第13章 干燥3.ppt

§13.2 干燥器的物料衡算及热量衡算 一、常用工业干燥器 小型的称为烘箱，大型的称为烘房，典型的常压、间歇式、对流干燥设备。 优点：对物料的适应性强。 适用场合：任何形状的物料 §13. 4 干燥器 盘架式干燥器 （厢式干燥器） 缺点：物料得不到分散， 干燥速率低，热利用率较差， 且产品质量不均匀。 产量不大。 间歇式减压干燥 洞道式干燥器 连续的或半连续操作 适用场合：处理量大、干燥时间长的物料 多用于砖瓦、陶瓷坯、木材、人造丝、皮革等的干燥 洞道式干燥器 转筒式干燥器 特点： 生产能力大，可连续操作。 结构简单，操作方便。 使用范围广，可干燥颗粒物料、膏糊状物料、 甚至液体物料。 操作弹性大。 转筒式干燥器 * 化工原理－－2 0 1 1 一、物料中的几种水分 （一） 物料与水分结合方式 吸附水分： 毛细管水分： 溶胀水分： 湿物料的粗糙外表面附着的水分。 多孔性物料的孔隙中所含的水分。 是物料组成的一部分，可透入物料细胞壁 内，使物料的体积为之增大。 （二）平衡水分与自由水分 1. 平衡水分（X*） ——不能用干燥方法除去的水分。 §13.3 干燥速度和干燥时间 -------干燥动力学 （能否用干燥方法去除划分） -------在一定空气状态下的干燥极限 X* = f（空气状况、物料性质） 2. 自由水分（X－X*） ——可用干燥方法除去的水分。 §13.3 干燥速度和干燥时间 （三）结合水分与非结合水分 ----取决于物料本身的性质，与空气状况无关。 结合水分：与物料之间有物理化学作用，结合力强 产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和 蒸汽压。 包括溶涨水分和毛细管水分 。 难于除去 非结合水分 ：机械地附着在物料表面，结合力弱 产生的蒸汽压等于同温度下纯水的饱和 蒸汽压。 包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去 §13.3 干燥速度和干燥时间 （去除的难易程度划分） 平衡水分一定是结合水分； 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。 Φ=100%时对应的平衡水分 为结合水分含量 §13.3 干燥速度和干燥时间 例：在常压25℃下，水分在ZnO与空气间的平衡关系为： 相对湿度 φ＝100%，平衡含水量X*＝0.02 kg水/kg干料 相对湿度 φ＝40%，平衡含水量X*＝0.007 kg水/kg干料 现ZnO的含水量为0.25 kg水/kg干料，令其与25℃， φ＝40%的空气接触，求物料的自由水分、平衡水分、结合水分和非结合水分。 平衡水分=0.007 kg水/kg干料 自由水分=0.243 kg水/kg干料 结合水分=0.02 kg水/kg干料 非结合水分=0.23 kg水/kg干料 §13.3 干燥速度和干燥时间 干燥速度： 单位时间、单位干燥表面上所汽化的水分量 A、Gc、X 水分 二、恒定干燥条件下的干燥速度 恒定干燥条件：空气的温度、湿度、流速及物 料接触方式不变。 （一）干燥速度定义 §13.3 干燥速度和干燥时间 （二）干燥曲线及干燥速度曲线 ——用于描述物料含水 量 X、干燥时间θ 及 物料表面温度tM、干 燥时间θ之间的关系 曲线。 1. 干燥曲线 §13.3 干燥速度和干燥时间 2. 干燥速度曲线 ABC段：恒速干燥阶段 AB段：预热段 BC段：恒速段 CDE段：降速干燥阶段 C点：临界点 XC：临界含水量 E点：平衡点 X*：平衡水分 §13.3 干燥速度和干燥时间 （三）恒速干燥阶段 前提条件：湿物料表面全部润湿。 汽化速率（传质速率）： [kg水/m2?s] 传热速率： ——恒速干燥速度 §13.3 干燥速度和干燥时间 恒速干燥特点： 1. U＝UC＝const. 2. 物料表面温度为tw 3. 去除的水分为非结合水分 4. 影响 U 的因素： 恒速干燥阶段——表面汽化控制阶段 只与空气的状态有关，而与物料种类无关 §13.3 干燥速度和干燥时间 （四）降速干燥阶段 实际汽化表面减小 汽化面内移 降速干燥阶段特点： 1