化工原理 干燥.ppt

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1、第七章干燥本章主要内容第一节概述第二节湿空气的性质及湿度图★第三节干燥过程的物料衡算和热量衡算★第四节物系的平衡含水量与干燥速率★第五节干燥设备小结第一节概述一、固体物料的去湿方法二、湿物料的干燥方法三、对流干燥过程的传热与传质★一、固体物料的去湿方法在化学工业中，有些固体原料、半成品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿分）需要除去，简称去湿。1．机械去湿法：通过用沉降、过滤或离心分离等机械方式除去固体物料中湿分的方法称为去湿。这方法多用于处理含液量大的物料，适于初步去湿，能耗较低。2.加热去湿法：通过向湿物料供热使湿分汽化，同时带走所产生蒸汽的去湿方法称为物料的干燥。工业生产中往往将

2、两种方法联合起来操作。干燥的目的是为了使物料便于运输、加工处理，贮藏和使用。二、湿物料的干燥方法1、按照对湿物料的加热方式不同可分为：（1）热传导干燥法（2）对流传热干燥法（3）红外线辐射干燥法（4）微波加热干燥法（5）冷冻干燥法2、按操作压强分为常压干燥和真空干燥。3、按操作方式分为连续操作和间歇操作。本章主要介绍以以热空气为干燥介质，除去的湿分为水的对流加热干燥。干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿份（载湿体）的介质。对流干燥过程中，物料表面温度θ低于空气温度t，因此热量以对流方式从气相传递到固体表面，再由表面向内部传递，这是个传热过程；固体表面处水气分压Pw高于气相主体中水气分压P

3、V，因此水气由固体表面向气相扩散，这是一个传质过程。三、对流干燥过程的传热与传质★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。气膜tQWθpVPw干燥是热、质同时传递的过程热空气↓↓↓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Pw>热空气中的水分压Pv传热推动力：热空气的温度t>物料表面的温度θ对流干燥过程实质除水分量空气消耗量

4、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。第二节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★（二）湿空气的比体积、比热容和焓（三）湿空气的温度★二、湿空气的湿度图及其应用（一）I－H图（焓湿图）的

5、构成★（二）I-H图的用法（一）湿空气中湿含量的表示方法★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。湿空气中水汽分压:2.相对湿度值说明湿空气偏离饱和空气或绝干空气的程度，值越小吸湿能力越大；相对湿度：在总压和温度一定时，湿空气中水汽的分压pv与系统温度下水的饱和蒸汽压ps之比的百分数。=0，pv=0时，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。=1，pv=ps时，表示湿空气被水汽所饱和，不能再吸湿。3.湿度(绝对湿度)H

6、对于空气-水蒸气系统：Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96kg/kmol湿空气中水汽的质量与绝干空气的质量之比。若湿份蒸汽和绝干空气的摩尔数(nv,ng)和摩尔质量(MV,Mg)总压一定时，湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。当pV=ps时，湿度称为饱和湿度，以Hs表示。由相对湿度知,在一定总压力下,PV=PS,则※ps随温度的升高而增加，H不变提高t，，气体的吸湿能力增加，故空气用作干燥介质应先预热。H不变而降低t，，空气趋近饱和状态。当空气达到饱和状态而继续冷却时，空气中的水份将呈液态析出。湿度只表示湿空气中所含水份的绝对数，不能反映空气偏离饱和状态的程度（即气

7、体的吸湿能力）。（二）湿空气的比体积、比热容和焓(了解)1、湿空气的比体积vH2、湿空气的比热容cH3、湿空气的焓I（三）湿空气的温度★1、干球温度t2、露点td3、湿球温度tw4、绝热饱和温度tas干球温度t：湿空气的真实温度，简称温度(℃或K)。用普通温度计直接插在湿空气中即可测量。2.露点td：不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度，以td表示；相应的湿度为饱和湿度，以Hs,td表示。处于露点温度的湿空气的相对湿度=1，空气湿