化工原理南林教材24.ppt

四、沸腾床干燥器（流化床干燥器） 五、转筒干燥器 六、喷雾干燥器 七、滚筒干燥器 八、干燥器选型时应考虑的因素 1.物料热敏性 2.成品的形状、质量及价格 3.干燥速率曲线与物料的临界含水量 4.物料的粘附性 5.其它 5-4-2 干燥器的设计 物料衡算、热量衡算、速率关系、平衡关系四个基本方程。 一、干燥操作条件的确定 1.干燥介质的选择 2.流动方式的选择 3.干燥介质进入干燥器时的温度 4.干燥介质离开干燥器的相对湿度和温度 5.物料离开干燥器时的温度 二、气流干燥器的简化设计 1.干燥管的直径 2.干燥管的长度 三、转筒干燥器的简化设计 1.干燥器的直径 2.干燥器的长度 3.物料在转筒干燥器内的停留时间 一、热量衡算的基本方程式 对预热器作热量衡算，忽略热损失，可得： 对干燥器作热量衡算，可得： 假设： （1）新鲜空气中水的焓等于离开干燥器废气中水气的焓，即：IV0=IV2； （2）湿物料进出干燥器时的比热取平均值cm。 向干燥系统中输入的热量用于：加热空气、蒸发水分、加热物料、热损失等四个方面。 二、干燥系统的热效率 蒸发水分所需的热量为： 若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则： 5-2-4 空气通过干燥器时的状态变化 一、等焓干燥 等焓过程又称绝热干燥过程，需满足的条件： 1.不向干燥器中补充热量，即QD=0 2.忽略干燥器向周围散失的热量，即QL=0 3.物料进出干燥器的焓相等，即G(I21-I11)=0 由上式假设可得：I1=I2 ，t2t1 二、非等焓干燥 1.操作线在过点B等焓线的下方 不向干燥器中补充热量，即QD=0 不能忽略干燥器向周围散失的热量，即QL?0 物料进出干燥器的焓不相等，即G(I21-I11)=0 I2 I1 ，t2t1 2.操作线在过点B等焓线的上方 3.操作线为过点B等温线 第三节 固体物料在干燥过程中的 平衡关系与速率关系 干燥静力学：L、W、Q 干燥动力学：X-t 5-3-1 物料中的水分 一、平衡水分与自由水分 （1）平衡含水量是湿物料在一定的空气状态下干燥的极限； （2）当空气状态恒定时，不同物料的平衡水分差异很大。 （3）同一物料的平衡水分随空气状态而变。 二、结合水分与非结合水分 物料表面水气的分压等于同温度下纯水的饱和蒸气压，相应的物料含水量为XB* 结合水分：X XB* 非结合水分：X XB* 5-3-2 干燥时间的计算 恒定干燥：干燥过程中，空气状态参数恒定。 变动干燥：干燥过程中，空气状态参数变动。 一、恒定干燥条件下干燥时间的计算 1.干燥实验和干燥曲线 干燥曲线：物料含水量X～干燥时间?，物料表面温度?～干燥时间? 2.干燥速率曲线 干燥速率：单位时间内、单位干燥面积上气化的水分质量。 U：干燥速率kg/(m2·s)； W1：一批操作中气化的水分量，kg； S：干燥面积，m2 ?：干燥时间，s。 （1）恒速干燥阶段（表面气化控制阶段） （2）降速干燥阶段（内部迁移控制阶段） 干燥速率的影响因素：物料结构、形状、尺寸，干燥介质的状态参数对其影响不大。 （3）临界含水量XC 临界含水量与物料的性质、厚度、干燥速率有关。 3.恒定干燥条件下干燥时间的计算 （1）恒速阶段 （2）降速阶段 当U与X呈非线性关系，采用图解法计算； 当U与X呈线性关系，采用解析法计算； 第四节 干燥器 对干燥器的要求： （1）能保证干燥产品的质量要求，如含水量、强度、形状等； （2）要求干燥速率快、干燥时间短，以减小干燥器的尺寸、降低能耗，同时还应考虑干燥器的辅助设备的规格和成本，即经济性要好； （3）操作控制方便，劳动条件好。 常用干燥器的分类 微波干燥器 介电加热干燥器 红外线干燥器 辐射干燥器 滚筒干燥器 真空盘架式干燥器 传导干燥器 厢式干燥器 气流干燥器 沸腾干燥器 转筒干燥器 喷雾干燥器 对流干燥器 干燥器 类型 5-4-1 干燥器的主要型式 一、厢式干燥器（盘式干燥器） 二、带式干燥器 三、气流干燥器 * * 第四章 干 燥 要求： 1. 掌握湿空气的性质及湿度图； 2. 掌握干燥过程的物料衡算与热量衡算； 3. 理解固体物料中的水分，掌握干燥速率的定义、恒定干燥条件下的干燥速率曲线，理解影响恒速干燥和降速干燥的因素，掌握恒速和降速干燥时间的计算方法； 4. 了解干燥器的主要型式及特点。 重点： 1. 湿空气的性质及湿度图； 2. 干燥过程的物料衡算与热量衡算； 3. 恒定干燥条件下的干燥速率曲线及干燥时间的计算。 除湿方法：机械除湿、干燥 干燥分类： 1. 按操作压强：常压干燥、真空干燥 2. 按操作方式：连续操作、间歇操作 3. 按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电干燥、联合干燥 对流干燥过程的介绍： 以不饱和热空气为干燥介质。