火法冶金设备——4、干燥工程基础(2学时)
冶金设备复习资料
冶金设备复习课火法冶金设备1耐火及保温材料耐火材料定义：耐火材料是指耐火度≥1580℃的无机非金属材料，它在一定程度上可以抵抗温度骤变和炉渣侵蚀，并能承受高温荷重。
耐火材料的作用：第一、防止工业窑炉周围环境温度过高，保证周边环境正常；第二、阻碍热能的散失，保证窑炉的运营效率。
冶金炉对耐火材料的要求：①耐火度高；≥1000~1800℃②高温结构强度大；高温下荷重不变形；③热稳定性好：高温下抵抗温度骤变引起破坏的能力；④抗渣侵蚀能力：抵抗炉内高温下熔融炉渣、金属和炉气等的化学腐蚀；⑤高温体积稳定：高温下使用，其内部由于晶型转变会产生不可恢复的体积收缩或膨胀，而造成炉体破坏，因此，要求耐火材料在高温时体积稳定；⑥外形尺寸规整、公差小：筑炉时砌体要规整、砖缝小，以防止炉体从砖缝处破损，这就要求耐火材料制品不能有大的扭曲、缺损、熔洞和裂缝等；尺寸公差合乎规定的要求。
耐火材料的分类：根据耐火材料的耐火度高低可分为：⑴普通耐火材料耐火度为1580~1770℃；⑵高级耐火材料耐火度为1770~2000℃；⑶特级耐火材料耐火度为2000℃以上。
耐火材料从重量上分可以分为重质耐火材料、轻质耐火材料和超轻质耐火材料。
耐火材料的化学矿物组成是决定耐火材料物理性质和工作性质的基本因素。
化学组成：主成分是耐火材料的主体，是影响耐火材料的基本因素。
副成分包括杂质和添加物，其化学成分也是氧化物，它使耐火材料的性能降低，有的具有溶剂作用，即在耐火砖的烧成过程中产生液相实现烧结。
矿物组成：主晶相：是耐火材料中的主体，是熔点较高的结晶体，它在很大程度上决定耐火材料的性能。
基质：是填充在主晶相之间的其他不同成分的结晶矿物和非结晶玻璃相，它的熔点低，起着溶剂作用。
在耐火材料的使用过程中，往往首先从基质部分开始损坏。
耐火材料的物理性质包括：致密性（显气孔率计算等）、热电性、力学性质和外形尺寸。
耐火材料的工作性能：①耐火度：耐火材料在无荷重时抵抗高温而不熔化的能力，通常用温度表示。
火法冶金设备
g
) ζ
π 4
u2
2 3
dρ sa
颗粒开始沉降时,u=0,Fd=0;则a有最大值amax. 随着沉降的不断进行,u值逐渐增大,使a=0,则:
u ut
4d(s g )g 3 g
(m / s)
h ut t l u
t
h（s） ut
或 t
H（s） ut
l（s） 或 L（s）
层流时（10-4＜Ret＜１），有斯托克斯公式：
ut
d 2 (ρ s ρ)g 18μ
(m s)
过渡流时（1≤Ret≤1000），有艾伦公式：
ut 0.27
d(ρ s ρ)g ρ
(Ret )0.6
(m s)
湍流时（ Ret＞1000），有牛顿公式：
ut 1.74
d(ρ s ρ)g ρ
u
u
H
含尘气体 QS ut
L u
h l
净化气体 QS
沉降室（除尘室）
含尘气体通过长度为l的沉降室的时间为,颗粒从高度为H
的沉降室顶部沉至室底的时间为t，则要使颗粒被收集下 来，必须保持： ≧ t ，即：
l l l lbH
θ
u
QS A'
QS bH
QS
θt
H ut
lbH H
QS ut
3.1.3 尘粒的物理性质
1. 颗粒的粒径及粒度分布 粒径:以颗粒的直径表示(m)。 粒度分布: （1）各粒径范围内的颗粒个数或百分数； （2）各粒径范围内的质量百分数。
粒度 分布
%
累计百分 个数百分 粒径m
火法冶金——精选推荐
火法冶金主讲：钟晓聪时间：11月7日报告提纲❶基本概念❷火法冶金设备❸铜冶金在火法冶金过程中，处于熔融状态的反应介质和反应产物(或中间产品)称为金属熔体。
根据组成熔体的主要成分的不同，一般将冶金熔体分为如下四种类型：金属熔体，熔渣，熔盐，熔锍金属熔体: 液态的金属和合金，如高炉炼铁中的铁水，各种炼钢工艺中的钢水，火法炼铜中的粗铜液，铝电解得到的铝液。
金属熔体不仅是火法冶金过程的主要产品，而且是冶炼过程中多相反应的直接参加者。
许多物理过程和化学反应都是在金属熔体和熔渣之间进行，因此，金属熔体的物理化学性质对冶炼过程的各项工艺指标有着非常重要的影响。
熔渣：主要是各种氧化物熔合而成的熔体。
在许多火法冶炼过程中，矿物原料中的金属往往以金属，合金或熔锍的形态产出，而其中的脉石成分及伴生的杂质金属则与熔剂一起熔合成主要成分为氧化物的熔渣。
熔渣通常是一种非常复杂的多组分体系，除含CaO、FeO、MnO、MgO、Al2O3、SiO2、P2O5、Fe2O3等氧化物外，还可能还有少量氟化物硫化物等，甚至还夹带少量的金属。
熔渣：熔渣是金属提炼和精炼的主要产物之一，大多数冶炼过程中产生的熔渣按质量约为熔融金属或熔锍质量的1~5倍。
熔渣不仅产量大，而且在冶炼过程中常常起着非常重要的作用。
然而，不同熔渣所起到的作用是不完全相同的，可分为冶炼渣，精炼渣，富集渣，合成渣。
冶炼渣：这种炉渣是在以矿石或精矿为原料、以粗金属或熔锍为产物的熔炼过程中生成的，主要作用在于汇集炉料（矿石/精矿，燃料，熔剂）中的全部脉石成分，灰分以及大部分杂质，从而使其与熔融的主要冶炼产物（金属，熔锍）分离。
高炉炼铁的铁矿石中含有大量的脉石，在冶炼过程中，脉石成分(Al2O3,CaO,SiO2等)与燃料(焦炭)中的灰分以及为改善熔渣的物理化学性质而加入的溶剂(石灰石，白云石，硅石等)反应，形成炉渣，从而与金属铁分离。
硫化矿的造锍熔炼中，铜镍等的硫化物与炉料中铁的硫化物熔融在一起，形成熔锍；铁的氧化物FeO,Fe3O4则与造渣剂(SiO2)及其他脉石成分形成熔渣，两者由于密度不同而实现分离。
火法冶金设备.复习题doc
火法冶金设备复习题一、单项选择题1、炉缸边缘堆积时，易烧化（ D ）A、渣口上部B、渣口下部C、风口下部D、风口上部2、休风复风后当风景达到正常值的（ D ）时开始喷煤。
A、50%B、60%C、70%D、80%3、一般风含氧量提高（A ），风口面积应缩小1.0%~1.4%。
A、1.0%B、1.5%C、2.0%D、3.0%4、高炉内炉料下降的动力是（ D ）。
A、气压B、煤气的浮力C、炉料与炉墙摩擦力D、重力5、高压操作使内压差降低的原因是（ C ）。
A、冶炼强度较低B、风压降低C、煤气体积缩小D、煤气分布合理6、球团矿具有含铁分高、还原性好、（C ）和便于运输、贮存等优点。
A、产量高B、粉末少C、粒度均匀D、焦比低7、热风炉一个周期时间是指（A ）。
A、送风时间+燃烧时间B、送风时间+换炉时间C、燃烧时间+换炉时间D、送风时间+燃烧时间8、热风炉的燃烧期和送风期，其热交换都主要在（ D ）中完成。
A、燃烧室B、拱顶C、燃烧室和拱顶D、蓄热室二、填空题1、热膨胀性为耐火制品热胀冷缩可逆变化的性质，用线性膨胀率β表示。
其值愈大其尺寸稳定愈差，影响使用寿命。
2、矿热电炉的原理是将电极插入固体炉料或液态熔体（一般为熔渣）中，依靠电弧与电阻的双重作用，将电能转化为热能，加热和熔炼精矿3、按电能转变成热能的方式不同，电炉可分为：电阻炉、电弧炉、感应炉、电子束炉、等离子炉等五大类4、炼钢转炉的四种类型：氧气顶吹、低吹、侧吹和复合吹炼转炉5、向熔融物料中喷入空气（或氧气）进行吹炼，且炉体可转动的自热熔炼炉称为转炉。
6、锌精馏精炼塔三种类型为铅塔、镉塔、无镉锌塔7、冰晶石又名氟铝酸钠或氟化铝钠，分子式为Na3AlF6，白色细小的结晶体，无气味，溶解度比天然冰晶石大，比重为3，硬度2~3，熔点1000℃，易吸水受潮。
8、回转窑按物料的含水量及喂料方法可分为：干法窑、湿窑和半干法窑。
9、耐火材料气孔率为耐火材料中气孔体积占总体积的百分比。
火法冶金设备说课
火法冶金设备说课稿材冶化系一、教材分析（一）课程性质和地位《火法冶金设备》是高职高专冶金技术专业学生必修的一门理论性和实践性很强的、主要的专业基础课。
它是完成教学计划规定的基本素质课及部分技术基础课之后开设的专业技术基础课。
它既是前期基础课程中的理论技术在本专业的综合应用，也是后续专业课程中各生产过程的基础，对学生起着理论与专业生产实践相联系的桥梁作用。
（二）教学目标根据生产一线对冶金专业应用性高技能岗位人才的基本技能和理论知识的要求，《火法冶金设备》教学的定位、课程目标是：1.掌握冶金设备的基础理论，学会分析与诊断冶金设备运行过程中出现的有关“三传”、燃烧、耐火及保温地、腐蚀及防腐等问题的方法;2.学会一般冶金设备的计算方法，初步掌握选用标准设备的方法及设计非标设备的一般方法和知识;3.了解冶金设备节能及环保的基本知识，初步学会对现有冶金设备进行节能及环保为目的的技术改造。
使学生能顺利地转入和圆满地完成后续专业课的学习，具备一般冶金设备问题的分析、解决能力，达到培养学生既有够用的理论功底又有较强的实际动手能力的目的。
（三）所选教材理论教材：《火法冶金设备》（唐谟堂主编，中南大学出版社，2003年）,该教材在冶金设备基本概念的阐述和相关计算能够提供更为深入、详实，给学生有进一步学习提供依据，该教材使用效果良好。
参考教材：《有色冶金炉》（周子民主编，冶金工业出版社，2009年），该教材可作为教学和学生学习的补充、参考资料。
实训教学：在教学中为使学生能很好的理解、掌握冶金设备的相关知识，安排学生进入冶金工厂进行生产实习，让学生由抽象到具体的认识。
能使学生较好地掌握基本的冶金设备知识，在实践中得到锻炼。
（四）教学重点与难点1、教学重点（1）耐火材料与保温材料的性能及作用、燃料及燃烧计算；（2）焙烧设备中的回转窑、沸腾炉和烧结机；（3）熔炼设备中的竖炉、熔池熔炼设备、塔式熔炼（精炼）设备；（4）融盐电解槽中的铝电解槽。
《冶金工程概论》课程大纲
东北大学本科课程教学大纲课程名称：冶金工程概论开课单位：材料与冶金学院制订时间：2004年3月修订时间：2013年3月《冶金工程概论》课程教学大纲一.课程基本信息二.内容结构基于《冶金工程概论》课程性质，依照东北大学冶金人才培养目标，设计《冶金工程概论》课程内容，共6章、24学时（其中2学时“职业发展规划”内容，此处未列入），具体分配如下：第一章走进冶金行业（4学时），介绍冶金行业的特点及培养冶金人才知识结构，介绍钢铁生产的现状、最新前沿研究及热点问题，介绍冶金史、历史重要人物及事件。
本章的主要内容结构为：1.1 冶金专业的选择与设置1.1.1我们为什么选择冶金专业1.1.2 为何设置冶金专业1.1.3 合格的冶金工程师是什么样1.2 怎样走进冶金领域1.2.1 我们怎样走进冶金领域1.2.2 在冶金领域我们应该做什么1.3 学习冶金的任务及目的1.4 冶金史1.4.1 冶金工艺的发展历史：过去、现在、将来1.4.2 我国古代和当代钢铁冶金的地位第二章钢铁冶金概述（5学时），介绍钢铁冶炼的基本原理、工艺流程、主要设备及新一代钢铁冶金流程。
本章的主要内容结构为：2.1 钢铁冶金流程概述2.1.1 高炉炼铁-转炉炼钢流程2.1.2 废钢电炉炼钢流程2.1.3 非高炉-电炉炼钢流程2.2 高炉炼铁2.2.1 高炉炼铁基本任务2.2.2 高炉炼铁系统2.2.3 高炉内的主要物理化学过程2.3 铁水预处理2.3.1 铁水预处理基本任务2.3.2 铁水预处理设备及处理剂2.4 转炉炼钢2.4.1 转炉炼钢基本任务2.4.2 转炉内的主要物理化学过程2.5 电炉炼钢2.5.1 电炉炼钢基本任务2.5.2 电炉内的主要物理化学过程2.6 炉外精炼2.6.1 炉外精炼基本任务2.6.2 炉外精炼方式及设备2.7 连铸2.7.1 连铸基本任务2.7.2 连铸设备2.8 新一代钢铁冶金流程2.8.1 什么是冶金流程工程学2.8.2 新一代钢铁厂设计理念及方法2.9 非高炉炼铁工艺2.9.1 开发非高炉炼铁工艺的必要性（驱动力）2.9.2 直接还原工艺的分类2.9.3 我国非高炉炼铁的发展前景第三章有色冶金概述（4学时），介绍有色冶金工业发展历程及成就，介绍铝、铜、锌、稀土等冶炼原理、主要设备、工艺特点等。
火法冶金技术
火法冶金技术1. 简介火法冶金技术是一种利用高温和氧化反应来提取金属的工艺方法。
它是人类历史上最早发展起来的冶金技术之一，广泛应用于矿石的提炼和精炼过程中。
通过控制反应条件和处理原料，火法冶金技术能够将金属从其氧化物中还原出来，并获得高纯度的金属产品。
2. 原理火法冶金技术基于氧化还原反应原理，通过加热和氧化作用将金属从其氧化物中分离出来。
一般而言，该过程包括以下几个步骤：2.1 矿石预处理在进行火法冶金之前，通常需要对矿石进行预处理。
这包括去除杂质、粉碎、浸泡等步骤，以便提高冶炼效率和产品质量。
2.2 矿石焙烧焙烧是火法冶金过程中的关键步骤之一。
在焙烧过程中，将粉碎后的矿石加热至一定温度，使其发生物理和化学变化。
焙烧可以去除矿石中的水分、二氧化碳等挥发性成分，并将金属氧化物转化为更易于还原的形式。
2.3 还原反应在焙烧后，矿石中的金属氧化物被转化为相应的金属还原物。
在高温下，通过加入还原剂或控制气氛中的气体成分，可以促进金属氧化物与还原剂之间的反应，将金属从其氧化物中还原出来。
2.4 精炼和提纯通过火法冶金技术获得的金属通常需要进一步精炼和提纯，以去除残留的杂质和提高产品纯度。
这可以通过电解、溶解、萃取等方法实现。
3. 应用领域火法冶金技术在多个领域得到了广泛应用：3.1 铁冶炼火法冶金技术最早应用于铁冶炼过程中。
利用高温和还原剂（如木炭）进行冶炼，将铁从铁矿石中提取出来。
这种方法被称为高炉冶炼，是现代钢铁工业的基础。
3.2 铜冶炼火法冶金技术也广泛应用于铜冶炼过程中。
通过高温和还原剂将铜从其硫化物或氧化物中还原出来，得到纯铜产品。
这种方法被称为火法精炼，是铜工业的重要组成部分。
3.3 锌、铅等有色金属冶炼除了铁和铜，火法冶金技术还被应用于锌、铅等有色金属的冶炼过程中。
通过控制反应条件和处理原料，可以将锌、铅等金属从其硫化物或氧化物中还原出来，并获得高纯度的金属产品。
4. 发展趋势随着科学技术的进步，火法冶金技术也在不断发展和改进。
国家职业资格培训教程-----火法冶炼工
国家职业资格培训教程-----火法冶炼工国家职业资格培训教程-----火法冶炼工基础知识1、重有色金属基础知识1.1 主要几种金属的性质1.1.1铜的性质1.1.2镍的性质1.1.3铅的性质1.1.4锌的性质1.1.5锡的性质1.1.6其他金属的性质1.2 主要几种金属的主要化合物性质 1.2.1铜的主要化合物性质1.2.2镍的主要化合物性质1.2.3铅的主要化合物性质1.2.4锌的主要化合物性质1.2.5锡的主要化合物性质 1.2.6其他金属的主要化合物性质1.3 主要几种金属的用途及产销1.3.1铜的用途及产销1.3.2镍的用途及产销1.3.3铅的用途及产销1.3.4锌的用途及产销1.3.5锡的用途及产销1.3.6其他金属的用途及产销1. 4主要几种金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.1铜的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.2镍的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.3铅的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.4.4锌的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.5锡的矿物、矿石及精矿的组成和分类 1.4.6其他金属的矿物、矿石及精矿的组成和分类1.5主要几种金属的冶炼方法1.5.1铜的冶炼方法1.5.2镍的冶炼方法1.5.3铅的冶炼方法1.5.4锌的冶炼方法1.5.5锡的冶炼方法1.5.6其他金属的冶炼方法2、重有色金属冶金原理基础知识 2.1冶金炉渣基础知识2.2化合物的离解,生成反应基础知识 2.3氧化物的还原反应基础知识2.4硫化矿的火法冶金基础知识2.5粗金属的火法精炼基础知识3、安全与卫生知识3.1安全基础知识3.2劳动保护基础知识3.3环境保护基础知识4、设备、设施维护基础知识4.1冶金炉窑及设施维护基础知识4.2机电设备维护基础知识4.3耐火材料基础知识5、ISO9000:2000质量管理体系基础知识5.1基础与术语基础知识5.2生产和服务提供中相关知识和意识6、相关法律、法规基础知识6.1劳动法的相关知识6.2产品质量法的相关知识6.3环境保护法的相关知识 6.4安全生产法的相关知识初级1、开炉(分金属、分炉型) 1.1开炉准备开炉准备的意义及目的。
物料干燥技术培训课程
物料干燥技术培训课程物料干燥技术培训课程将为学员们提供全面了解和实践操作物料干燥技术的机会。
此课程旨在培养学员们在工业和制造领域中使用干燥技术的能力和技巧，从而提高生产效率和产品质量。
课程内容将涵盖以下主题：1. 物料的干燥基础知识：学员们将学习干燥的定义、原理和目的。
他们将了解不同类型的物料干燥方法，并探讨每种方法的优缺点。
2. 干燥设备和工具：学员们将熟悉常见的物料干燥设备，包括热空气干燥机、真空干燥机和冷冻干燥机。
他们将学习如何选择适合特定物料的干燥设备，并了解如何正确操作和维护这些设备。
3. 干燥过程控制：学员们将学习如何控制干燥过程中的温度、湿度和风速等参数。
他们将了解如何使用传感器和仪器监测和调整干燥过程，并了解常见问题的处理方法。
4. 物料干燥的应用：学员们将了解物料干燥技术在不同行业中的应用，例如食品加工、化工、制药和纺织等。
他们将学习如何根据不同的应用需求调整干燥参数，并了解干燥过程对产品质量和安全性的影响。
5. 实践操作和案例分析：学员们将有机会亲自操作干燥设备，并应用所学知识解决实际问题。
他们将参与案例分析，分析干燥过程中可能出现的常见问题和解决方案。
通过完成此课程，学员们将能够：- 理解物料干燥技术的基本原理和应用- 选择和操作适合不同物料的干燥设备- 控制干燥过程中的温度、湿度和风速等参数- 解决干燥过程中可能出现的问题- 在不同行业中应用物料干燥技术，提高生产效率和产品质量此课程适用于那些在工业和制造领域从事干燥技术工作或有兴趣了解该领域的人士。
无论是初学者还是有经验的专业人士，都将从中受益，并增强自己在工作中的竞争力。
物料干燥技术是工业和制造领域中一个重要的环节，对于产品的生产效率和质量起着至关重要的作用。
因此，对于工程师和从业人员来说，掌握物料干燥技术是非常重要的。
本文将继续探讨物料干燥技术培训课程的相关内容，以帮助学员深入了解干燥过程的各个方面。
6. 干燥参数的优化：学员们将学习如何根据不同物料的特性和要求来优化干燥参数，以提高干燥效率和产品质量。
工业分析技术专业《项目四 干燥操作技术 学习指南-0606 干燥器的操作》
工程四枯燥操作技术任务六枯燥器的操作一、典型枯燥器的操作根据被枯燥物料的形、状物理性质、热能的用不同类型的枯燥设备。
（一）流化枯燥器的操作开车前准备11设备检查由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪表、电气、照明、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。
12设备吹扫根据流程，由风机C501鼓入新鲜空气，经过加热器，流化床枯燥器，旋风别离器从阀门9排空，在阀门9的出口处，设有白布或涂有白油漆的靶板检查，5分钟内靶板上无铁锈、泥土或其他脏物即为合格。
13设备试漏开风机C501鼓入新鲜空气，经加热器，流化床枯燥器，旋风别离器从阀门9排空，再开风机C502鼓入新鲜空气，经过流量计、止回阀与C501来的空气混合。
开球阀10，关闭球阀9，通过肥皂泡逐个检测各个元器件连接处是否密封。
14单体设备试车启动风机〔两个风机〕及进料器电机，连续运转10分钟，运转平稳无杂音即可，试车过程中假设发现不正常的声响或其他异常情况时，应停车检查原因，并消除后再试。
15配好湿物料〔以732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为物料〕，湿含量在30％～40％左右。
2 开车21调节系统各设备、阀门处于正常开车状态1全开阀4、阀6、阀7、阀8、阀9、阀10、阀11。
2全关阀1、阀2、阀3、阀5。
3关闭鼓风机旁路阀〔阀1〕，微开回流阀〔阀2〕，全开电动调节阀旁路阀〔阀4〕。
22启动鼓风机、抽风机，调节空气流量，将空气送入流化床枯燥器。
23回流气体流量稳定启动电加热器，调节热空气温度至工艺指标要求。
24温度稳定后，开启进料器开关，调整进料速度〔根据出口差压〕，分析初始物料水分含量。
25湿空气从流化床顶部经旋风别离、过滤后排出。
26枯燥物料进入产品收集器，取样分析物料水分含量。
27调节抽风机出口阀2，以控制回流气体流量，控制进流化床气体湿度。
28改变各工艺指标，观测、记录不同条件下枯燥过程。
3 正常操作保证操作过程中进风温度、风量、压降稳定，确保产品湿度稳定。
工业分析技术专业《项目四 干燥操作技术 学习指南-0601 干燥基本知识》
工程四枯燥操作技术任务一枯燥根本知识一、枯燥枯燥是指在化学工业中，常指借热能使物料中水分(或溶剂)气化，并由惰性气体带走所生成的蒸气的过程。
在化工、制药、纺织、造纸、食品、农产品加工等行业，常常需要将固体物料中的湿分除去，以便于贮藏、运输及进一步加工，到达生产规定的要求。
(例如一级尿素成品含水量不能超过0.5%，聚乙烯含水量不能超过0.3%)对流枯燥过程中，物料外表温度θi低于气相主体温度t，因此热量以对流方式从气相传递到固体外表，再由外表向内部传递，这是个传热过程；固体外表水气分压Pi高于气相主体中水气分压，因此水气由固体外表向气相扩散，这是一个传质过程。
可见对流枯燥过程是传质和传热同时进行的过程，见图1-2。
图1-1 对流枯燥流程示意图二、固体物料的去湿方法除去固体物料中湿分的方法称为去湿。
去湿的方法很多，其中用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，除去固体物料中湿分的操作，称为固体的枯燥。
工业上枯燥有多种方法，其中，对流枯燥在工业上应用最为广泛。
1.机械别离法 即通过压榨、过滤和离心别离等方法去湿。
这是一种耗能较少、较为经济的去湿方法，但湿分的除去不完全，多用于处理含液量大的物料，适于初步去湿。
2.吸附脱水法 即用固体吸附剂，如氯化钙、硅胶等吸去物料中所含的水分。
这种方法去除的水分量很少，且本钱较高。
3.枯燥法即利用热能，使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。
按照热能供应湿物料的方式，枯燥法可分为：〔1〕传导枯燥热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相(又称枯燥介)质)带走，或用真空泵排走。
例如纸制品可以铺在热滚筒上进行枯燥。
〔2〕对流枯燥使枯燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式参加物料，产生的蒸汽被枯燥介质带走。
〔3〕辐射枯燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料外表，被物料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。
例如用红外线枯燥法将自行车外表油漆枯燥。
〔4〕介电加热枯燥将需要枯燥电解质物料置于高频电场中，电能在潮湿的电介质中变为热能，可以使液体很快升温气化。
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火法冶金设备
第四章, 第四章,干燥工程基础
干球温度,湿球温度, 干球温度,湿球温度,露点
干球温度t℃ 用一般温度计测出来的空气温度. 干球温度 ℃:用一般温度计测出来的空气温度. 湿球温度t 用湿球温度计( 湿球温度 w℃:用湿球温度计(温度计的测温头用湿 布包裹)测出来的空气温度. 布包裹)测出来的空气温度. *水汽化的潜热和升温显热来自空气温度降低的显热. 水汽化的潜热和升温显热来自空气温度降低的显热. 水汽化的潜热和升温显热来自空气温度降低的显热 在空气—水汽系统中,湿球温度的数值与绝热饱 在空气 水汽系统中, 水汽系统中 和温度值相近, 和温度值相近,则可认为这两者的值近似相等露点 td.p℃:湿空气湿含量保持不变,并使其冷却达饱和状 湿空气湿含量保持不变, 态( =100%)时,开始有露水凝结的温度. ) 开始有露水凝结的温度. 在未饱和的空气中: > 在未饱和的空气中:t>tw>td.p 在饱和的空气中: = 在饱和的空气中:t=tw=td.p
火法冶金设备 第四章, 第四章,干燥工程基础
1.1.2 焓湿图
火法冶金设备
第四章, 第四章,干燥工程基础
1.2 干燥计算
1.2.1 确定干燥介质的状态参数
例如:已知湿空气的 例如 已知湿空气的t=45℃,=60%;求:I1,X1,tw,td.p,pw. 已知湿空气的 ℃ 求 热含量I 图上找到t=45 ℃和=60%两线的交点 过A点作平 两线的交点A;过 点作平 解:1.热含量 1:在I—X图上找到 热含量 在 图上找到 两线的交点
=1216kJ㎏-1(水),则
′ = I = 112 1216 /100 = 100kJ kg 1 I2 1 ( 干空气 ) l
火法冶金设备 第四章, 第四章,干燥工程基础
⑤由I2′=100kJkg-1(干空气)等热含量
线与X2ˊ=0.02kg(水)㎏-1(干空气)等湿含 量线相交于C1点,连接B,C1与t2=60℃ 等温线相交于C点,C点即为离开干燥 器的空气状态点,读得: X2=0.017kg(水)㎏-1(干空气) I2=104kJ㎏-1(干空气). ⑥蒸发1㎏水所需要的干空气量为
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[例题4-1] 例题4
某干燥器每小时的产量G 某干燥器每小时的产量 1=100㎏,湿物料进 ㎏ 湿物料进 入干燥器时的相对水分v1=20%,离开干燥器的相 入干燥器时的相对水分 , 对水分v 对水分 2=2%.以空气为干燥介质,冷空气进预 .以空气为干燥介质, 热器的温度t0=20℃,相对湿度0=70%;经预热 热器的温度 ℃ 相对湿度 ; 器加热至t 器加热至 1=85℃;离开干燥器的 2=60℃.干燥 ℃ 离开干燥器的t ℃ 器内各项热损失( 器内各项热损失(qm+qc+q1)=1300kJkg-1(水). 水 用I-X图计算干燥所需要的空气量和消耗的热量. 图计算干燥所需要的空气量和消耗的热量. 图计算干燥所需要的空气量和消耗的热量
第四章, 第四章,干燥工程基础
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空气的热含量I(kJ):
指湿空气中1kg干空气的热焓和水蒸气的热焓量之和. 干空气的热焓和水蒸气的热焓量之和. 指湿空气中 干空气的热焓和水蒸气的热焓量之和 (起始温度为0℃) 起始温度为 ℃ t 0℃时,1kg干空气的热含量 a(kJ):Ia=1×Cat 干空气的热含量I : × 干空气的热含量 Ca:干空气的平均比热容 干空气的平均比热容kJ/kg ℃ Ca≈1.0 kJ/kg ℃ 1kg水蒸气的热含量 w(kJ):Iw=1×2490+1×1.93t 水蒸气的热含量I 水蒸气的热含量 : × × 2490: 0℃时水的汽化潜热 : ℃时水的汽化潜热kJ/kg(水蒸气 水蒸气) 水蒸气 1.93:水蒸气的平均比热容kJ/kg ℃ 水蒸气的平均比热容 水蒸气的平均比热容 湿含量为X的湿空气的热含量 湿含量为 的湿空气的热含量:I= Ia+ IwX=(1+1.93X)t+2490X 的湿空气的热含量
行于等I线的直线交于 1,使AI1线交纵坐标得I1, 行于等 线的直线交于AI 线交纵坐标得 线的直线交于
读得I 读得 1=142kJ/kg. .
2. 湿含量 1:过A点平行于等 线,作直线 1,使AX1线交水平坐标得 湿含量X 过 点平行于等 点平行于等X线 作直线 作直线AX 使 X1,
读得X 干空气) 读得 1=0.037kg/kg(干空气 干空气
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见图2 解:见图2-1-6.
①由t0=20℃,0=70%, 得空气状态点A,读得: X0=0.01kg(水)kg-1(干空气), I0=45kJ(水)kg-1(干空气). ②由A点沿等湿含量线 X0=X1向上与t1=85℃等温 线相交得B点,读得: I1=112kJkg-1(干空气).
图2-1-4 实际干燥器过程热平衡示意图
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根据热平衡原理(热收入=热支出) 根据热平衡原理(热收入=热支出)
干燥器热平衡式为: 干燥器热平衡式为: qa+qw+qs=qg+qm+qc+q1
式中各项热量符号代表的意义见图2-1-4,单位为 ㎏-1(水). 式中各项热量符号代表的意义见图 单位为kJ㎏ 单位为
炉料中不产生液相,物料呈散状固体, 炉料中不产生液相,物料呈散状固体,不产生 化学反应,产生大量水蒸汽. 化学反应,产生大量水蒸汽. 温度较低;炉温均匀;炉气与物料接触良好. 温度较低;炉温均匀;炉气与物料接触良好. 回转窑,流态化焙烧炉,各种干燥器. 回转窑,流态化焙烧炉,各种干燥器. 在冶金物料的熔炼过程中, 在冶金物料的熔炼过程中,干燥是一个非常 重要,必不可少的过程;掌握干燥理论, 重要,必不可少的过程;掌握干燥理论,应用干燥 理论,将会使我们能够更好的选择干燥设备, 理论,将会使我们能够更好的选择干燥设备,控制 好干燥工艺及技术经济指标. 好干燥工艺及技术经济指标.
考虑到qa=lI1,qg=lI2,将上式移项整理后,得: 考虑到 将上式移项整理后, l(I1-I2)=(qm+qc+q1)-(qs+qw) 式中右边第一项为热量损失, 式中右边第一项为热量损失,第二项为补充 即是蒸发1kg水需要 热量,两者之差为l(I1-I2)即是蒸发 即是蒸发 水需要 热量,两者之差为 向干燥器内供给的热量.如果用符号△表示,则 向干燥器内供给的热量.如果用符号△表示, △=l (I1-I2)
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③由B点沿等热含量线I1向下与t2=60℃ 等温线交于C0点,读得: X2=0.02kg(水)kg-1(干空气)
1
,
则
1 kg( 干空气) kg (水)
1 l= = = 100 ′X 0.02 0.01 X2 0
④△=(qm+qc+q1)-qw =1300-1×20×4.187
X= 式中 Mw = 18 水蒸气的质量 mw nw Mw = = 干空气的质量 ma na Ma Ma = 29 nw = pw p总 na = pa p总
ρ ρ
0<<100% 100%
w s
× 100%
1 l = x
?
p总 = pa + pw
∴
pw 18× p总 pw pw = 0.622× = 0.622× X= pa pa p总 pw 29× p总
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1.1 湿空气的性质和焓湿图
1.1.1 湿空气的性质 将湿空气看成理想气体 湿空气的性质:(将湿空气看成理想气体 将湿空气看成理想气体) 空气的绝对湿度(ρ : 空气的绝对湿度 ρw):
水蒸气的质量 ρw = 1m3湿空气
kg m
3 湿空气
当湿空气和水处于平衡状态时, 当湿空气和水处于平衡状态时,水蒸气的分压等 于饱和空气中水蒸气的分压p 于饱和空气中水蒸气的分压 s,此时空气的绝对 湿度称为饱和绝对湿度ρ 湿度称为饱和绝对湿度ρs:
每小时需要的湿空气体积V 为 每小时需要的湿空气体积 0′为
⑩每小时需的热量Q为 Q=Mq=18×9574=172260kJh-1 每小时需的热量 为
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′ = L′ = 2600 = 2011m3 h 1 V0 ρ 1.293
作 业
4-1 已知湿空气的总压力为 已知湿空气的总压力为101.3kNm-2,温 温 度为30℃ 湿度为0.024kgkg-1绝干气, 绝干气, 度为 ℃,湿度为 试计算湿空气的相对湿度,露点, 试计算湿空气的相对湿度,露点,绝热 饱和温度,焓和空气中水气的分压. 饱和温度,焓和空气中水气的分压. 4-2 利用湿空气的I-X图,求习题2-1-1中的 利用湿空气的 图 求习题 中的 湿空气状态点和有关的参数. 湿空气状态点和有关的参数.
l=
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1 1 = = 143kg干空气 kg 水1 X 2 X 1 0.017 0.01
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蒸发1kg 1kg水所消耗的热量为 ⑦蒸发1kg水所消耗的热量为
1 I1 I 0 112 45 q = l ( I1 I 0 ) = = = 9570kJ kg水 X 2 X 1 0.017 0.01
每小时水分蒸发量M为 ⑧每小时水分蒸发量 为
M=G1×(v1-v2)=100×(0.20-0.02)=18kg水h-1
每小时需要的干空气量L为 ⑨每小时需要的干空气量 为
L=Ml=18×143=2574kg(干空气)h-1
每小时需要湿空气L′为 每小时需要湿空气 为
L′=L(1+X0)=2574(1+0.01)=2600kg(湿空气)h-1