无机材料工艺原理 06 脱水与干燥.ppt

无机材料制备工艺原理 脱水与干燥 本部分讲授内容 概述 知识延伸－有关研究与开发的想法 常规干燥及脱水方法可脱水类型 干燥制度的制订及示例 常用的干燥方法 干燥技术的应用及设备厂的管理 概 述 无机非金属材料生产过程中，原料或半成品中常含有高于工艺要求的水分，需要脱去其中的部分水分，以满足生产工艺的要求。 概 述 脱水方式 液－液脱水－－前章介绍的的压滤脱水法 固－气脱水－－冷冻干燥 液－气脱水－－干燥 脱水方法 重力脱水：根据水与物料的密度不同而脱水； 机械脱水： 加热脱水：水的蒸发为主 干燥定义 使含水物料（如湿坯、原料、泥浆等）中的液体水汽化而排除的过程，称为干燥。完成干燥过程的机械设备，称干燥器。 干燥定义－扩充 通常，人们把采用热物理方法去湿的过程称为“干燥”，其特征是采用加热、降温、减压或其它能量传递的方式使物料中的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物体分离以达到去湿目的。 干燥技术 传统工业的干燥技术有：厢式干燥、隧道干燥、转筒干燥、转鼓干燥、带式干燥、盘式干燥、浆叶式干燥、流化床干燥、喷动床干燥、喷雾干燥、气流干燥、真空冷冻干燥、太阳能干燥、微波干燥和高频干燥、红外热辐射干燥等。 干燥技术 近年来国际上的新型干燥技术：脉冲干燥、对撞干燥、冲击穿透干燥、声波场干燥、超临界流体干燥、过热蒸汽干燥、接触吸附干燥等。 干燥方法 自然干燥法：将湿堆置于露天或室内的场地上，借助风吹和日晒的自然条件使物料得以干燥的办法。成本低，但干燥速度慢，产量低，劳动强度大，受气候影响大，难以适应大规模的工业生产。 干燥方法 人工干燥法：也称机械干燥，将湿物料放在专门的设备中进行加热，使物料的水分蒸发而得以干燥。 特征：干燥速度快，产量大，不受气候条件的限制，便于实现自动化，适合于工业生产。 为什么要进行干燥与脱水－应用 干法粉磨水泥生料时，水分＜2%，否则会大大降低磨机的粉磨效率 陶瓷、耐火材料和砖瓦等半成品的坯体，在入窑前也须干燥，否则会造成产品开裂的事故。 问题：玻璃的生产过程中是否也要对原料进行干燥？ 为什么要干燥？ 对于陶瓷坯体而言，干燥的主要目的在于： 提高生坯强度，便于后续工艺的进行； 提高釉浆的吸附能力； 使坯体具有较小的入窑水分，提高烧成速度，减少能耗； →提高产品的质量 知识延伸：干燥的地位与作用 干燥利于产品的储藏、运输和使用； 干燥利于提高产品的质量和价值、减轻劳动强度、降低成本和能源消耗； 发达国家的干燥的能耗点工业能耗的14%，有些行业的干燥能耗甚至占到生产总耗能的35%； 我国2001年干燥设备制造业创17亿元的产值（相当于1986年的24倍），出口总值达2000万元人民币； 干燥技术的特点 干燥技术开发及应用要具备的知识和技术： 需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点； 熟悉传递工程的原理，即传质、传热。流体力学和空气动力学等能量传递原理； 实施手段，即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计； 干燥技术的特点 干燥技术目前还缺乏能够精确指导实践的科学理论和设计方法，实际应用中，主要依靠经验和小规模试的数据来指导，其原因如下： 一些所依托的基础学科（主要是隶属于传递工程范畴的学科）本身就具有实验科学的特点； 很多干燥过程是多种学科技术交汇进行的过程，牵涉面广、变数多、机理复杂，单凭理论计算来进行工程设计是不可靠的； 干燥物料的种类多，其理化性质也各不相同，也要用实验来确定相应的干燥性质。 干燥技术的革新及未来发展趋势 总体概况 干燥是一项起源于史前的操作，人们一般不会把它与创新联系起来。 各种待干燥产品都可以用现有技术进行干燥，对业外人士来说，很难理解对干燥及脱水技术进行创新及研发的必要性。 干燥能够吸引的研发资源相当低，在经济规模上低于其其分离技术一个数量级。 美国每年有250余项专利标题中含有干燥机、干燥技术，相当于膜分离、结晶、吸附、蒸馏等单元操作的10倍。 干燥技术的革新及未来发展趋势 创新的类型及共有特征 字典上对创新的定义： 新事物的引出； 新思想、新方法、新设备 注意：没有用更好的、高级的、先进的、经济的、高质量的等诸如此类的形容词来限定创新。 亦即：以一个发明为开端的过程，伴随着该发明的发展，最终在市场上形成一种产品、方法或服务。 干燥技术的革新及未来发展趋势 创新至少应包括如下一点以上的属性： 此前没有的制造、发明的产品或方法； 比现在技术具有更高的生产率； 品质更好或品质控制更可行，效果更好； 减少设备占用的环境空间； 操作更安全； 效率更好（使成本降低）； 总成本降低。 干燥技术的革新及未来发展趋势 特点： 对于生存周期比较短的工业产品或技术（例如一些电子或计算机产品，其半衰期往往小于一年），