化工原理-干燥技术

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1、第二章干燥Chapter2Drying化　工　原　理李英利重点：湿空气的性质、空气的焓湿图、连续干燥过程的物料衡算和热量衡算、干燥机理、干燥曲线难点：空气的焓湿图、干燥机理；第一节　概述（Introduction）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(湿份)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿份。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份汽化。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份除去，然后再通过加热把机械方法无法

2、脱除的湿份干燥掉，以降低除湿的成本。干燥分类：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干燥过程。去湿：除去物料中的水分和或其它溶剂（统称为湿分）的过程。一、固体物料的去湿方法：机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分。物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收水分。该法费用高，操作麻烦，只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。热能去湿法：如蒸发、干燥等用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。第一节

3、概述二、干燥过程的分类1、按操作压力分：常压干燥真空干燥2、按操作方式分：连续式干燥间歇式干燥3、按给湿物料提供热能的方式分：①传导干燥（间接加热干燥）：将热能以传导的方式通过金属壁面传给湿物料。特点：热能利用率高。②对流干燥：（直接加热干燥）：将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。特点：热能利用率比传导干燥低。③辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射，射至湿物料表面被其吸收再转变为热能。④介电加热干燥：将需要干燥的物料置于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥。三、对流干燥过程1、对流干燥的流程空气预热器干燥器

4、废气湿物料干燥产品2、对流干燥的特点湿物料ttwpspwQN必要条件：是物料表面所产生的是蒸汽（或其它蒸汽）压力要大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿份（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，使湿份汽化；在分压差的作用下，湿份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、湿份分压为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：只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压，干燥即可进行，与气体的温度无关。气体预热并不是干燥

5、的充要条件，其目的在于加快湿份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

6、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。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。系统总压

7、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。第二节湿空气的性质及湿度图一、湿空气的性质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----容纳水分的能力又称为湿含量或绝对温度(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。第二节湿空气的性

8、质及湿度图一、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(容纳水分的最大能力)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