南京大学化工原理课件

《南京大学化工原理课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第七章干燥第一节概述1干燥的目的、本质及分类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，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，简称为干燥。第一节概述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率所支配。必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽压超过空气主体的水汽分压，即pw>pv。Δp=(pw-

2、pv)↑,干燥速率↑第一节概述1.3分类（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；缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。第一节概述（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第一节概述（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

3、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。（5）冷冻干燥物料冷冻后，使干燥器抽成真空，并使载热体循环，对物料提供必要的升华热。第一节概述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空气：载热体、载湿体经济性：能耗和热的利用率热第二节

4、湿空气的性质及湿度图一、湿空气的性质（一）湿空气中湿含量的表示方法1.水蒸汽分压pv（kPa）空气中水蒸汽分压pv↑，水汽含量就越高，根据分压定律，pv与干空气分压pg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。第二节湿空气的性质及湿度图2.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。（7-4）对理想气体，摩尔比等于分压比，所以湿度又可写成下式：[H]=kg水汽/kg干空气。第二节湿空气的性质及湿度图饱和湿度:第二节湿空气的性质及湿度图思考：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

5、同，p↑，↑，吸收水汽能力↓，不利于干燥。因此干燥操作经常在常压或真空条件下进行。第二节湿空气的性质及湿度图3.相对湿度（7-3）0≤≤1。相对湿度可用来衡量湿空气的不饱和程度。=0，即pv=0，为绝干空气；=1，即pv=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。饱和湿度第二节湿空气的性质及湿度图（二）湿空气的比体积、比热容和焓1.湿比容：单位质量干空气和其所带的kg水蒸汽的体积之和。第二节湿空气的性质及湿度图2.湿空气的比热容cH在常压下将1kg的绝干空气和

6、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=cg+cvHcH——湿空气的比热，kJ/(kg绝干空气·℃)；cg——干空气的比热，kJ/(kg绝干空气·℃)；cv——水蒸汽的比热，kJ/(kg水蒸气·℃);H——湿度，kg水汽/kg绝干空气。在工程计算中，cg、cv通常取为常数，cg=1.01kJ/(kg·℃)，cv=1.88kJ/kg·℃，则cH=1.01+1.88H（kJ/(kg·℃)，SI制）第二节湿空气的性质及湿度图3.湿空气的焓II=Ig+HIvI——湿空气的焓，kJ/kg绝干空气；Ig——绝干空气的焓

7、，kJ/kg绝干空气；Iv——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，即0℃的空气和液体水（非蒸汽）,Ig=cg（t-0）=cgt，Iv=cv（t-0）+r0I=Ig+IvH=cgt+(cvt+r0)H=(cg+cvH)t+r0H（7-16）I=Ig+IvH=cgt+(cvt+r0)H=(cg+cvH)t+r0H（13-5a）第二节湿空气的性质及湿度图r0——水在0℃时的汽化潜热，SI制r0=2492kJ/kg，工程制r0=595kcal/

8、kgf。I=（1.01+1.88H）t+2492HkJ/kg（SI制）I=（0.24+0.45