化是在同时进行着，但在干燥过程不同的期间，干燥机理不一定相同。这是由于物料的结构、性质、温度等和周围干燥介质的情况的影响。因此，物料的干燥机理是非常复杂的。只有在很少情况下，水分的内部扩散与表面汽化的速率才恰巧相等。实际上，在干燥过程中，某些物料中水分表面汽化的速率是小于内部扩散的速率，但对另一些物料，则水分表面汽化速率大于内部扩散速率。显然，速率较慢的为控制过程的关键。上述前一种情况如纸、皮革等干燥为表面汽化控制，后一种情况如木材、陶土等的干燥称为内部扩散控制。
在物料的干燥过程中，如上所述，被干燥物料的性质、结构以及物料的最初湿度等对干燥都有影响，而重要的则是物料周围的介质的情况，如空气的温度、湿度和速度，以及空气对物料表面的接触情况等。空气的温度愈高速度愈大，湿度愈低，则干燥愈快，反之则干燥愈慢。至于空气与物料的接触情况，凡接触愈好者，干燥愈快，不均匀的接触会使干燥不均匀，使一部分的物料不能达到规定的干燥标准，这些影响在表面汽化控制时非常显著。
干燥情况可以分为恒定干燥和变动干燥，所谓恒定干燥情况系指在干燥过程中空气的温度、湿度、速度以及物料接触的情况不变，否则称为变动干燥情况。在工业上所遇到的干燥情况如变动不大时，可以取为恒定干燥情况。
四、干燥速度
在恒定干燥情况下，对连续操作来说，确定干燥设备大小的根据是，应使物料在设备内的停留时间，足以使其由初始含水率降到最终要求的含水率。所以，解决干燥速度问题是计算干燥设备的先决条件。
干燥速度为每单位时间在每单位干燥面积上被干燥物料所能汽化的水分质量（W）。
即
非金属矿产加工机械设备
式中 X——物料的含水率；
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G——物料的质量（kg）；
Gc——绝对干物料的质量（kg）；
A——干燥面积（m2）；
θ——干燥时间（h）。
图7-4 干燥曲线
将物料的含水率X对干燥时间θ进行标绘可得如图7-4的典型干燥曲线。由此图可直接读出在相同情况下将物料干燥至某一含水率所需的时间。如图所示，物料的含水率在经过不长的调整时间（图中AB或A′B）后，与时间呈直线关系而减少，如图中BC段所示，直到临界点C，然后乃逐渐减少，如曲线CE段所示的关系。物料干燥曲线的形状视物料性质和干燥条件而定。
五、影响干燥速度的因素
干燥速度受很多因素的影响，其中较为重要的有：
1.湿物料的性质与形状包括湿物料的物理结构、化学组成、形状及大小、物料层的厚薄，以及水分的结合方式等。
2.物料的最初与最终湿含量以及其临界湿含量 因这些项目与干燥速度随时间而降落的情况有关。
3.物料本身的温度物料本身温度愈高，则干燥速度愈大。在干燥器中的物料本身温度又与干燥介质温度有关。
4.干燥介质的温度干燥介质的温度愈高则干燥速度愈大，惟以不损害被干燥物料的品质为原则。干燥介质在干燥器进口与出口的温度差愈少，则其平均温度愈高，因而干燥速度亦愈大。
5.干燥介质的湿度和流动速度如干燥介质为空气，则相对温度愈低，水分汽化亦愈快。在等速干燥阶段时此影响最为显著。增加空气流动速度可以增加物料的干燥速度。
6.干燥介质与湿物料的接触情况接触情况主要是决定干燥介质的流动方向。流动方向与物料的汽化表面垂直时，干燥速度最快，平行时则较差。其中影响，可用气体边界层厚薄的概念解释，即干燥介质流动方向或垂直时边界层的厚度比平行时为薄。
7.干燥器的构造上述各项因素，当然都和干燥器的构造有关，许多新型的干燥器即是针对着某些有关干燥速度的因素而设计的。
上述影响干燥速度的许多因素，当然还不够全面，因此，在设计干燥器时，只能根据个别情况，选用适合于个别情况的实验数据，以作计算的依据。