干燥 化工工艺

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1、14固体干燥物料的干燥     化工生产中的固体原料、产品或半成品为便于进一步的加工、运输、贮存和使用，常常需要将其中所含的湿分（水或有机溶剂）去除至规定指标,这种操作简称为“去湿”。“去湿”方法中较为常用的方法是干燥。①干燥过程：利用热能使固体湿物料中的湿分汽化而除去的单元操作。②干燥过程的本质：被除去的湿分从固相转移到气相中(固相为被干燥的物料，气相为干燥介质)。在去湿过程中，湿分发生相变，耗能大、费用高,但湿分去除较为彻底。③干燥过程分类：按照热能供给湿物料的方式,干燥可分为以下四种：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥。其中

2、，对流干燥在工业上应用最为广泛，使用的干燥介质多为空气。对流干燥①对流干燥干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式传递给物料，产生蒸汽被干燥介质带走。其干燥过程如图所示，是一种传热和传质同时进行的过程。②典型的对流干燥流程：   如图所示，湿空气经加热后进入干燥器，气流与湿物料直接接触，沿空气行程其温度降低，湿含量增加，废气自干燥器另一端排出。③为确定流程中各设备，需计算空气用量、热量消耗及干燥时间等，而这些问题均涉及湿空气的性质。为此，以下介绍湿空气的性质。湿空气的状态参数●湿空气：含有湿分的空气，是常用的干燥介质。通常干燥是在常压或减

3、压下进行的，因此，可把这种状态下的湿空气作为理想气体来处理。●基准：干燥过程中，干空气的质量不变，故干燥计算以单位质量干空气为基准。（1）湿度H（湿含量或绝对湿度）：湿空气中所含水蒸汽的质量与干空气质量之比。相对湿度、湿比容、湿比热、焓相对湿度φ：当总压一定时,湿空气中水蒸汽分压Pv与一定总压下空气中水汽分压可能达到的最大值之比的百分数,称为相对湿度。可见，对水蒸汽分压相同，而温度不同的湿空气，若温度愈高，则Ps值愈大，φ值愈小，干燥能力愈大。单位质量干空气和其所带的Hkg水蒸汽的体积之和。在压力为101.3kN/m2时湿比容vH：湿比容随

4、其温度和湿度的增加而增大。湿比热cH：将1kg干空气和其所带的Hkg水蒸气的温度升高1℃所需的热量。在常压下，式中,Ca-干空气比热，其值约为1.01kJ/kg干空气·℃Cv-水蒸汽比热,其值约为1.88kJ/kg干空气·℃单位质量干空气的焓和其所带Hkg水蒸汽的焓之和。故,计算基准：0℃时干空气与液态水的焓等于零焓：式中，r0-0℃时的水蒸汽汽化潜热，其值为2490kJ/kg。绝热饱和过程中，气、液两相最终达到的平衡温度称为绝热饱和温度。   ①绝热饱和过程：不饱和气体在与外界绝热的条件下和大量的液体接触，若时间足够长，使传热、传质趋于

5、平衡，则最终气体被液体蒸汽所饱和，气体与液体温度相等，此过程称为绝热饱和过程。   ②计算式：  以单位质量的干空气为基准,在稳态下对全塔作热量衡算,气体放出的显热=液体汽化的潜热,即绝热饱和温度tas：③说明：   上式表明,空气的绝热饱和温度tas是空气湿度H和温度t的函数,是湿空气的状态参数,也是湿空气的性质。当t、tas已知时,可用上式来确定空气的湿度H。④特别指出：绝热饱和过程又可近似当作等焓过程处理。▲干球温度：在空气流中放置一支普通温度计，所测得空气的温度为t，相对于湿球温度而言，此温度称为空气的干球温度。▲湿球温度：用

6、水润湿纱布包裹温度计的感湿球，即成为一湿球温度计。将它置于一定温度和湿度的流动的空气中，达到稳态时所测得的温度称为空气的湿球温度，以表示。①过程：当不饱和空气流过湿球表面时，由于湿纱布表面的饱和蒸汽压大于空气中的水蒸汽分压，在湿纱布表面和气体之间存在着湿度差，这一湿度差使湿纱布表面的水分汽化被气流带走，水分汽化所需潜热，首先取自湿纱布的显热，使其表面降温，于是在湿纱布表面与气流之间又形成了温度差，这一温度差将引起空气向湿纱布传递热量。②计算式：当单位时间由空气向湿纱布传递的热量恰好等于单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的热量时，湿纱布表面就达

7、到一稳态温度，即湿球温度。干、湿球温度③实验表明：当流速足够大时，热、质传递均以对流为主，且kH及α都与空气速度的0.8次幂成正比，一般在气速为3.8～10.2m/s的范围内,比值α/kH近似为一常数(对水蒸汽与空气的系统,α/kH=0.96～1.005)。此时，湿球温度为湿空气温度t和湿度H的函数。注意：◆湿球温度不是状态函数。◆在测量湿球温度时，空气速度一般需大于5m/s，使对流传热起主要作用，相应减少热辐射和传导的影响，使测量较为精确。空气在湿度H不变、亦即蒸汽压不变的情况下，冷却达到饱和状态时的温度称为露点。露点td：①根据定义：式

8、中，pd为露点td时饱和蒸汽压,也就是该空气在初始状态下的水蒸汽分压Pv。②计算td计算得到pd，查其相对应的饱和温度，即为该湿含量H和总压P时的露点td③同样地，由露点td和总