固体物料的干燥化工原理）.ppt

14 固体物料的干燥 14.1 概述 14.2 湿空气的性质和湿度图 14.3 干燥过程的物料衡算与热量衡算 14.4 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系 14.5 干燥器 14.1 概述 1.机械除湿:物料湿分较多时，可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的湿分； 2.吸附除湿:用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如CaCl2、硅胶等）与湿物料并存，使物料中的湿分相继经气相而转入干燥剂内； 3.供热除湿(干燥):用热空气或其它高温气体为介质，使之流过物料表面，介质向物料供热并带走汽化的湿分，此种干燥常称为对流干燥，是本章讨论的主要内容； 14.1.2干燥的分类 按操作压力 常压干燥 真空干燥。适于处理热敏性及易氧化的物料，或要求成品中含湿量低的场合。 按操作方式 连续式。生产能力大、产品质量均匀、热效率高、劳动条件好。 间歇式。适于处理小批量、多品种、干燥时间长的物料。 根据供热方式不同，干燥可分为 传导干燥（间接加热干燥）。热能通过壁面以传导方式加热物料。 对流干燥（直接加热干燥）。干燥介质与湿物料直接接触，并以对流方式加热湿物料。 辐射干燥。热能以电磁波的形式辐射到湿物料表面。 介电加热干燥。将湿物料置于高频电场内，使其被加热。 本章主要讨论对流干燥，干燥介质是热空气，除去的湿分是水分。 14. 1.3 对流干燥的特点 14.1.4 对流干燥的流程及经济性 14.2 湿空气的性质及湿度图 湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。 4.比体积（湿容积）υH 定义：每kg绝干空气中及所带水汽的总体积， m3/kg干气。 5.比热容（湿热）cpH 定义：在常压下，将1kg绝干空气及相应Hkg水汽升高(或降低) 1℃所需吸收(或放出)的热量，kJ/(kg绝干气?℃)。 6.湿空气的焓I 计算基准： 0℃绝干空气及0℃液态水的焓值为0。 因此，对于温度为t、湿度为H 的湿空气，其焓值包括由0℃的水变为0℃水汽所需的潜热、由0℃的水汽变为t℃水汽所需的显热及湿空气由0℃升温至t℃所需的显热之和。即： 7.干球温度（温度）t 湿球温度tw计算公式（推导过程见P306） 式中： α－空气与湿纱布的对流传热系数，W/(m2 ?℃)； kH－以湿度差为推动力的传质系数，kg/(m2 ?s??H)； rw－水在湿球温度tw时的汽化潜热，kJ/kg水； Hw－湿空气在温度为tw下的饱和湿度，kg水/kg干气； 影响湿球温度tw的三方面因素： 物系性质：与α 、 kH有关的物性； 空气状态：t、H； 流动条件： α/kH 。 实验表明，α与 kH都与空气速度的0.8次幂成正比，故α 与kH之比值与流速无关，只与物性有关。当物系已确定，则物系性质就不再改变，此时，湿球温度只与气相状态有关，即： 9.绝热饱和温度tas 绝热饱和塔工作原理分析： 如图所示为一绝热饱和器，设有温度为t，湿度为Ｈ的不饱和空气在绝热饱和器内与大量水接触，水用泵循环，若设备保温良好，对周围环境是绝热的。认为水温完全均匀，水向空气中汽化时所需的潜热，只能取自空气中的显热，空气的温度下降，而湿度增加，即空气失去显热，而水汽将此部分热量以潜热的形式带回空气中，故空气的焓值可视为不变。 （推导过程见P308） ras －tas温度下水的汽化潜热，kJ/kg水； Has－空气的绝热饱和湿度，kg水/kg干气； cpH －湿空气的比热， kJ/kg干气? ℃ 10.露点 td 已知总压和露点，可利用上式算出空气的湿度； 已知总压和湿度，可利用上式算出空气在露点的饱和蒸气压，查水蒸气压表，可得露点。 对空气－水系统 当空气为不饱和状态：t ? tw (tas) ? td； 当空气为饱和状态： t = tw (tas) = td。 例14-1 已知湿空气的总压为101.3kPa，相对湿度为50%，干球温度为20oC。试求： (1) 湿度Ｈ (2) 水蒸汽分压p (3) 露点td (4) 焓Ｉ (5) 如将500kg/h干空气预热至117oC，求所需热量Ｑ； (6) 每小时送入预热器的湿空气体积L’。 解：P=101.3kPa， φ＝50%，t=20oC，由饱和水蒸汽表查得，水在20 oC时之饱和蒸汽压为ps=2.34kPa (1)湿度Ｈ (2)水蒸汽分压 (3)露点td 露点是空气在湿度Ｈ或水蒸汽分压p不变的情况下，冷却达到饱和时的温度。所以可由p=1.17kPa 查饱和水蒸汽表，得到对应的饱和温度td=9OC。 (4)焓Ｉ (5)传热量Q 14.2.2 湿空气的H-I图 工程上，为了避免繁琐的试差计算，将湿空气各参数间的关系标绘在坐标系重，只要