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时间:2018-01-09
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1、东北大学毕业设计(论文)第1章绪论管束干燥机结构设计毕业论文第1章绪论1.1.干燥技术的概况干燥技术的应用,在我国具有十分悠久的历史。闻名于世的造纸技术,就显示了干燥技术的应用。《天工开物》一书中,描述了人工加热干燥过程,总结了我国劳动人民的干燥实践,反映了我国古代劳动人民的高度智慧。在解放前,我国干燥技术的应用,一般仍停留在手工作坊的阶段。解放以后,干燥技术的应用发展很快,20世纪50年代初期,分散悬浮态干燥技术(如气流干燥器等)开始工业应用,干燥技术的研究工作也普遍开展,高效的干燥器也在生产
2、中应用。随着工业现代化的进展,化学工业的机械化、大型化和自动化水平提高,作为化工单元操作设备之一的干燥器,也必将更加迅速的发展。干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发性湿分(大多数情况下是水),而获得一定湿含量固体产品的过程。湿分以松散的化学结合形式或以液态溶液存在于固体中,或积聚在固体的毛细微结构中。这种液体的蒸汽压低于纯液体的蒸汽压,称之为结合水。而游离在表面的湿分则称之为非结合水分[1]。当湿物料作热力干燥时,以下两种过程相继发生:过程1能量(大多数是能量)从周围环境传递至物料表面使表面湿
3、分蒸发。过程2-10-东北大学毕业设计(论文)第1章绪论内部湿份传递到物料表面,随之由于上述过程而蒸发。干燥速率由上述两个过程中较慢的。一个速率控制,从周围环境将热能传递到湿物料的方式有对流、传导或辐射。在某些情况下可能是这些传热方式联合作用,工业干燥器在型式和设计上的差别与采用的主要传热方式有关。在大多数情况下,热量先传导湿物料的表面然后传入物料内部,但是介电、射频或微波干燥时供应的能量在物料内部产生热量然后传至外表面。过程1液体以蒸汽形式从物料表面排除,此过程的速率取决于温度,空气温度、温度
4、和空气流速,暴露的表面积和压力等外部条件。此过程称外部条件控制过程,也称恒速干燥过程。过程2物料内部湿分的迁移是物料性质、湿度和湿含量的函数。此过程称内部条件控制过程。也称为降速干燥过程。整个干燥循环中两个过程相继发生,并先后控制干燥速率。干燥的目的是除去某些原料、半成品中的水分或溶剂,就化学工业而言的目的在于,使物料便于包装、运输、贮藏、加工和使用。具体为:(1)悬浮液和滤饼状的化工原料和产品,可经过干燥成为固体,便于包装和运输。(2)不少的化工原料和产品,由于水分的存在,有利于微生物的繁殖,
5、易腐烂、虫蛀或变质,这类物料经过干燥便于贮藏。例如生物化学制品、抗生素及视频等,若含水量超过规定标准,易于变质,影响使用期限,需要经干燥后才有利于贮藏。(3)为了使用方便。例如食盐、尿素和硫铵等,当其干燥到含水率为0.2%-0.5%左右时,物料不易结块,使用比较方便。(4)便于加工。一些化工原料,由于加工工艺要求,需要粉碎(或造粒)到一定的粒度范围和含水率,以利于再加工和利用。如磷矿石经粉碎干燥可以提高化学反应速度;催化剂半成品的造粒干燥,可使其保持一定含水率和粒度范围,有利于压片成型等。(5)
6、为了提高产品的质量。某些化工原料和产品,其质量的高低与含水量有关。物料经过干燥处理,水分除去后,有效成分相应增加,提高了产品质量。例如涤纶切片在纺织前,干燥到含水率为0.02%以下,可纺织在抽丝时产生气泡,提高丝的质量[2]。-10-东北大学毕业设计(论文)第1章绪论化学工业中的干燥方法有三类:机械除湿法、加热干燥法、化学除湿法。机械除湿法,是用压榨机对湿物料加压,将其中一部分水分挤出。物料中除去的水分量主要决定施加压力的大小。物料经机械除湿后仍保留很高的水分,一般为40%-60%左右。粒状物料
7、或不许受压的物料可用离心机脱水,经过离心机除去水分后,残留在物料中的水分为5%-10%左右。其他,还有各种类型的过滤机,也是机械除湿法的常用设备。机械除湿只能除去物料中部分自由水分,结合水仍残留在物料中。因此,物料经过机械除湿后含水量仍然较高,一般不能达到化工工业要求的较低的含水量。加热干燥法,是化学工业中常用的干燥方法,它借助热能加热物料、气化物料中的水分。除去1Kg的水分,需要消耗一定的热量。例如用空气来干燥物料,同时气化物料中的水分,不能够随空气带出干燥器。物料经过加热干燥,能够除去物料中
8、少量的水分,达到化工工艺上要求的含水量。化学除湿法,是利用吸湿剂除去气体、液体和固体物料中少量的水分。由于吸湿剂的除湿能力有限,仅用于除去物料中的微量水分,化工生产中的应用很少。化学工业中固体物料的干燥,一般是先用机械除湿法,除去物料中大量的非结合水分,再用加热干燥法除去残留的部分水分(包括非结合水分和结合水分)。1.2.被干燥的物料的特性1.2.1物料的状态(1).溶液及泥浆状的物料,如工程废液及盐类溶液等。(2).冻结物料,如视频、医药制品等。(3).膏糊状物料,如活性污泥及压滤机滤饼等。(
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