《化工原理干燥》PPT课件

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1、第七章干燥Chapter7Drying概述（Introduction）目的举例贮存药品湿含量↑→有效期↓运输煤粉含水量↑→净煤运输量↓运费↑加工塑料原体含水量↑→成型时产生气泡使用染料或纸张水分不一产量产品水分过低，产量(值)↓在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分或有机溶剂(湿分)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿分。除湿方法：机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。干燥——利用热能使湿物料中的湿分汽化。除湿程度高，但能耗大。惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的

2、湿分干燥掉，以降低除湿的成本。干燥分类：1.传导干燥热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相(又称干燥介质)带走，或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。2.对流干燥使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式加入物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。3.辐射干燥由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物体的表面，为物料吸收而重新变为热能，从而使湿分气化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆烘干。4.介电加热干燥将需要干燥电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中变为热能，可以使液体很快升温气化。这种加热过程发生在物料内部

3、，故干燥速率较快，例如微波干燥食品。5、冷冻干燥物料冷冻后，用干燥器抽成真空，并使再热体循环，对物料提供必要的升华热。冷冻干燥常用于医药品、生物制品及食品的干燥。真空干燥的特点：（1）操作温度低，干燥速度快，热的经济性好；（2）适用于维生素、抗菌素等热敏性产品以及在空气中易氧化、易燃易爆的物料；（3）适用于含有溶剂或有毒气体的物料，溶剂回收容易；（4）在真空下干燥，产品含水量可以很低，适用于要求低含水量的产品；（5）由于加料口与产品排除口等处的密封问题，大型化、连续化生产有困难。本章重点：以不饱和热空气为干燥介质，除去湿物料中水分的连续对流

4、干燥过程。干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿分（载湿体）的介质。由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使湿分汽化；在分压差的作用下，湿分由物料表面向气流主体扩散，并被气流带走。对流干燥过程原理温度为t、湿分分压为p的湿热气体流过湿物料的表面，物料表面温度ti低于气体温度t。注意：只要物料表面的湿分分压高于气体中湿分分压，干燥即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要条件，其目的在于加快湿分汽化和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。HtqWtippiM干燥是热、质同时传递的过程干燥过程热空气流过湿物料表面热量传递到湿物

5、料表面湿物料表面水分汽化并被带走表面与内部出现水分浓度差内部水分扩散到表面传热过程传质过程传质过程干燥过程推动力：传质推动力：物料表面水分压P表水>热空气中的水分压P空水传热推动力：热空气的温度t空气>物料表面的温度t物表对流干燥过程实质除水分量空气消耗量干燥产品量热量消耗干燥时间物料衡算能量衡算涉及干燥速率和水在气固相的平衡关系涉及湿空气的性质干燥过程基本问题解决这些问题需要掌握的基本知识有：(1)湿分在气固两相间的传递规律；(2)湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化；(3)物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征；(4)干燥过程中物料衡算

6、关系、热量衡算关系和速率关系。本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基本问题，介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。第一节湿气体的热力学性质湿空气：指绝干空气与水蒸汽的混合物。在干燥过程中，随着湿物料中水份的汽化，湿空气中水份含量不断增加，但绝干空气的质量保持不变。因此，湿空气性质一般都以1kg绝干空气为基准。操作压强不太高时，空气可视为理想气体。一、湿空气的性质常压下湿空气可视为理想气体，根据道尔顿分压定律，1、水气分压ｐv（一）湿空气中湿含量的表示方法系统总压P：湿空气的总压（kN/m2），即P干空气与P水之和。干燥过程中系统

7、总压基本上恒定不变。且干燥操作通常在常压下进行，常压干燥的系统总压接近大气压力，热敏性物料的干燥一般在减压下操作。表明湿空气被水汽饱和。对于空气-水蒸气系统：Mv=18.02kg/kmol，Mg=28.95kg/kmol湿空气中水气的质量与绝干空气的质量之比。若湿分蒸汽和绝干空气的摩尔数(nv,ng)和摩尔质量(Mv,Mg)绝对湿度(湿度)H（Humidity）总压一定时，湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。Kg水蒸汽/kg绝干空气当pV=ps时，湿度称为饱和湿度，以Hs表示。相对湿度（Relativehumidity）湿度只表示湿空气中所含

8、水份的绝对数，不能反映空气偏离饱和状态的程度（即气体的吸湿能力）。值说明湿空气偏离饱和空气或绝干空气的程度，值越小吸湿能力越大；=0，pv=0时，表示湿空气中不含水分，为绝