冶金设备基础第5章-干燥

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1、FacultyofMaterialsandMetallurgicalEngineeringKunmingUniversityofScienceandTechnology多媒体教学课程：冶金设备基础昆明理工大学材料与冶金工程学院任课教师：徐瑞东第5章干燥学习目的与要求了解冶金工厂湿物料的类型、特点和描述湿物料的参数；掌握湿物料的性质，干燥曲线的特性；掌握气流干燥、喷雾干燥、沸腾干燥、远红外干燥、微波干燥原理和特点;学会选择湿物料的干燥设备和给料设备。物料去湿的方法及干燥过程的应用：机械去湿—离心过滤等机械分离。吸附

2、去湿—某种干燥剂(如氯化钙、硅胶)与湿物料共存，将湿物料中水分转入到干燥剂中。供热干燥—向物料中供热以汽化其中的水分。物料去湿的方法需要干燥的物料原料——精矿、熔剂炼前脱水；氢气、氧气脱水半产品——湿式收尘的脱水，冷冰铜炼前脱水产品——氢氧化铝→氧化铝，五水硫酸铜→硫酸铜干燥概念--借助于机械方法、吸附方法以及供热方法，去除固体物料中的水分过程。干燥分类：干燥过程按操作工艺分为间歇和连续干燥两种；按除水分所使用的物理条件可分为常压干燥、真空干燥和冷冻干燥按加热方式则可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥

3、对流干燥：即热能以对流的方式由热气体(干燥介质,既是载热体又是载湿体)传给与其直接接触的湿物料。对流干燥方法包括气流干燥、沸腾干燥、喷雾干燥、转筒干燥等。5.1湿空气的基本理论(干燥理论)5.1.1湿空气的性质湿空气的性质1.湿度H饱和湿度HS湿度百分数Hp相对湿度HR2.热焓量及湿热容热焓量I湿热容cH3.温度绝热饱和温度ts---绝热情况下，气体和液体长时间接触两相达到平衡后，气液两相所同时达到的温度。5.湿空气的比容v---1kg干空气和其所带有的水蒸汽占有的容积。湿空气的性质干球温度t---用一般温度计测

4、得湿空气的温度。露点tD---保持湿空气湿度不变使其冷却，达到饱和状态而凝结成露水时的温度。湿球温度tw---当未饱和的气体在液体表面迅速流过时，由于存在温度差，两相发生热交换。当两相达到平衡时，气体所供应的热足以供液体汽化。液体最后所达到的温度。4.绝热饱和热焓量Is---近似等于对应情况下湿空气的热焓量I。5.1.2湿空气的H-t图及H-I图利用湿度图可以确定湿空气的性质、如温度、湿度、相对湿度和热焓量等。湿空气的温度-湿度图湿空气的热焓量-湿度图等湿度线等干球温度线等热焓量线等相对湿度线等湿球温度线5.2干

5、燥过程的物料和热量衡算物料衡算物料中液体的含量w空气消耗量m并流接触的干燥器图加热热量衡算空气物料湿物料预热器干燥器废气预热器热量衡算干燥器热量衡算对流干燥器的流程m：含有1kg干物料的湿物料所需要消耗的干空气的质量(kg)数w1、w2：进入和离开干燥器时物料中含有液体量，kg/kgH1、H2：进入和离开干燥器时空气的湿度，kg/kg5.3物料湿分的性质和干燥特性5.3.1物料湿分的性质1.水分与物料的结合方式化学结合水分：与离子或结晶体分子化合的水分，不能用干燥方法除去吸附水分：附着在物料表面的水分，极易用干燥

6、方法除去毛细管水分：多孔性物料孔隙中所含有的水分溶胀水分：渗入到物料细胞壁的水分平衡水分：物料在一定干燥条件下，能够用干燥方法除去所含水分的限度值。自由水分：物料中所含有的大于平衡水分的水分2.平衡水分和自由水分3.结合水与非结合水结合水：借化学力或物理力与物料相结合的水分非结合水：机械地附着于物料表面或物料空隙中的水分5.3.2干燥特性干燥过程中，水分在湿物料表面的汽化与物体内部水分的迁移同时进行。干燥速率：单位时间、单位面积(气固接触界面)被汽化的水分质量。干燥曲线：自由含水量X与时间τ的关系曲线。干燥速率曲

7、线：干燥速率与自由含水量X的关系曲线。影响干燥速率的因素：物料自身性质、物料的含水特性、干燥条件、干燥的操作水平、临界湿度。物料中的水分自由水分平衡水分非结合水分能除去的结合水分不能除去的结合水分物料中几种水分的关系:间歇干燥干燥过程和方法操作工艺物理条件加热方式连续干燥常压干燥真空干燥冷冻干燥传导干燥对流干燥辐射干燥介电加热干燥气流干燥沸腾干燥喷雾干燥转筒干燥5.4干燥方法及干燥设备基本要求对被干燥物料的适应性设备的生产能力要高能耗的经济性要好干燥设备箱式干燥器喷雾干燥器气流干燥器转筒干燥器流化床干燥器沸腾干燥

8、器对流式干燥器非对流式干燥器换热干燥器真空干燥器红外线干燥器冷冻干燥器1.几种常见的对流式干燥器干燥室小板车送风机空气预热器调节阀空气预热器空气预热器(1)箱式干燥器固体加料器(2)气流干燥器(1)物料在气流中呈悬浮状态，气固两相接触面积大，有利于热交换。(2)并流操作，可采用高温气体。(3)干燥时间短，处理量大。(4)设备简单，占地面积小。(5)适用性广，可用于各种粉粒