化工原理第十章-干燥

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1、加料单层圆筒沸腾床干燥器至分离器出料热空气分布盘第十章干燥10.1概述10.1.1干燥的目的、本质及分类10.1.1.1目的将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）——去湿。去湿的方法：（1）机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿，这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完全。（2）热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种方法简称为干燥。10.1.1.2本质本质：水分从物料表面向气相转移的过程。干燥过程是传质和传热相结合的过程（热、质反向传递），干燥速率同时由传热速率和传质速

2、率所支配。必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽压超过干燥介质中的蒸汽分压，即pm>pw。Δp=(pm-pw)↑,干燥速率↑因此，作为干燥介质的热空气必须不断提供热量给湿物料，使湿物料表面的水分不断汽化pm↑,物料内部的水分可继续扩散到表面来。另一方面，干燥介质应及时将汽化的水汽带走pw↓，以保持一定的传质推动力Δp。物料湿分热空气tQNpiδθip热空气与物料间传热和传质10.1.1.3分类根据热能传递方式的不同分成以下四类：（1）传导干燥刮刀加料产品加热蒸汽传导干燥—滚筒干燥器能通过传热壁面以传导方式传给与壁面接触的湿物料。优点：热能利用程度较高

3、；缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。（2）对流干燥热能以对流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料，产生的蒸汽也由热空气带走。优点：热空气的温度调节比较方便，物料不至于被过热。缺点：热空气离开干燥器时尚带有相当大的一部分热能，因此对流干燥的热能利用程度比传导干燥差。出料至分离器加料热空气分布板（3）辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。缺点：电能消耗大。（4）介电加热干

4、燥将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。10.1.2对流干燥流程及其经济性对流干燥流程示意图（并流、连续）预热器湿物料干燥产品空气干燥器废气经济性：能耗和热的利用率1水蒸气分压pv空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有2湿度(humidity)H又称为湿含量或绝对湿度(absolutehumidity)。它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号Ｈ，其单位为：kg水气/kg干空气。10.2湿空气的

5、性质及湿度图10.2.1湿空气的性质常温下，湿空气可视为理想气体，则有在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压ps，则有由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即3相对湿度φ当pv=0时，φ=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当pv=ps时，φ=1，表示湿空气为饱和空气。在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数，称为相对湿度(relativehumidity)，用符号φ表示，即相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判定该湿空气能否作

6、为干燥介质，φ值与越小，则吸湿能力越大。湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。在一定总压和温度下，两者之间的关系为相对湿度和绝对湿度的关系4湿空气的比热CH式中cH——湿空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cg——绝干空气的比热，kJ/(㎏绝干气·oC)；cv——水气的比热，kJ/(㎏水气·oC)上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应Ｈkg水汽的温度升高（或降低）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号CH表示，单位是kJ/(㎏绝干气·oC)，即在常用的温度范围内

7、，有5湿空气的焓I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿空气的焓，用符号I表示，单位是kJ/kg干空气。注：空气的焓是根据干空气及液态水在0oC时焓为零作基准而计算的，因此，对于温度为t及湿度为Ｈ的湿空气，其焓包括由0oC的水变为0oC的水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至toC所需的显热之和，即I=Ig+IvH式中Ｉ——湿空气的焓，kJ/kg绝干气；Ig——绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；Iv——水气的焓，kJ/kg水气。t6湿空气的比容vH在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，称为湿空气的比容，亦称湿容积(h

8、umidvolume)，用符号vH表示，单位为：m3湿空气/kg绝干气。7露点td不饱和的空气在湿含量Ｈ不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该