中山大學(xué)化工原理課件 第9章-干燥

中山大學(xué)化工原理課件第9章-干燥contents目錄干燥的基本概念濕空氣的性質(zhì)與計(jì)算干燥過程的原理與計(jì)算干燥設(shè)備與操作實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐CHAPTER01干燥的基本概念定義干燥是利用熱能去除物料中水分或其他溶劑的操作。分類根據(jù)操作方式，干燥可以分為自然干燥和人工干燥；根據(jù)物料的狀態(tài)，干燥可以分為恒定干燥和動(dòng)態(tài)干燥；根據(jù)濕分去除的方式，干燥可以分為蒸發(fā)干燥、升華干燥和滲透干燥等。定義與分類干燥過程中涉及物質(zhì)的相變、傳熱和傳質(zhì)等物理現(xiàn)象。物理基礎(chǔ)對(duì)于某些含結(jié)晶水的物質(zhì)，干燥過程中會(huì)發(fā)生化學(xué)變化，如失去結(jié)晶水?；瘜W(xué)基礎(chǔ)干燥的物理化學(xué)基礎(chǔ)干燥過程中能量守恒，即輸入的能量等于輸出的能量加上物料吸收的能量。干燥過程總是向著熵增加的方向進(jìn)行，即自發(fā)地向更加混亂的狀態(tài)發(fā)展。干燥過程的熱力學(xué)基礎(chǔ)熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第一定律CHAPTER02濕空氣的性質(zhì)與計(jì)算0102濕空氣的組成濕空氣中的水蒸氣含量隨溫度和壓力的變化而變化，溫度升高和壓力降低時(shí)，水蒸氣含量增加。濕空氣主要由干空氣和水蒸氣組成，其中干空氣的體積約占99%以上，而水蒸氣的體積約占1%以下。濕空氣的濕度濕度表示濕空氣中水蒸氣的含量，常用的濕度指標(biāo)有絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度。絕對(duì)濕度是指濕空氣中水蒸氣的質(zhì)量，相對(duì)濕度是指濕空氣中水蒸氣分壓與相同溫度下飽和水蒸氣分壓的比值。濕空氣的溫度是指濕空氣的平均分子運(yùn)動(dòng)速度，濕空氣的壓力是指濕空氣分子對(duì)器壁的撞擊力。濕空氣的溫度和壓力之間有一定的關(guān)系，可以根據(jù)理想氣體定律進(jìn)行計(jì)算。濕空氣的溫度與壓力CHAPTER03干燥過程的原理與計(jì)算干燥是利用熱能去除濕物料中水分或其他溶劑的過程，是化工生產(chǎn)中常見的單元操作之一。干燥過程的基本原理是傳熱和傳質(zhì)兩個(gè)物理過程的結(jié)合，即熱能從外部向物料傳遞，同時(shí)水分子從物料內(nèi)部向表面?zhèn)鬟f并在表面蒸發(fā)。干燥過程的原理涉及到濕物料的性質(zhì)、干燥介質(zhì)的特性以及操作條件等方面的影響。干燥過程的原理干燥過程的計(jì)算主要包括物料衡算、熱量衡算和空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算等。熱量衡算是確定干燥過程中所需的熱能以及濕物料和干燥介質(zhì)的溫度變化。物料衡算是確定干燥過程中濕物料的初始和最終含水量，以及干燥過程中水分的蒸發(fā)量?？諝鈩?dòng)力學(xué)計(jì)算是確定干燥過程中空氣的流量、流速和壓力等參數(shù)，以確保良好的傳熱和傳質(zhì)效果。干燥過程的計(jì)算

干燥過程的優(yōu)化干燥過程的優(yōu)化主要包括干燥條件的優(yōu)化和設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化兩個(gè)方面。干燥條件的優(yōu)化包括選擇適宜的干燥溫度、濕度、空氣流速等操作參數(shù)，以達(dá)到最佳的干燥效果和節(jié)能減排的目的。設(shè)備結(jié)構(gòu)的優(yōu)化包括改進(jìn)干燥器的設(shè)計(jì)、增加換熱面積、提高氣流組織等措施，以提高傳熱和傳質(zhì)效率，降低能耗和物耗。CHAPTER04干燥設(shè)備與操作根據(jù)工作原理、用途、結(jié)構(gòu)形式等，干燥設(shè)備有多種分類方式。按工作原理可分為傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥和介電加熱干燥等；按用途可分為通用干燥和專用干燥設(shè)備；按結(jié)構(gòu)形式可分為箱式干燥設(shè)備、氣流干燥設(shè)備、噴霧干燥設(shè)備、轉(zhuǎn)筒干燥設(shè)備、旋轉(zhuǎn)閃蒸干燥設(shè)備等。分類選擇干燥設(shè)備時(shí)，需要考慮物料的性質(zhì)（如粒度、濕度、粘度、熱敏性等）、生產(chǎn)能力、操作條件以及經(jīng)濟(jì)效益等因素。針對(duì)不同的物料和生產(chǎn)需求，選擇合適的干燥設(shè)備和操作方式，可以提高生產(chǎn)效率、降低能耗和減少環(huán)境污染。選擇干燥設(shè)備的分類與選擇操作不同類型的干燥設(shè)備有不同的操作流程。以噴霧干燥設(shè)備為例，操作流程包括將液體物料通過噴嘴霧化成細(xì)小的霧滴，然后在熱風(fēng)的作用下進(jìn)行干燥。操作過程中需要注意控制溫度、濕度、風(fēng)量等參數(shù)，以保證干燥效果和產(chǎn)品質(zhì)量。維護(hù)為了保證干燥設(shè)備的正常運(yùn)行和使用壽命，需要進(jìn)行日常維護(hù)和定期保養(yǎng)。維護(hù)內(nèi)容包括檢查設(shè)備是否有泄漏、堵塞等現(xiàn)象，定期清洗和更換易損件，以及進(jìn)行必要的潤滑和防腐處理等。常見干燥設(shè)備的操作與維護(hù)改進(jìn)隨著科技的不斷進(jìn)步和應(yīng)用需求的不斷提高，干燥設(shè)備需要不斷進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化。改進(jìn)的方向包括提高設(shè)備的能源利用率、降低運(yùn)行成本、減少環(huán)境污染等。例如，采用新型的換熱器材料和設(shè)計(jì)，可以提高熱交換效率；采用新型的分離技術(shù)，可以提高產(chǎn)品的純度和收率。優(yōu)化為了實(shí)現(xiàn)更好的干燥效果和經(jīng)濟(jì)效益，需要對(duì)干燥設(shè)備進(jìn)行全面的優(yōu)化設(shè)計(jì)。優(yōu)化的內(nèi)容包括設(shè)備結(jié)構(gòu)、操作參數(shù)、工藝流程等方面。通過優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以提高設(shè)備的生產(chǎn)能力、降低能耗和減少環(huán)境污染，從而實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的目標(biāo)。干燥設(shè)備的改進(jìn)與優(yōu)化CHAPTER05實(shí)驗(yàn)與實(shí)踐掌握干燥實(shí)驗(yàn)的基本原理和操作方法。了解不同干燥方法的優(yōu)缺點(diǎn)和應(yīng)用范圍。學(xué)會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，理解干燥過程的影響因素。培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)操作技能和團(tuán)隊(duì)合作精神。01020304實(shí)驗(yàn)?zāi)康呐c要求010204實(shí)驗(yàn)操作與注意事項(xiàng)實(shí)驗(yàn)前應(yīng)熟悉實(shí)驗(yàn)操作規(guī)程和安全注意事項(xiàng)。嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行操作，確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。注意觀察實(shí)驗(yàn)過程中可能出現(xiàn)的問題，及時(shí)處理和記錄。實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，應(yīng)按照實(shí)驗(yàn)室規(guī)定正確處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和廢棄物。03根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，分析不同干燥方法的效率和能耗。比較不同干燥方法的優(yōu)