第3讲干燥过程的物料平衡和热平衡报告.ppt

硅酸盐工业热工基础 第六章 干燥过程与设备 第3讲 干燥过程的物料平衡及热平衡 学习要点 1、物料平衡 3、干燥过程的图解法 2、热量平衡 理论干燥过程的图解 实际干燥过程的图解 干燥流程 物料中水分的表示方法 干燥过程水分蒸发量的计算 干燥介质消耗量 热平衡项目 干燥过程及热耗计算 一、物料平衡 §6-4 干燥过程的物料平衡及热平衡 (一) 干燥流程 换 热 器 冷空气 热空气 L0,x0,I0,t0,?0 L1=L0,x1=x0,I1,t1,?1 干燥器 湿物料 Gw1,v1,Q1 废气 L2,x2,I2,t2,?2 干物料 Gw2,v2,Q2 (a)空气干燥流程图 1 冷空气 L0,x0,I0,t0,?0 2 燃烧产物 Lfl,xfl,Ifl,tfl 混合气体 Lml,xml,Iml,tml,?ml 3 湿物料 Gw1,v1,Q1 4 干物料 Gw2,v2,Q2 废气 Lm2,xm2,Im2,tm2,?m2 (b)烟气干燥流程图 1-燃烧室 2-混合室 3-干燥器 4-烟囱 对流式干燥设备通常由干燥器、预热器或燃烧室、通风设备和辅助设备四部分组成。 干燥器：湿物料在干燥器中与热空气或热烟气接触，物料受热后水分蒸发而得到干燥，被蒸发的水分随干燥介质流出干燥器； 预热器或燃烧室：冷空气在预热器中被加热到一定温度或者燃烧室产生高温烟气并与冷空气混合，将冷空气加热到一定温度； 通风设备：使空气或干燥介质产生流动，如风机、管道、烟囱等; 辅助设备：如喂料设备、输送设备、收尘设备等; 质量为Gwkg的湿物料可以看作由Gdkg的绝干物料和Wkg的水组成，即 (二) 物料中水分的表示方法 例如100kg湿物料中含水20kg，经过干燥后含水1.6kg，则 1、干基水分或绝对水分 干燥前水分： 干燥后水分： 干燥脱水率： (6-26) 2、湿基水分或相对水分 干基水分和湿基水分的换算关系 由于干燥后的物料或多或少地含有水分，故通常用湿基水分表示水分的组成，但是湿基水分在干燥过程中不能直接相加减。 (6-27) (6-28) (6-29) 令u1(%)和u2(%)为干燥前后物料的干基水分，Gd为绝干物料量(kg/h)，则每小时在干燥器中蒸发的水分量为： (三) 干燥过程中水分蒸发量的计算 1、用干基水分计算 2、用湿基水分计算 令Gw1和Gw2为干燥前后的湿物料量(kg/h)， 相应的湿基水分为v1(%)和v2(%)，则每小时的水分蒸发量为: (6-30) (6-31) (6-32) 由于干燥前后的绝干物料Gd相等，则有: 故有: 及 代入式(6-31)得 设每小时通过干燥器的绝干空气量为L(kg干空气/h)，则根据水分的平衡有： (四) 干燥介质消耗量 1、用空气作干燥介质时 (6-33) (6-34) 故 (6-35) 令蒸发每千克水需用的干空气量为l(kg干空气/kg水)，则有： 蒸发1kg水时干混合气的用量lml为： 2、用高温烟气作干燥介质时 (6-36) (6-37) (6-38) 式中，Lml为干混合气的消耗量(kg干混合气/h)； xm2、xm1为离开和进入干燥器的混合气湿含量(kg水汽/kg干混合气)。 蒸发1kg水时高温烟气的用量lfl为： 蒸发1kg水时干冷空气的用量la为： 二、热平衡 (一) 热平衡项目 干燥器 干燥介质带入热量q1=lI1 物料带入热量qm1 补充热量qad 干燥器壁扩散热量ql 废气带走热量q2=lI2 物料带走热量qm2 运输设备带走热量qc (1) 干燥介质带入的热量q1 1、进入干燥器的热量 (6-39) (6-41) 式中，l为蒸发1kg水时干燥介质的用量，(kg/kg水)； I1为干燥介质进入干燥器时的热含量，(kJ/kg)。 (2) 湿物料带入的热量qml (6-40) 式中，t1为物料进入干燥器时的温度，?C； cw为水的比热容，近似可用4.19kJ/(kg.?C); Gw2为离开干燥器的物料量，kg/h； cmlw为湿基水分在v2(%)、温度为t1?C时物料的比热容，看作绝干物料的比热容 cm和相应水分比热容的加权平均值，即 (3) 在干燥器中对干燥介质的补充加热量qad 如专设的电加热器、蒸汽加热或烘干兼粉磨系统中研磨体摩擦、碰撞产生的热量等。 (1) 废气带走的热量q2 (6-42) 式中，t2为物料离开干燥器时的温度，?C； cm2w为物料离开干燥器的比热容，