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干燥资料一一、干燥的、干燥的方式方式按给湿物料提供热能的方式分：传导干燥传导干燥（间接加热干燥）：将热能以传导的方式通过金属壁面传给湿物料。特点：热能利用率高。对流干燥对流干燥（直接加热干燥）：将热能以对流的方式传给与其直接接触的湿物料。特点：热能利用率比传导干燥低。辐射干燥辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射，射至湿物料表面被其吸收再转变为热能。介电加热干燥介电加热干燥：将需要干燥的物料置于高频电场的交变作用使物料加热而达到干燥。干燥是利用热能除去固体物料中湿分的单元操作。二二、对流干燥过程、对流干燥过程1、对流干燥的流程空气预热器干燥器废气湿物料干燥产品2、对流干燥的特点对流干燥是气、固两相间进对流干燥是气、固两相间进行的行的热、质同时反向传递热、质同时反向传递的的过程过程必要条件必要条件：是物料表面所产生的是蒸汽（或其它蒸汽）压力要大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压。湿物料ttwpspwqw传热推动力t=t-tw传质推动力p=ps-pw一、一、湿空气的性质湿空气的性质湿空气：干空气和水蒸汽的混合物，这种混合物称湿空气。1、湿空气中水气分压pW：P=pg+pW2、湿度H（湿含量）定义：湿空气中单位质量绝干空气所带有的水蒸汽的质量，或 湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比值。即：理想气体：摩尔数之比=压力之比，则：P一定：第二节第二节 湿空气的性质和湿湿空气的性质和湿焓焓图图若湿空气中的水蒸汽分压等于该温度下水的饱和蒸汽压，即表示空气呈饱和状态，则湿空气的相应湿度称为湿空气的饱和湿度，即：P一定：3、相对湿度定义：在一定的总压下，湿空气中水蒸汽分压pw与同温度下水的饱和蒸汽压pS之比的百分数，称为相对湿度百分数，简称相对湿度。T一定 越小，空气距饱和程度越远，吸水能力越强。则4、湿容积、湿容积vH(湿空气的比容湿空气的比容)定义：单位质量的绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽所共同占有的体积称为湿空气的湿容积，又称湿空气的比容，即在常压下，vH的计算公式为：H，t,湿容积增大。5、湿热湿热cH 定义：将1kg绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽的温度升高1所需的总热量，称为湿热，又称湿空气的比热。即6、焓、焓H定义：1kg绝干空气和其所带的Hkg水蒸汽所具有的焓，称湿空气的焓H即7、湿球温度湿球温度 tW 湿球温度计：用保持湿润的纱布将温度计的感温部分包起来，这种温度计称湿球温度计。湿球温度 tW：将湿球温度计置于一定的温度和湿度的湿空气中，达到稳定时所显示的温度为湿空气的湿球温度 tW。湿球原理：测量刚开始时，设纱布中水分的温度与空气的温度相同。HHS传质 tWtwtWtd饱和湿空气 t=tW=td二二、湿空气的湿度图及其应用、湿空气的湿度图及其应用I1 1、湿度图的构造湿度图的构造 等等t t线线 等等H H线线 等相对湿度线等相对湿度线 等焓线等焓线 水蒸汽分压线水蒸汽分压线2 2、湿度图的应用、湿度图的应用 利用湿度图查物性利用湿度图查物性 湿空气状态点的确定湿空气状态点的确定一、一、湿物料含水量的表示方法湿物料含水量的表示方法 1 1、湿基含水量、湿基含水量2 2、干基含水量、干基含水量第三节第三节 湿物料中水分的性质湿物料中水分的性质1、物料的X平衡关系 如将某一物料与一定温度及湿度地空气相接触，物料将被除去或吸收水分，直到物料表面所产生的水蒸汽压力与空气中的水蒸汽压力相等为止，而使物料的含水量达于一定数值，此数值称为该状态下此物料的平衡含水量平衡含水量。X X二二、水分在汽固两相间的平衡关系、水分在汽固两相间的平衡关系 平衡水分因物料种类的不同有很大的差别；同一种物料的平衡水分也因空气状态的不同而异。2 2、物料中的水分分类：、物料中的水分分类：根据物料中所含水分在一定的条件下能否用对流干燥的方法将除去来划分为平衡水分和自由水分。平衡水分平衡水分是在一定的空气状态下物料可以被干燥的最大限度。物料中超过平衡水分的那一部分的水分就是自由水分自由水分。根据物料与水分结合力的状况，可将物料中所含水分分为：结合水和非结合水分：结合水结合水是靠化学力或物理化学力与物料相结合的水分。存在于物料细胞壁内的水分、小毛细管中的水分以及胶体结构物料中的水分等。这些水分与物料结合力强，因此结合水分的特点是其蒸汽压低于同温度下纯水的蒸汽压，所以结合水是较难除去的水分。非结合水非结合水是指存在于物料表面上的润湿水以及颗粒堆积层中的大空隙中的水分等。这些水与物料结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，因此非结合水的气化与纯水的气化相同，在干燥过程中易被除去。结合水与非结合水分都很难用实验方法直接测定，但可根据它们的特点，而利用平衡关系外推得到。在一定温度下，物料中的结合水与非结合水的划分，只取决于物料本身的特性，而与其接触的空气无关。1001005050X X自由水分结合水分非结合水总水分平衡水分1、水分蒸发量、水分蒸发量W L绝干空气的消耗量，绝干空气绝干空气的消耗量，绝干空气/h G湿物料的流量，湿物料湿物料的流量，湿物料/h X湿物料的干基含水量，水分湿物料的干基含水量，水分/绝干料绝干料 H空气湿度，水分空气湿度，水分/干空气干空气 下标下标“1”和和“2”分别表示进、出干燥器时的参数；分别表示进、出干燥器时的参数；第四节第四节 干燥器的干燥器的物料衡算物料衡算和热量衡算和热量衡算一一、物料衡算物料衡算干燥器物流示意图干燥器物流示意图 进出干燥器的绝干物料量进出干燥器的绝干物料量Gc相等：即：相等：即：Gc=G1(1-w1)=G2(1-w2)整理得：整理得：G2=G1(1-w1)/(1-w2)；则水分汽化量为：则水分汽化量为：若以干基含水量表示，则 除以除以w，得单位空气消耗量：，得单位空气消耗量：l=L/w=1/(H1-H2)l单位空气消耗量单位空气消耗量,空气空气/水分；水分；2、空气消耗量的计算、空气消耗量的计算 作干燥器水分的物料衡算：作干燥器水分的物料衡算：L H1+Gc X1=L H2+Gc X2 或或 w=L（H1-H2）=Gc（X1-X2）w蒸发水量，蒸发水量，/S则则空气消耗量空气消耗量为：为：上图为连续干燥的过程示意图，图中：QP预热器消耗的热量，KW；QD干燥器补充的热量，KW QL干燥器的热损失速率，KW；物料温度；I、I 空气焓与物料焓，KJ/（干气）或KJ/（干料）二、二、干燥系统的热量衡算干燥系统的热量衡算H0，t0，I0H1，t1，I1H2，t2，I2t1，w1，I1t2，w2，I2G21、预热器的热量衡算：、预热器的热量衡算：以单位时间为基准，对预热器作热量衡算：L I0+Qp=L I1 单位时间预热器消耗的热量为：Qp=L（I1I0）2、干燥全系统的热量衡算、干燥全系统的热量衡算 对对整个整个干燥干燥系统系统作热量衡算：作热量衡算：L I0Gc I1+QD+Qp=L I2+Gc I2+QL 单位时间补充的单位时间补充的总总热量为：热量为：Q=QD+Qp=L（I2I0）+Gc（I2-I1）+QL 式中：式中：I 湿物料的焓；湿物料的焓；I=Cm Cm湿物料的比热，湿物料的比热，Cm=CS+XCW，KJ/（干料）（干料）第五节第五节 干燥干燥器的器的操作操作一、干燥操作条件的确定一、干燥操作条件的确定 干燥器操作条件的确定，通常需由实验测定或可按下述一般选择原则考虑。1.干燥介质的选择 2.流动方式的选择 3.干燥介质进入干燥器时的温度 4.干燥介质离开干燥器时的相对湿度和温度 5.物料离开干燥器时的温度 1.干燥介质的选择 干燥介质的选择，决定于干燥过程的工艺及可利用的热源。基本的热源有饱和水蒸气、液态或气态的燃料和电能。在对流干燥介质可采用空气、惰性气体、烟道气和过热蒸汽。当干燥操作温度不太高、且氧气的存在不影响被干燥物料的性能时，可采用热空气作为干燥介质。对某些易氧化的物料，或从物料中蒸发出易爆的气体时，则宜采用惰性气体作为干燥介质。烟道气适用于高温干燥，但要求被干燥的物料不怕污染，而且不与烟气中的SO2和CO2等气体发生作用。2.流动方式的选择 在逆流操作中，物料移动方向和介质的流动方向相反，整个干燥过程中的干燥推动力较均匀，适用于：（1）物料含水量高时，不允许采用快速干燥的场合；（2）耐高温的物料；（3）要求干燥产品的含水量很低时。在错流操作中，干燥介质与物料间运动方向互相垂直。各个位置上的物料都与高温、低湿的介质相接触，因此干燥推动力比较大，又可采用较高的气体速度，所以干燥速度很高，适用于：（1）无论在高或低的含水量时，都可以进行快速干燥的场合；（2）耐高温的物料；（3）因阻力大或干燥器构造的要求不适宜采用并流或逆流操作的场合。3.干燥介质进入干燥器时的温度和流量 为了强化干燥过程和提高经济效益，干燥介质的进口温度宜保持在物料允许的最高温度范围内，但也应考虑避免物料发生变色、分解等理化变化。对于同一种物料，允许的介质进口温度随干燥器型式不同而异。例如，在厢式干燥器中，由于物料是静止的，因此应选用较低的介质进口温度；在转筒、沸腾、气流等干燥器中，由于物料不断地翻动，致使干燥温度较高、较均匀、速度快、时间短，因此介质进口温度可高些，提高干燥器的生产能力。流量增加时，可提高干燥速率。但会造成热损失增加、动力消耗增加、气速增加，也会使干燥器产品回收负荷增加。4.干燥介质离开干燥器时的相对湿度和温度 增高干燥介质离开干燥器的相对湿度2，以减少空气消耗量及传热量，即可降低操作费用；但因2增大，也就是介质中水气的分压增高，使干燥过程的平均推动力下降，为了保持相同的干燥能力，就需增大干燥器的尺寸，即加大了投资费用。所以，最适宜的2值应通过经济衡算来决定。干燥介质离开干燥器的温度t2与2应同时予以考虑。若t2降低，而2又较高，此时湿空气可能会在干燥器后面的设备和管路中析出水滴，因此破坏了干燥的正常操作。对气流干燥器，一般要求t2较物料出口温度1030，或t2较入口气体的绝热饱和温度高2050。5.物料离开干燥器时的温度 物料出口温度2与很多因素有关，但主要取决与物料的临界含水量Xc及干燥第二阶段的传质系数。Xc值愈低，物料出口温度2也愈低；传质系数愈高，2愈低。（一）流化干燥器的操作（一）流化干燥器的操作1.1.开开炉炉前前首首先先检检查查送送风风机机和和引引风风机机，检检查查其其有有无无摩摩擦擦和和碰碰撞撞声声，轴轴承承的的润润滑滑油是否充足，风压是否正常。油是否充足，风压是否正常。2.2.对对流流化化干干燥燥器器投投料料前前应应先先打打开开加加热热器器疏疏水水阀阀、风风箱箱室室的的排排水水阀阀和和炉炉底底的的放放空空阀阀，然然后后渐渐渐渐开开大大蒸蒸汽汽阀阀门门进进行行烤烤炉炉，除除去去炉炉内内湿湿气气，直直到到炉炉内内石石子子和和炉炉壁壁达到规定的温度结束烤炉操作。达到规定的温度结束烤炉操作。3.3.停停下下送送风风机机和和引引风风机机，敞敞开开人人空空孔孔，向向炉炉内内铺铺撒撒物物料料，料料层层高高度度约约250mm250mm，此时已完成开炉的准备工作。，此时已完成开炉的准备工作。4.4.再再次次开开动动送送风风机机和和引引风风机机，关关闭闭有有关关阀阀门门，向向炉炉内内送送热热风风，并并开开动动给给料料机机抛撒潮湿物料，要求进料由少渐多，物料分布均匀。抛撒潮湿物料，要求进料由少渐多，物料分布均匀。5.5.根据进料量，调节风量和热风温度，保证成品干湿度合格。根据进料量，调节风量和热风温度，保证成品干湿度合格。6.6.经经常常检检查查卸卸出出的的物物料料有有无无结结块块，观观察察炉炉内内物物料料面面的的沸沸腾腾情情况况，调调节节各各风风箱箱室的进风量和风压大小。室的进风量和风压大小。7.7.经经常常检检查查风风机机的的轴轴承承温温度度、机机身身有有无无振振动动以以及及风风道道有有无无漏漏风风，发发现现问问题题及及时解决。时解决。8.8.经常检查引风机出口带料情况和尾气管线副食程度，问题严重应及时解决经常检查引风机出口带料情况和尾气管线副食程度，问题严重应及时解决二、典型干燥器的操作二、典型干燥器的操作（二）喷雾干燥设备的操作（二）喷雾干燥设备的操作 1.1.喷喷雾雾干干燥燥设设备备包包括括数数台台不不同同化化工工和和设设备备，因因此此，在在投投产产前前应应做做好好如如下下准准备工作。备工作。a.a.检查供料泵、雾化气、送风机是否运转正常；检查供料泵、雾化气、送风机是否运转正常；b.b.检查蒸汽、溶液阀门是否灵活好用，各管路是否畅通；检查蒸汽、溶液阀门是否灵活好用，各管路是否畅通；c.c.清理塔内积料和杂物，铲除壁挂疤；清理塔内积料和杂物，铲除壁挂疤；d.d.排除加热器和管路中积水，并进行预热，然后向塔内送热风；排除加热器和管路中积水，并进行预热，然后向塔内送热风；e.e.清洗雾化器，达到流道畅通。清洗雾化器，达到流道畅通。2.2.启启动动供供料料泵泵向向雾雾化化器器输输送送溶溶液液时时，观观察察压压力力大大小小和和输输送送量量，以以保保证证雾雾化化器的需要。器的需要。3 3.经常检查、调节雾化器喷嘴的位置和转速，确保雾化颗粒大小合格。经常检查、调节雾化器喷嘴的位置和转速，确保雾化颗粒大小合格。4 4.经常查看和调节干燥塔负压数值，一般控制在经常查看和调节干燥塔负压数值，一般控制在100100300Pa300Pa。5 5.定定时时巡巡回回检检查查各各转转动动设设备备的的轴轴承承温温度度和和润润滑滑情情况况，检检查查其其运运转转是是否否平平稳稳，有无摩擦和撞击声。有无摩擦和撞击声。6.检查各种管路与阀门是否泄漏，各转动设备的密封装置是否泄漏，做到检查各种管路与阀门是否泄漏，各转动设备的密封装置是否泄漏，做到及时调整。及时调整。干燥速率曲线干燥速率曲线 干燥速率干燥速率U：是指单位时间内、单：是指单位时间内、单位干燥面积上汽化的水分量位干燥面积上汽化的水分量。单位：单位：/s，其定义式为：，其定义式为：U=dW/(S d )式中：式中：W 汽化的水分量，汽化的水分量，dW=-GdXS 干燥面积，干燥面积，；干燥时间，干燥时间，s 根据实验测定数据，计算出对应的根据实验测定数据，计算出对应的X和和U，将其标绘出来如，将其标绘出来如上图所示，称为干燥速率曲线。上图所示，称为干燥速率曲线。两个干燥阶段之间的交点两个干燥阶段之间的交点C称为称为临界点临界点，对应的物料含水量称为对应的物料含水量称为临界含水量临界含水量，以，以XC 表示，表示，该点对应的干燥速率仍等于恒速阶段的干燥速率，以该点对应的干燥速率仍等于恒速阶段的干燥速率，以UC表示。表示。E点所对应的物料含水量为操作条件下的平衡含水量，干燥速点所对应的物料含水量为操作条件下的平衡含水量，干燥速率为零。率为零。从图中可以看出，干燥过程分为两从图中可以看出，干燥过程分为两个阶段，个阶段，ABC段表示第一阶段，段表示第一阶段，BC段内速度段内速度恒定，称为恒定，称为恒速阶段恒速阶段（AB段较短并段较短并入入BC段内）。段内）。CDE段表示第二阶段，干燥速率随段表示第二阶段，干燥速率随物料含水量的减少而降低，故称为物料含水量的减少而降低，故称为降速阶段降速阶段。恒速阶段：恒速阶段：表面气化控制阶段 在第一阶段在第一阶段：（1）汽化的水为非结合水汽化的水为非结合水 （2）干燥速率取决于表面水分的汽化速率，由干燥条件所）干燥速率取决于表面水分的汽化速率，由干燥条件所决定，为表面汽化控制过程。决定，为表面汽化控制过程。降速干燥阶段：降速干燥阶段：内部扩散控制阶段，由于此阶段内干燥速率是随着物料含水量的减少而降低,故称为降速干燥阶段。X Xc，水分从物料内部向表面的扩散速率低于表面，水分从物料内部向表面的扩散速率低于表面的汽化速率，速率减小，温度升高；的汽化速率，速率减小，温度升高；降速干燥阶段降速干燥阶段为物料为物料内部迁移控制过程，干燥速率取决于物料本身的结构，形内部迁移控制过程，干燥速率取决于物料本身的结构，形状和尺寸。状和尺寸。此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！此课件下载可自行编辑修改，仅供参考！感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢感谢您的支持，我们努力做得更好！谢谢