干燥概述及設(shè)備知識教材

2015化工單元操作模塊六干燥任務(wù)一干燥概述及設(shè)備干燥應用一、干燥在化工中的應用尿素的干燥，防止其吸濕而結(jié)塊便于貯藏和運輸提高產(chǎn)品質(zhì)量和有效成分木材、陶瓷坯料、原料礦的干燥奶粉、餅干、藥劑滿足后序工藝要求干燥定義：向物料供熱以汽化其中的濕分的單元操作。機械去濕（過濾、沉降）；吸附去濕（干燥劑硅膠等）干燥分類123常壓干燥真空干燥（熱敏性物料如維生素、抗菌素等）操作壓力分間歇干燥連續(xù)干燥操作方式分傳導干燥對流干燥輻射干燥傳熱方式分二、干燥過程的分類介電加熱干燥熱能以對流方式加入物料，產(chǎn)生的蒸氣被干燥介質(zhì)所帶走。干燥介質(zhì)：熱空氣濕分：水輻射能以電磁波形式達到物料表面，從而使?jié)穹制?。例用紅外線干燥法將自行車表面油漆干燥。將需要干燥的電解質(zhì)物料置于高頻電場中，電能在潮濕的電介質(zhì)中轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，例如微波干燥食品。熱能通過傳熱壁面以傳導方式傳給物料。例：紙制品可以鋪在熱滾筒上進行干燥。對流干燥三、對流干燥過程分析圖1

對流干燥流程示意圖1-鼓風機；2-預熱器；3-干燥器1、傳熱過程

干燥介質(zhì)

Q濕物料表面

Q濕物料內(nèi)部2、傳質(zhì)過程

濕物料內(nèi)部濕分濕物料表面

濕分干燥介質(zhì)

干燥設(shè)備四、常用工業(yè)干燥器優(yōu)點結(jié)構(gòu)簡單適用性強缺點干燥不均勻干燥時間長勞動強度大四、常用工業(yè)干燥器優(yōu)點：干燥速率大干燥時間短可連續(xù)操作價格便宜缺點：不適用粘著力強的物料操作要求高（氣流速率的控制）干燥設(shè)備四、常用工業(yè)干燥器優(yōu)點：顆粒在干燥器內(nèi)停留時間比氣流干燥器時要長，可得到較低的最終含水量，結(jié)構(gòu)簡單。缺點：干燥不均勻。

系統(tǒng)的流動阻力大，要求的廠房高，對除塵設(shè)備要求嚴。干燥設(shè)備四、常用工業(yè)干燥器

優(yōu)點：干燥過程進行很快，操作穩(wěn)定、連續(xù)和自動化控制；缺點：傳熱系數(shù)小，能量消耗大，投資大、操作彈性小

干燥設(shè)備四、常用工業(yè)干燥器優(yōu)點：生產(chǎn)能力大，氣體流動阻力小，操作彈性大、方便；缺點：結(jié)構(gòu)復雜，投資費用大。干燥設(shè)備四、常用工業(yè)干燥器干燥設(shè)備五、、干干燥燥器器選選擇擇考考慮慮因因素素干燥燥設(shè)設(shè)備備2015化工工單單元元操操作作模塊六干干燥燥任務(wù)二濕濕空氣氣的性質(zhì)質(zhì)與濕度度圖一、濕空空氣的性性質(zhì)---濃度、比比熱、比比容（密密度）、、焓、溫溫度等。。濕空氣是由水蒸汽和絕干空氣氣構(gòu)成。通常用兩兩個參數(shù)數(shù)來表征征空氣中中所含水水分的大大?。簼穸菻及相對濕濕度φ濕度（濕濕含量））H：濕空氣中中所含水水蒸汽的的質(zhì)量與與絕干空空氣質(zhì)量量之比。。Hs——飽和濕度度，kg水汽/kg干氣Ps——純水的飽飽和蒸汽汽壓，Pa。P——濕空氣的的總壓，，Pa；Pv——水蒸氣的的分壓，，Pa。濕空氣性性質(zhì)相對濕度度：在一定T及總壓下下，pw與同T下水的ps之比的百百分數(shù)。。即：結(jié)論：濕度H只能表示示出水汽汽含量的的絕對值值，而相相對濕度度卻能反反映出濕濕空氣吸吸收水汽汽的能力力。當φ=1時：pw=ps，濕空氣氣達飽和和，不可作為為干燥介介質(zhì)；當φ<1時：pw<ps，濕空氣氣未達飽飽和，可作為干干燥介質(zhì)質(zhì)。φ越小，濕空氣偏偏離飽和和程度越越遠，干干燥能力力越大。。居室里比比較舒適適的氣象象條件是是：室溫溫達25℃時，相對對濕度控控制在40%——50％為宜宜；室溫溫達18℃時，相對對濕度應應控制在在30%——40％。濕空氣性質(zhì)相對濕度φ與濕度H的關(guān)系：濕空氣的濕比比熱（濕熱））cH[kJ/kg干氣?℃]常壓下，將1kg干空氣和其所所帶有的Hkg水汽升高溫度度1℃所需的熱量。。：水汽比熱=1.88kJ/kg水汽?℃

：干空氣比熱=1.01kJ/kg干氣?℃

式中濕空氣性質(zhì)濕空氣的焓（（熱含量）I[kJ/kg干氣]濕空氣的焓為為干空氣的焓焓與水汽的焓焓之和。計算基準：以0℃干空氣及0℃液態(tài)水的焓值值為0作基準。式中：I：溫度為t、濕度為H的濕空氣的焓焓值。[kJ/kg干氣]；Ig：干空氣的焓焓值。[kJ/kg干氣]；Iv：水汽的焓值值。[kJ/kg水汽]；r0：0℃時水的汽化潛潛熱。r0=2492kJ/kg水汽。濕空氣性質(zhì)質(zhì)濕空氣的比比容（濕容容積）υH[m3濕空氣/kg干氣]每單位質(zhì)量量絕干空氣氣中所具有有的濕空氣氣（絕干空空氣和水蒸蒸汽）的總總體積。式中：：壓力P

、溫度t下濕空氣比容。[m3濕氣/kg干氣]：壓力P

、溫度t下干空氣比容。

[m3干氣/kg干氣]：壓力P

、溫度t下水汽比容。[m3水/kg水]濕空氣性質(zhì)質(zhì)濕度H與露點td的關(guān)系：露點td：一定壓力下下，將不飽飽和空氣等濕降溫至飽和和，出現(xiàn)第第一滴露珠珠時的溫度度。干球溫度t：干球溫度t是用普通溫溫度計測得得的濕空氣氣的真實溫溫度。濕球溫度tw：濕球溫度計計在空氣中中所達到的的平衡或穩(wěn)穩(wěn)定的溫度度。濕球溫度計計：溫度計的感感溫球用紗紗布包裹，，紗布用水水保持濕潤潤，這支溫溫度計為濕濕球溫度計計。不飽和空氣氣的濕球溫溫度tw低于干球溫溫度t。當空氣為不不飽和狀態(tài)態(tài)：ttw(tas)td；當空氣為飽飽和狀態(tài)：：t=tw(tas)=td。pd：td下的飽和蒸汽壓。濕空氣性質(zhì)質(zhì)【例6-1】已知濕空氣氣的總壓為為101.325kPa，相對濕度度為50%，干球溫度度為20℃。試求：①①濕度；②②水蒸氣分分壓pw；③露點td；④焓IH；⑤如將500kg/h干空氣預熱熱至117℃，求所需熱熱量Q；⑥每小時時送入預熱熱器的濕空空氣體積V。解：ｐ=101.325kPa，t=20℃，由由飽飽和和水水蒸蒸氣氣表表查查得得，，水水在在20℃時的的飽飽和和蒸蒸汽汽壓壓為為ps=2.34kPa①濕度度H②水水蒸蒸氣氣分分壓壓ｐwｐw=φps=0.50××2.34=1.17kPa濕空空氣氣性性質(zhì)質(zhì)③露點點露點點是是空空氣氣在在濕濕度度H或水水蒸蒸氣氣分分壓壓ｐw不變變的的情情況況下下，，冷冷卻卻達達到到飽飽和和時時的的溫溫度度。。所所以以可可由由ｐw=1.17kPa查飽飽和和水水蒸蒸氣氣表表，，得得到到對對應應的的飽飽和和溫溫度度td=9℃td④焓IHIH=(1.01+1.88H)t+2492H=(1.01+1.88××0.00727)××20+2492××0.00727=38.6ｋJ/ｋg干空空氣氣⑤熱量量QQ=500××(1.01+1.88××0.00727)××(117-20)=49647ｋJ/h=13.8kW⑥濕濕空空氣氣體體積積V濕空氣性性質(zhì)二、空氣氣的濕度度圖及其其應用1、濕度圖圖五條線：：1.等H線；2.等I線；3.等t線；4.等φ線；5.水蒸氣分分壓線。。濕度圖應應用H-I圖等I線群（0~680）等H線群（0~0.2）等t線群（0~250）等φ線群（5%~100%）蒸汽分壓壓線群濕度圖應應用2、H—I圖的應用用--濕空氣氣狀態(tài)態(tài)點的的確定定濕度圖圖應用用結(jié)論：：因此，，提高高濕空空氣溫溫度t，不僅僅提高高了濕濕空氣氣的焓焓值，，使其其作為為載熱熱體外外，也也降低低了相相對濕濕度使使其作作為載載濕體體。濕度圖圖應用用【例6-2】已知濕空氣氣總壓為101.3kPa,溫度為40oС，，濕度為0.02kg(水氣氣)/kg(干空氣氣)，試用用濕度圖求求取相對濕濕度，焓IH，濕球溫度度tw和露點td。

解：溫度為40℃的等ｔ線與濕度為為0.02kg(水水氣)/kg(干空空氣)的等等H線，在I-H圖中的交點A，即為空氣氣的狀態(tài)點點。由A點點可讀得φ=43%，，IH=92kJ/kg(干空氣)。由A點沿等焓線線與飽和空空氣線交于于B點，B點所對應的溫溫度即為濕濕球溫度，，tw=28℃。。由A點引垂直線線與飽和空空氣線交于于C點，C點所對應的的溫度為露露點，td=25℃。。濕度圖應用用舊知回顧二、濕空氣氣性質(zhì)一、干燥過過程的定義義及常見干干燥器三、濕度圖圖的應用供熱方式除除去物料濕濕份，對流流干燥箱式、氣流流、流化床床、噴霧、、轉(zhuǎn)筒、滾滾筒干燥器器等濕度、相對對濕度、焓焓、比容、、比熱、干干球溫度、、濕球溫度度、露點H-I圖等I線群（0~680）等H線群（0~0.2）等t線群（0~250）等φ線群（5%~100%）蒸汽分壓線線群2013化工單元操操作主講人佘佘媛媛模塊六干干燥任務(wù)三干干燥的工藝藝計算任務(wù)三干干燥的工工藝計算干燥過程的的熱量衡算算干燥過程的的物料衡算算濕物料中含含水量的表表示方法目錄1、物料與水水分結(jié)合方方式吸附水分：濕物料的粗粗糙外表面面附著的水水分。毛細管水分分：多孔性物料料的孔隙中中所含的水水分。溶脹水分：物料組成一一部分，可可透入物料料細胞壁內(nèi)內(nèi)，使物料料體積增大大。2、平衡水分分與自由水水分平衡水分（（X*）——不能用干燥燥方法除去去的水分。。自由水分（（X－X*）——可用干燥方方法除去的的水分。X*=f（物料種類類、空氣性性質(zhì)）物料水分性性質(zhì)3、結(jié)合水分分與非結(jié)合合水分結(jié)合水分——水與物料結(jié)結(jié)合力強，，pw<ps。非結(jié)合水分分——水與物料結(jié)結(jié)合力弱，，pw＝ps。結(jié)合水分分與非結(jié)結(jié)合水分分只與物物料的性性質(zhì)有關(guān)關(guān)，而與與空氣的的狀態(tài)無無關(guān)，這這是與平平衡水分分的主要要區(qū)別。。平衡水分分一定是是結(jié)合水水分。物料水分分性質(zhì)物料水分分性質(zhì)1.濕濕基含水水量Ｗ----濕物料中中所含水水分的質(zhì)質(zhì)量分率率。物料水分分表示2.干干基含水水量X-----濕物料中中的水分分的質(zhì)量量與絕對對干料質(zhì)質(zhì)量之比比。不含水分分的物料料通常稱稱為絕對對干料。。兩者的關(guān)關(guān)系工業(yè)中常常用濕基含水水量，但由于于干燥過過程中濕濕物料的的總質(zhì)量量因干燥燥失出水水分而不不斷減少少，而絕絕干物料料的質(zhì)量量不變，，因此，，干燥計計算中，，以干基含水水量表示較為為方便。。物料水分分表示1.水分分蒸發(fā)量量★以s為基準，，對水分分作物料料衡算物料衡算算2.空空氣消耗耗量L—單位時間間內(nèi)消耗耗的絕干干空氣量量，kg絕干氣／／s；l—每蒸發(fā)1kg水分時消消耗的絕絕干空氣氣量，稱稱為單位位空氣消消耗量，，kg絕干空氣氣/kg水分選擇通風風機時，，應以全全年中最最大空氣氣消耗量量為依據(jù)據(jù)，夏季濕度度大，消消耗的空空氣量最最多，因此風量量V計算如下下：物料衡算算3.干干燥產(chǎn)品品量【例6-3】用空氣干干燥某含含水量為為40％（濕基基）的物物料，每每小時處處理濕物物料量為為1000㎏，干燥后后產(chǎn)品含含水量為為5％（濕基基）?？湛諝獾某醭鯗貫?0℃，相對濕濕度為60％，經(jīng)加加熱至120℃℃后進入干干燥器，，離開干干燥器時時的溫度度為40℃，相對濕濕度為80％。試計計算：①①水分蒸蒸發(fā)量；；②絕干干空氣消消耗量和和單位空空氣消耗耗量；③③如鼓風風機安裝裝在進口口處，風風機的風風量是多多少；④④干燥產(chǎn)產(chǎn)品的產(chǎn)產(chǎn)量。物料衡算算解：①水分分蒸發(fā)量量②查飽和水水蒸所表表得：20時℃，ｐS0=3.334kPa；40℃時，ｐS2=7.375kPa。則：物料衡算算③鼓風機的的風量④干燥產(chǎn)品品的量物料衡算算1.熱量量衡算的的基本方方程干燥器預熱器QD＝L(I2-I1)＋G(I2’-I1’)＋QLT，θ單位為℃，如如用K，計算時以（（t－273）代入總能耗Q＝Qp＋QD熱量衡算整理后：空氣升溫所需需熱量蒸發(fā)水份所需需熱量物料升溫所需需熱量干燥燥器器熱熱量量損損失失熱量量衡衡算算2.干干燥燥系系統(tǒng)統(tǒng)的的熱熱效效率率熱效效率率越越高高表表示示熱熱利利用用率率愈愈好好，，若空空氣氣離離開開干干燥燥器器的的溫溫度度較較低低，，而而濕濕度度較較高高，，則則水水分分氣氣化化量量大大，，可可提提高高干干燥燥操操作作的的熱熱效效率率。。熱量量衡衡算算1.空空氣氣H↑，，帶帶出出水水分分增增多多，，所所需需L↓，但△△X↓，出出口空空氣H不能太太高。。2.吸吸水性性物料料，空空氣出出口t2應高些些，H應低些些，即即φ要低些些。3.空氣離離開干干燥器器溫度度t2需比進進入時時溫度度高20~50℃，否則則產(chǎn)品品返潮潮，易易造成成管路路的堵堵塞和和設(shè)備備材料料的腐腐蝕。。4.廢氣中中熱量量的回回收對提高高干燥燥熱效效率有有實際際意義義，此此外還還應注注意干干燥設(shè)設(shè)備和和管道道的保保溫隔隔熱，，減少少熱損損失，，提高高熱效效率。。提高干干燥效效率措措施1.干干燥燥速率率單位時時間、、單位位干燥燥面積積汽化化的水水分量量。。2.干干燥燥曲線線與干干燥速速率曲曲線干燥曲曲線線：恒定干干燥條條件下下，物物料的的含水水率X與時間間τ的關(guān)系系。干燥速速率AB段：預熱階階段BC段：恒速，，濕物物料表表面溫溫度為為空氣氣的濕濕球溫溫度CDE段：降速干干燥階階段C點:臨界含含水量量E點：E點的干干燥速速率為為零，，即為為操作作條件件下的的平衡衡含水水量。干燥速速率空氣狀狀態(tài)物料種種類、、結(jié)構(gòu)構(gòu)、形形狀及及尺寸寸1.保證產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量2.干燥速速率大大，干干燥時時間短短3.熱效率率高4.干燥介介質(zhì)流流動阻阻力小小5.勞動強強度低低干燥介質(zhì)性質(zhì)濕物料料性質(zhì)質(zhì)物料的的性質(zhì)質(zhì)與結(jié)結(jié)構(gòu)；；物料的的形狀狀與大大??；；物料的的厚薄??；物料本本身的的溫度度；物料的的含水水量。。提高干干燥介介質(zhì)的的出口口溫度度與降降低濕濕度；；提高干干燥介介質(zhì)的的流速速；干燥設(shè)設(shè)備選選擇的的基本本要求求干燥過程影影響因素干燥影響因因素干燥操作的的節(jié)能3.采用兩級干干燥法2.利用廢氣余余熱4.利用內(nèi)換熱熱器5.采用過熱蒸蒸汽干燥1.降低出口廢廢氣溫度限制因素：：保證產(chǎn)品品濕含量，，高于露點點以防“返潮”適用于熱敏敏性物料和和易團聚的的物質(zhì)，如如牛奶可減少空氣氣用量，一一般用于流流化床干燥燥器的蒸汽汽管式換熱熱器部分廢氣循循環(huán)，間壁壁式換熱設(shè)設(shè)備，利用用廢氣余熱熱一般講廢蒸蒸汽用作工工廠其它過過程的工作作蒸汽干燥節(jié)能2013謝謝大家??！9、靜夜四無無鄰，荒居居舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Wednesday,December28,202210、雨中黃葉葉樹，燈下下白頭人。。。21:04:3021:04:3021:0412/28/20229:04:30PM11、以我獨沈沈久，愧君君相見頻。。。12月-2221:04:3021:04Dec-2228-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。21:04:3021:04:3021:04Wednesday,December28,202213、乍見見翻疑疑夢，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2221:04:3021:04:30December28,202214、他他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生生白白發(fā)發(fā)，，舊舊國國見見青青山山。。。。28十十二二月月20229:04:30下下午午21:04:3012月月-2215、比不不了得得就不不比，，得不不到的的就不不要。。。。十二月月229:04下下午午12月月-2221:04December28,202216、行動動出成成果，，工作作出財財富。。。2022/12/2821:04:3021:04:3028December202217、做前，能能夠環(huán)視四四周；做時時，你只能能或者最好好沿著以腳腳為起點的的射線向前前。。9:04:30下下午9:04下下午21:04:3012月-229、沒沒有有失失敗敗，，只只有有暫暫時時停停止止成成功功?。?。。12月月-2212月月-22Wednesday,December28,202210、很很多多事事情情努努力力了了未未必必有有結(jié)結(jié)果果，，但但是是不不努努力力卻卻什什么么改改變變也也沒沒有有。。。。21:04:3021:04:3021:0412/28/20229:04:30PM11、成功功就是是日復復一日日那一一點點點小小小努力力的積積累。。。12月月-2221:04:3021:04Dec-2228-Dec-2212、世間成事事，不求其其絕對圓滿滿，留一份份不足，可可得無限完完美。。21:04:3021:04:3021:04Wednesday,December28,202213、不知香積寺寺，數(shù)里入云云峰。。12月-2212月-2221:04:3021:04:30December28,202214、意志堅強強的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。28十二二月20229:04:30下下午21:04:3012月-2215、楚塞塞三湘湘接，，荊門門九派派通。。。。十二月月229:04下下午午12月月-2221:04December28,202216、少年年十五五二十十時，，步行行奪得得胡馬馬騎。。。2022/12/2821