《固體干燥》PPT課件

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1、8.1概述8.2濕空氣的性質(zhì)和濕度圖8.3干燥器的物料衡算和熱量衡算8.4干燥速率8.5干燥設(shè)備化工生產(chǎn)中的固體物料，通常含有水分或其他溶劑（統(tǒng)稱(chēng)為濕分）。為了便于加工、運(yùn)輸、儲(chǔ)存和使用，往往需要將其中的部分濕分除去，以使物料中的含濕量達(dá)到規(guī)定的要求，這種操作稱(chēng)為去濕。常用的去濕方法有機(jī)械去濕法和加熱去濕法。1.機(jī)械去濕法當(dāng)固體物料中的含濕量較高時(shí)，可先采用沉降、過(guò)濾、離心分離等機(jī)械分離法，除去其中的大部分濕分。這種去濕過(guò)程中沒(méi)有相變化，能耗較少，費(fèi)用較低，但去濕不徹底，一般用于初步去濕。8.1概述8.1.1固體物料的去濕方法22.加熱去濕法對(duì)固體物

2、料加熱，使所含的濕分汽化，并及時(shí)移走所生成的蒸汽，使固體物料中的含濕量達(dá)到規(guī)定要求，這種去濕方法稱(chēng)為固體干燥。固體干燥過(guò)程中濕分發(fā)生相變化，故其熱能消耗較多。工業(yè)生產(chǎn)中，通常將上述兩種去濕方法進(jìn)行聯(lián)合操作，先用機(jī)械去濕法除去物料中的大部分濕分，然后再用干燥的方法進(jìn)一步去濕，使物料中含濕量達(dá)到規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)。干燥操作不僅用于化工、石油化工等工業(yè)中，還應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、原子能、紡織、建材、采礦以及農(nóng)產(chǎn)品等行業(yè)中。例如，合成樹(shù)脂必須進(jìn)行干燥以防止在加工成塑料制品中生成氣泡，谷物、蔬菜經(jīng)干燥后可以長(zhǎng)期貯存，紙張、木材經(jīng)干燥后便于使用和貯存等。38.1.2干燥過(guò)程

3、的分類(lèi)（1）按操作的壓強(qiáng)，可分為常壓干燥和真空干燥。真空干燥適用于熱敏性、易氧化或要求產(chǎn)品含濕量極低的物料干燥。（2）按操作方式，可分為連續(xù)干燥和間歇干燥。連續(xù)干燥的特點(diǎn)是生產(chǎn)能力大，熱效率高，產(chǎn)品質(zhì)量均勻及勞動(dòng)條件好；間歇干燥的特點(diǎn)是費(fèi)用低，操作易于控制，適用于小批量、多品種或要求干燥時(shí)間較長(zhǎng)的物料干燥。（3）按熱能傳給濕物料的方式，可分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥和介電干燥以及由其中兩種或三種方式組成的聯(lián)合干燥。4用圖8-1來(lái)描述對(duì)流干燥過(guò)程的傳熱和傳質(zhì)。圖中t為空氣的主體溫度、tw為濕物料表面的溫度、p為空氣中水蒸氣分壓、pw為濕物料表面的水

4、蒸氣分壓、Q為單位時(shí)間內(nèi)空氣傳給物料的熱量、N為單位時(shí)間內(nèi)從物料表面汽化出的水蒸氣量、δ為物料表面的虛擬氣膜厚度。8.1.3對(duì)流干燥過(guò)程的傳熱與傳質(zhì)圖8-1熱空氣和物料表面間的傳熱和傳質(zhì)情況5熱空氣將熱能Q傳到濕物料表面，再由表面?zhèn)鞯轿锪蟽?nèi)部，這是一個(gè)傳熱過(guò)程，傳熱的推動(dòng)力為空氣溫度t與濕物料表面溫度tw的溫度差Δt=t-tw；與此同時(shí)，物料表面上的水分由于受熱汽化，使物料內(nèi)部和表面之間產(chǎn)生水分差，物料內(nèi)部的水分以液態(tài)或氣態(tài)的形式向表面擴(kuò)散，然后汽化的水分再通過(guò)物料表面處的氣膜而擴(kuò)散到氣流主體，并由氣體帶走，這是一個(gè)傳質(zhì)過(guò)程，傳質(zhì)推動(dòng)力為濕物料表面的

5、水蒸氣分壓pw與空氣中水蒸氣分壓p的分壓差Δp=pw-p。由此看出，干燥是傳熱和傳質(zhì)相結(jié)合的操作，干燥速率是由傳熱速率和傳質(zhì)速率共同控制的。綜上所述，在對(duì)流干燥操作中，空氣既要為物料提供水分汽化所需的熱量，又要帶走所汽化的水分。因此空氣既是載熱體又是載濕體?？諝庠谶M(jìn)入干燥器之前需要經(jīng)預(yù)熱器加熱到一定溫度，在干燥器中，空氣從進(jìn)口到出口逐漸降溫、增濕，最后作為廢氣排出。68.2濕空氣的性質(zhì)和濕度圖8.2.1濕空氣的性質(zhì)濕空氣是干空氣和水蒸氣的混合物，在對(duì)流干燥操作中，一般可視為理想氣體來(lái)處理，即有關(guān)理想氣體的一切定律均適用于干燥操作中所用的濕空氣。在干燥

6、過(guò)程中，濕空氣中的水蒸氣量是在變化的，而其中干空氣僅作為濕和熱的載體，它的質(zhì)量是不變的。因此，為了計(jì)算方便，在討論濕空氣的主要物理性質(zhì)或狀態(tài)參數(shù)及其相互關(guān)系時(shí)，是以單位質(zhì)量的干空氣為基準(zhǔn)的。71．濕空氣中水蒸氣分壓p依據(jù)分壓定律，濕空氣的總壓P等于干空氣的分壓pa和水蒸氣的分壓p之和?？倝阂欢〞r(shí)，空氣中水蒸氣分壓p越大，則空氣中水蒸氣含量也越大。2．濕度H濕度表明空氣中水蒸氣的含量，又稱(chēng)為濕含量或絕對(duì)濕度，即濕空氣中單位質(zhì)量干空氣所帶有的水蒸氣的質(zhì)量或濕空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量與干空氣質(zhì)量的比值，即濕度=濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量濕空氣中絕干空氣的質(zhì)量因氣體

7、的質(zhì)量等于氣體的摩爾數(shù)乘以摩爾質(zhì)量。3．相對(duì)濕度φ在一定溫度及總壓下，濕空氣中水蒸氣分壓p與同溫度下水的飽和蒸氣壓ps之比稱(chēng)為相對(duì)濕度。84．濕空氣的比容vH當(dāng)濕空氣的溫度為t，濕度為H、總壓為P時(shí)，以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的濕空氣體積稱(chēng)為濕空氣的比容，又稱(chēng)濕容積。5．濕空氣的比熱cH當(dāng)濕空氣的溫度為t，濕度為H時(shí)，將濕空氣中1kg絕干空氣及相應(yīng)水汽的溫度升高（或降低）1℃所需（或放出）的總熱量，稱(chēng)為濕空氣的比熱，簡(jiǎn)稱(chēng)濕熱。6．焓IH當(dāng)濕空氣的溫度為t，濕度為H時(shí)，以1kg絕干空氣為基準(zhǔn)的絕干空氣的焓與相應(yīng)水氣的焓之和為濕空氣的焓。9（1）干球溫度t在

8、濕空氣中，用普通溫度計(jì)所測(cè)得的溫度即為干球溫度，它是濕空氣的真實(shí)溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)溫度t。（2）濕球溫度tw將濕球溫