化工单元操作第二版第十章干燥.ppt

第十章　干燥 典型空气干燥器的工艺流程如图10-1所示。它是利用热气体与湿物料作相对运动，热 含量不断增加，而其中的干空气作为载体（载热体和载湿体），质量流量是不变的。 式中　 ——空气的湿度，㎏／㎏干空气； ——湿空气温度下水的饱和蒸汽压，Pa或kPa。 4．湿空气的比体积 得 将这些数值代入上式，得 则有 温度称为空气的湿球温度。 达到稳定状态时，空气传入的显热等于水的汽化潜热，即 饱和湿度， 由式 即可确定。在干燥过程计算中，由前述各公式计算空气的性质时，计算比较繁琐，工 图中读数范围为0～680kJ/㎏干空气。 可得 空气中水汽分压 与湿度 之间的关系曲线。水汽分压 的坐标， （2）焓值 ，通过A点做等焓线的平行线，与纵轴相交，由交点可得焓值。 状态点的确定见图 2．干基含水量 水量，用 表示。物料的平衡含水量随相对湿度增大而增大， （2）自由水分　物料中所含的大于平衡水分的那部分水分，即干燥中能够除去的水 第三节　干燥过程的计算 X1、X2——分别为湿物料进、出干燥器时的干基含水量，㎏（水分）/㎏干物料。 2．空气消耗量 图10－9 连续干燥过程的热量衡算示意 空气-水系统，湿空气焓值由下式计算 表内：　 ——为湿物料中绝干物料的流量，㎏/s； 三、理想干燥过程 通过对干燥器的热量衡算，可确定干燥过程的热能消耗量，为计算预热器的加热面积、 式中　 ——湿物料中绝干物料的质量，㎏； 取出物料，测量物料与空气接触表面积A，再将物料放入烘箱内烘干到恒重为止， 表面积A代入计算式，即可求得干燥速率 。将计算得到的干燥速率 与物料含水 汽化量逐渐减小，空气传给物料的热量，部分用于水分汽化，部分用于给物料升温， 图10-12 物料与空气的接触方式 ①当物料含水量较高时,允许进行快速干燥,而不产生龟裂或焦化的物料； 燥器中物料和介质充分混合,并快速流动,由于物料不断翻动,致使物料温度较均匀,速 三、干燥器 2.洞道式干燥器 3.滚筒式干燥器 4.气流式干燥器 5.喷雾式干燥器 6.沸腾床干燥器 7.冷冻真空干燥器 根据波长不同，红外线分为两个区域，波长在0.75～5.6μm的称近红外，在5.6～1000 四、干燥器的选型 32 X——湿物料干基含水量，㎏/㎏绝干料。 确定干燥时间和干燥器的尺寸，应知道干燥速率。湿分由湿物料内部向干燥介质传递的 过程是一个复杂的物理过程，干燥速率的快慢，不仅取决于湿物料的性质（物料结构、 与水分结合方式、块度、料层的厚薄等）而且也决定于干燥介质的性质（温度、湿度、 流速等）。通常干燥速率从实验测得的干燥曲线求取。 2.干燥速率曲线 为了简化影响因素，干燥实验大多在恒定干燥条件下进行。所谓恒定干燥即干燥介质 的温度、湿度、流速及与物料接触方式在整个干燥过程中均不变。大量不饱和空气对少 量湿物料进行干燥时，可认为是恒定干燥。 实验过程简述如下：在恒定干燥条件下干燥某物料，记录下不同时间 下湿物料的质 量 ，进行到物料质量不再变化为止，此时物料中所含水分为平衡水分 。然后， 33 此即绝干物料质量 。根据实验数据可计算出不同时刻的干基含水量为 将计算得到的干基含水量X与干燥时间 标绘在坐标纸上，即得干燥曲线，如图10-10 图10-10恒定干燥条件下某物料的干燥曲线 图10-11 恒定干燥条件下干燥速率曲线 所示。 将图10-10中 曲线斜率 及实测的绝干物料质量 、物料与空气接触 34 量 标绘在坐标纸上，即得干燥速率曲线，如图10-11所示。 （1）恒速干燥阶段BC　 在这一阶段，物料整个表面都有非结合水，物料中的水分由物料内部迁移到物料表面 的速率大于或等于表面水分的汽化速率，所以物料表面保持润湿。 这一阶段的干燥速率主要决定于干燥介质的性质和流动情况。干燥速率由固体表面的 汽化速率所控制。 （2）临界含水量Xc　 由恒速阶段转为降速阶段时，物料的含水量为临界含水量。 临界含水量与湿物料的性质和干燥条件有关，其值一般由实验测定。 （3）降速干燥阶段CDE 降速阶段的干燥速率主要决定于水分和水汽在物料内部的传递速率。此阶段由于水分 35 当物料含水量达到平衡含水量时，物料温度将等于空气的温度 。 五、影响干燥速率的因素 1.影响恒速干燥速率的因素 由恒