化工原理课件13 干 燥

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1、13干燥福州大学化学化工学院李玲TEL：13805023223Email：liling@fzu.edu.cn13干燥13.1概述13.1.1干燥的目的、本质及分类13.1.1.1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。13.1概述13.1.1.2本质本质：水分从物料表面向气相转

2、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。13.1概述13.1.1.3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

3、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；缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。13.1概述（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13.1概述（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：

4、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。13.1概述13.1.2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13.2湿空气的性质及湿度图13.2.1湿空气的性质（1）水蒸汽分压pw（kPa）空气中水蒸汽分压pw↑，水汽含量就越高，根据分压

5、定律，pw与干空气分压pa之比为水汽与干空气的摩尔数之比，其中p为湿空气的总压。13.2.1湿空气的性质（2）湿空气湿含量（湿度）定义：单位质量干空气中含有水汽的质量为湿度或湿含量，记为H。（13-1）对理想气体，摩尔比等于分压比，所以湿度又可写成下式：（13-1a）[H]=kg水汽/kg干空气。13.2.1湿空气的性质湿度越大，说明空气中水汽含量越高，在总压一定条件下，pw已知，则由上式可求湿度H；若湿度已知，则可由：求得pw。所以水汽分压与湿度是等价性质。②非空气—水系统空气—乙醇系统注：①式中pw、p的单位可取atm

6、、kPa、mmHg，但pw与p的单位必须一致；13.2.1湿空气的性质（3）相对湿度（13-2）0≤≤1。相对湿度可用来衡量湿空气的不饱和程度。=0，即pw=0，为绝干空气；=1，即pw=ps，此时湿空气中水蒸汽分压达到最大值，为饱和湿空气当总压p一定时，H随及温度t而变，在一定总压p下，只要知道、t就可求H。（13-3）饱和湿度（13-4）13.2.1湿空气的性质思考：在t、H相同的条件下，提高压强对于干燥操作是否有利？为什么？t相同，ps不变，H相同，p↑，↑，吸收水汽能力↓，不利于干燥。因此干燥操作经常在

7、常压或真空条件下进行。13.2.1湿空气的性质（4）湿空气的湿比热cH（湿质量热容）在常压下将1kg的绝干空气和其所带有的Hkg水蒸汽的温度升高1℃所需的总热量，称为湿空气的比热，简称湿比热。cH=ca+cwHcH——湿空气的比热，kJ/kg绝干空气·℃；ca——干空气的比热，kJ/kg绝干空气·℃；cw——水蒸汽的比热，kJ/kg水蒸汽·℃；H——湿度，kg水汽/kg绝干空气。在工程计算中，ca、cw通常取为常数，ca=1.01kJ/kg·℃，cw=1.88kJ/kg·℃，则cH=1.01+1.88H（kJ/kg·℃，S

8、I制）13.2.1湿空气的性质（5）湿空气的焓II=Ia+iwHI——湿空气的焓，kJ/kg绝干空气；Ia——绝干空气的焓，kJ/kg绝干空气；iw——水蒸汽的焓，kJ/kg水蒸汽；H——湿度，kg水汽/kg绝干空气。注：由于焓值只有相对量没有绝对量，故存在基准问题，由物化知识可知焓值取物质常态为基准态