复旦大学化工原理第七章干燥讲义.ppt

第七章 干燥 第一节 概述 一. 固体物料的去湿方法 机械去湿 过滤、离心分离等； 吸附去湿 利用物料表面的蒸汽压不同，实现水分的转移； 供热干燥 同时伴有传热和传质。 二. 干燥过程及分类 干燥操作是采用某种方式将热量传给含水物料，使含水 物料中水分蒸发分离的一种单元操作。 干燥操作按不同的操作条件，可分为： 按操作压力 干燥可分为常压干燥和真空干燥； 按操作方式 干燥可分为连续干燥和间歇干燥； 按传热方式 干燥可分为：传导干燥、对流干燥、辐射干 燥、介电加热干燥。 三. 对流干燥过程 对流干燥过程进行的条件：热空气的温度要高于物料的温 度，以提供水蒸发所需的热量。热空气中的水汽分压要小于物 料表面的蒸汽压，以便水的蒸发。 第二节 物料的平衡含水量与干燥速率 一. 固体物料的干燥曲线 1. 对流干燥过程的实验曲线 在一定的干燥条件（即空气 的温度、湿度、流速等恒定）下， 所得实验曲线如图所示。 2. 对流干燥过程的三个阶段 预热阶段 AB 段； 恒速干燥阶段 BC段； 降速干燥阶段 CD段。 二. 物料的平衡含水量曲线 1. 物料的平衡含水量曲线 若保持其他条件不变，仅 改变空气的相对湿度，作一系 列的干燥实验曲线，可得如图 所示的平衡含水量曲线。 2. 自由水分与平衡水分 物料中的水分在干燥过程中 能被除去的那一部分水，称为自 由水分；留在物料中的那一部分 水，称为平衡水分。 其比例由干燥介质的性质和干燥条件决定。 3. 结合水分与非结合水分 籍化学力或物理化学力与固体相结合的水，统称为结合水。 其表现为：物料表面的蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压。 机械地附着于固体表面或颗粒堆积层中的水，称为非结合 水。其表现为：物料表面的蒸汽压与同温度下水的饱和蒸汽压 相同。 结合水分与非结合水分，由物料本身的性质决定；与干燥 介质的性质和干燥条件无关。 三. 恒定干燥条件下的干燥速率 1. 干燥速率曲线 在一定的干燥条件下， 由干燥实验曲线经过处理， 可得如图所示的干燥速率 曲线。 从干燥速率曲线上，可得物料的临界含水量；恒速干燥 阶段的干燥速率和降速阶段的干燥速率。 2. 干燥条件的选择 表面汽化控制 对于一些表面汽化控制的物料（如纸、皮革等），其干 燥速率可适当地加快。即：提高干燥介质的温度、降低干燥 介质的相对湿度、增加干燥介质的流速等。 内部扩散控制 对于一些内部扩散控制的物料（如木材、胶质材料等）， 其干燥速率不可过大；需适当降低干燥速率。 第三节 干燥设备及方式 一. 厢式干燥 主要用于物料的间歇干燥。其特点是：处理量低、干燥操 作的时间较长；但物料的平衡含水量较低，物料的保形较好。 二. 气流干燥 主要用于小颗粒物料的连续干燥。其特点是：处理量大、 干燥操作的时间短，对于结合水含量较大的物料，其水分的 去除率较低。 三. 流化干燥 主要用于颗粒物料的连续干燥。其特点是：处理量大、干 燥时间可比气流干燥长；但物料的水分去除率不均匀。 四. 喷雾干燥 主要用于乳液的连续干燥。其特点是：处理量大、固体物 料不易结块；但设备费用昂贵、操作费用大。 五. 转筒干燥器 适用于各种形状物料的连续干燥。其特点是：处理量大、 对物料含水量和粒度等变动的适应性强，操作稳定可靠；但设 备笨重、占地面积大。