干燥的物理过程及设备.ppt

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特点:容积大,小车在洞道内停留时间长,适用于具有一定形状的比较大的物料如木材、皮革或陶器等的干燥。 用于化工粉体、稀土材料、矿石粉体的烧结 RKD-系列锟道式煅烧炉 RSJ系列静态煅烧隧道炉 将物料通过布料机构分布在网状输送带上,输送带通过一个或几个加热单元组成的通道,每个加热单元均配有空气加热和循环系统,每个通道有一个或几个排湿系统,在输送带通过时,热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料,从而使物料能均匀干燥。传送带可做成多层,带宽1-3m,长为4-50m,干燥时间为5-120分钟 (五) 带式干燥器 真空带式干燥机 * * 第六章 干燥过程与设备 第4讲 干燥的物理过程及设备 学习要点 1、干燥的物理 2、干燥设备 隧道干燥器 喷雾干燥器 物料中水分的性质 物料(制品)的干燥过程 干燥器的分类及对干燥器的要求 回转烘干机 传送带式干燥器 一、干燥的物理过程 §6-5 干燥的物理过程及其干燥设备 (一) 物料中水分的性质 化学结合水: 通常以结晶水的形态存在于物料的矿物分子组成中,如高岭土(Al2O3·2SiO2·2H2O)中的结晶水。化学结合水与物料结合得很牢固,一般需要300-600oC才能分解,超出干燥温度范围。 1、水分与物料结合的方式 化学结合水 物理化学结合水 机械结合水 物理化学结合水 吸附水:物料表面吸附作用形成的水膜、水与物料颗粒形成的多分子和单分子吸附层水膜。 渗透水 吸附水 毛细管水和结构水 吸附水在物理化学结合水中以吸附水与物料的结合最强。吸附水中单分子水膜与物料的结合最牢固,其次是多分子水膜和表面吸附水膜。 渗透水:由于物料组织壁内外间水分浓度差产生的渗透压造成的,如纤维皮壁所含的水分。 微毛细管水:由于毛细作用使物料所含的水分。其牢固程度随毛细管半径的减小而加强。 结构水:存在于物料组织内部,如胶体中的水分。 物理化学结合水 物理化学水的结合强度弱于化学结合水,在干燥过程中可以排除。 大气吸附水 黏土质物料和制品在干燥过程中排除物理化学结合水阶段基本上不产生收缩,可以用较高的干燥速率干燥,不会使制品开裂。 物理化学水产生的蒸气压小于同温度下自由液面的饱和蒸气压。 机械结合水排除,物料颗粒相互靠拢,体积收缩。故机械结合水又称为收缩水。 机械结合水: 包括物料的润湿水、孔隙水及粗孔(半径大于10-5cm)毛细管水等。 机械结合水在蒸发时,物料表面的水蒸气分压等于同温度下饱和水蒸气压。机械结合水与物料的结合最弱,在干燥过程中首先被排除。其蒸发与物料表面温度下自由液面上水的蒸发一样。 陶瓷和耐火材料等黏土质制品在干燥初期干燥速度不能过大,否则会产生较大的收缩应力而变形或开裂。 影响平衡水分的因素 平衡水分和可排除水分 湿物料在干燥过程中,其表面的水蒸气分压与干燥介质中的水蒸气分压达到动态平衡时,物料中的水分就不会继续减少,此时物料中的干基水分就称为平衡水分,高于平衡水分的水称为可排除水分。 2、平衡水分和可排除水分 干燥介质的湿度 干燥介质的温度 如图是某种黏土在不同温度的空气中的平衡水分曲线。当介质温度为75oC,相对湿度?=60%时,黏土的平衡水分为3%。 若黏土的干基水分在3%以上时,则在该介质中可以内干燥至3%的含水率,含水率低于3%的黏土在此介质中不仅不能脱水,反而会从空气中吸收水分。 若欲使该黏土的含水率低于2.5%而介质的温度不变,则必须减小空气的相对湿度到40%。 当干燥介质的状态一定时,物料的平衡水分是干燥所能达到的最低含水率。 当干燥介质达到饱和状态(?=100%)时,物料的平衡水分称为最大可能平衡水分。 物料中高于最大可能平衡水分的水分称为自由水分或非结合水分,主要是机械结合水。物料中低于最大可能平衡水分的水称为大气吸附水或结合水,主要是物理化学结合水。 在加热阶段,因介质在单位时间内传给物料的热量大于物料表面水分蒸发所消耗的热量,物料表面温度不断升高,水分蒸发量也不断增大。在A点,介质传给物料的热量等于物料表面水分蒸发所消耗的热量,故物料表面温度不再升高并等于介质的湿球温度。 (二) 物料(制品)的干燥过程 1、加热阶段 外扩散:物料表面的水分的蒸发同自由液面上水的蒸发一样,其水蒸气分压等于湿球温度下的饱和水蒸气压。 2、等速干燥阶段 内扩散:物料内部的水分在水分浓度差的推动下,扩散到物料表面,使物料表面始终保持有自由水。 外扩散控制阶段:扩散速度取决于水蒸气的外扩散速度。 该干燥阶段随着自由水的排除,物料(制品)发生体积收缩。K点表示物料表面的自由水开始消失。 外扩散:物料表面的水蒸气分压低于同温度下水的饱和水蒸气压,蒸发面积小于物料或制品的几何面积,甚至移至物料内部。 3、降速干燥阶段 内扩散:物料内部的水分减少,以致物料表面不再维持连续的水

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