干燥概述 干燥介质的性质
木材干燥学知识要点归纳(打印版)
木材干燥学知识要点归纳第一章一、填空1•木材干燥是指在热力作用下以蒸发或沸腾的汽化方式排出水分的处理过稈2•木材干燥研究的对象为锯材干燥，研究内容主要包括木材干燥介质.木材的干燥特性及干燥过程中的热、质传递规律，木材干燥设备、、工艺及干燥室的设计。
因此木材学是一门综合木材学、热工、机械、建筑、控制等多科性的应用科学。
3.木材干燥的的原则是在确保干燥质量、节能、环保以及低成本的前提下尽可能提高木材的干燥速度。
4.木材干燥的任务是排除木材中多余的水分，以适应不同的用途和质量要求。
5.木材干燥的基本原理就是利用木材含水率梯度、温度梯度和水蒸气压力梯度，促使水分以液态和气态两种形式连续地由木材内部向表面移动,并通过木材表面向干燥介质蒸发,内部的水分移动速度与表面的水分蒸发强度协调一致，使木材由表及里均衡地变干。
二、木材干燥可以从很多方面提高木材的使用性能，主要有哪几点？1、可以提高木材和木制品的力学强度、胶结强度以及表面装饰质量，改善木材的加工性能。
2、可以提高木材和木制品形状尺寸稳定性，防止木材干裂。
3、可以预防木材的变质和腐朽，延长木制品的使用寿命。
4、减轻了木材的质量，有利于提高车辆的运载能力。
5、可以提高木材的热绝缘性和电绝缘性三、1.木材的干燥方法可分为大气干燥和人工干燥两大类2.大气干燥简称气干，是自然干燥的主要形式，分为自然气干的强制气干两种3、简述9种人工干燥的方法和种类名称:如常规干燥、高温干燥、除湿干燥、太阳能干燥、高频干燥与微波干燥、真空干燥、远红外干燥、压力干燥、溶剂干燥第二章一、什么叫干燥介质？p26干燥介质的三个作用是什么？p21干燥介质是在干燥过程中能将热量传给木材，同时将木材中排除的水蒸气带走的媒介物质干燥介质的作用:1、能将热量传递给木材2、吸收木材蒸发出来的水蒸气3、将多余的水蒸气排到室外去二、常压过热蒸气在干燥室友是怎样形成的？形成过程主要分为两个阶段形成:1、当木材刚放进干燥室时，木材中含有水分，干燥室中的加热器开始对木材加热，木材开始蒸发，变为水蒸气2、干燥室中的加热器继续加热，当空气中的相对湿度达到100%，水蒸气的温度达到1OO o C时不饱和蒸气变为饱和蒸气，气流循环，此时再将加热器中的阀门开大，干燥室的温度继续升高，蒸气由饱和状态过渡到常压过热状态三、湿空气、常压过热蒸气的性质及各种名解。
干燥的概述
书山有路勤为径，学海无涯苦作舟干燥的概述在矿物材料合成过程中，原料或半成品中常含有高于工艺要求的水分，如有些天然矿物原料如粘土、石英等常含有水分而不好加工，需要烘干;湿法加工时常常要往原料中加水制成浆料，各种浆料都要脱水烘干;有些成型方法要在粉料中加水方能完成(如可塑成型和注浆成型〕成型后的制品必须经过干燥，脱去其中的部分水分，以满足合成工艺的要求，然后才能进行加热固化。
干燥是借助热能使物料中的水分汽化，并由干燥介质带走的过程。
这个过程是物料和干燥介质之间的传热传质过程。
对注浆成型的成型体来说，干燥过程尤显重要。
虽然对于不同材料的成型体，其干燥的对象和水分高低不一定相同，但都是要从物料和制品中除去水，所以，就有共同的作用原理，如热量的传递、水分的蒸发、加热方式、空气温度和流速对水分蒸发的影响，干燥过程中成型体的收缩等。
表4-9-11 为水与物料的结合形式。
脱水的方法一般有3 种。
一是根据水和物料的密度不同实现重力脱水; 二是用机械的方法实现脱水;三是用加热的方法使物料的水分蒸发，达到脱水的目的。
用加热的方法达到除去物料中部分物理水分的过程称之为干燥，也叫烘干。
浆料的脱水通常采用重力或机械脱水的方法或喷雾干燥的方法来进行;含水物料和成型体的脱水通常是用干燥的方法来完成。
在成型体中，颗料与颗粒间形成空隙。
这些空隙形成了毛细管状的支网，水分在毛细管内可以移动。
在干燥过程中，成型体与介质之间同时进行着能量交换与水分交换两个作用，成型体的水分蒸发并被介质带走，同时降低了成型体表面的水分浓度，此时表面水分浓度与内部水分浓度形成了一定的湿度差，内部水分就会通过毛细管作用扩散到表面。
直到成型体中所有表面吸附水。
化工原理-干燥章节word版
第六章干燥第一节概述在化工生产中有许多原料、半成品或产品是固体物料。
固体物料在去湿前与湿分(水或其它液体，多为水分)形成悬浮液、糊状体或胶状物。
为了使这些物料便于进一步的加工、运输和使用，往往需要将湿分从物料中除去，这种除去湿分的操作称为去湿。
例如：药物，食品中去湿，以防失效变质，中药冲剂，片剂，糖，咖啡等去湿(干燥) 塑料颗粒若含水超过规定，则在以后的注塑加工中会产生气泡，影响产品的品质。
一、工业去湿方法1、机械脱水：沉降或过滤，该法实质上是固、液相的分离过程。
湿分不发生相变，能耗少，费用低，但湿分去除不彻底，只适用于物料间大量水分的去除，一般用于初步去湿，为进一步干操作准备。
2、物理除湿：用吸湿性较强的化学药品(如无水氯化钙、苛性纳等)或吸附剂(如分于筛、硅胶等)来吸收或吸附物料中水分，该法适用于除少量湿分。
3、干燥：通过加热汽化去除湿分。
借助于热能，使物料中的湿分汽化，并将产生的蒸汽加以排除或带离物料。
去湿过程中湿分发生相变，耗能大，费用高，但湿分去除较为彻底，可去除物料表面以致内部的湿分。
通常的做法是先采用机械脱水除去大部分水分，再用干燥的方法将物料中少量的水分除去以达到产品的要求。
因此，干燥技术在工业上得到广泛的应用。
二、干燥过程分类1、按操作压强来分：（1）常压干燥：多数物料的干燥采用常压干燥（2）真空干燥：适用于处理热敏性，易氧化或要求产品含湿量很低的物料（实验室用的真空干燥箱、真空干燥器）2、按操作方式来分：（1）连续式：湿物料从干燥设备中连续投入，干品连续排出特点：生产能力大，产品质量均匀，热效率高和劳动条件好。
（2）间歇式：湿物料分批加入干燥设备中，干燥完毕后卸下干品再加料如烘房，适用于小批量，多品种或要求干燥时间较长的物料的干燥。
3、按供热方式来分：分为传导干燥，对流干燥和辐射干燥传导干燥：热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料，使其中的水分汽化，然后，所产生的蒸汽被干燥介质带走，或用真空泵抽走的干燥操作过程。
固体物料干燥——干燥介质性质确定
pw 100% ps
相对湿度代表湿空气的不饱和程度，φ愈低，表明该空气 偏离饱和程度越远，干燥能力越大。φ=1，湿空气达到饱 和，不能作为干燥介质。
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pw pw 100% 代入 H 0.622 将 P pw ps
273 t 1 H VH 22.4 273 29 18
273 t 0.772 1.244 H 273
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（三）湿空气的热参数
1、比热
cH
kJ/(kg 干气K)
常压下，将湿空气1Kg绝干空气及相应水汽的温度升高 （或降低）1℃所需要（或放出）的热量，称为湿比热。
水向空气 主体传递
自身降温， 吸热
水温不下降， 达到平衡
N kH (H w H ) A
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Q A(t t w ) Q Nrw
tw t
k H rw
(H w H )
对于空气~水蒸气系统而言
kH
1.09
t w f t , H
与水的初始状态无关
(四)湿空气的温度
1）干球温度 t 用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2）湿球温度
tw
湿球温度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达 到平衡或稳定时所显示的温度。
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t
tw
水
大量的 湿空气 t, H
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tw
水
大量的 湿空气
t, H t Q, N,kH
表面水的 分压高
3、绝热饱和冷却温度 t as
天津大学版《化工原理》课件
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§8-1干燥介质的性质及湿焓图
焓
kJ/kg
绝 干 气
=100% tas
水 气 分 压
kPa
H
kg水/kg绝干气
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
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§8-1干燥介质的性质及湿焓图
焓
kJ/kg
绝 干 气
=100%
水 气 分 压
kPa
H
kg水/kg绝干气
化工原理 干燥
材料与化学工程学院 化学工程教研室
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§8-1干燥介质的性质及湿焓图
焓
kJ/kg
=100%
水 气 分 压
kPa
绝 干 气
H
化工原理 干燥
kg水/kg绝干气
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材料与化学工程学院 化学工程教研室
§8-2 干燥过程的物料衡算和热量衡图
对于空气-水系统：
p H 0.622 P p
Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96 kg/kmol 总压一定时，湿气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
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§8-1干燥介质的性质及湿焓图
ps 饱和湿度 H s 0.622 P ps
H 0 H1 H 1 H 0 ( 1 ) H 1 0.05362kg( 苯 ) kg( 绝干氮气) H0
化工原理 干燥 材料与化学工程学院 化学工程教研室
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§8-1干燥介质的性质及湿焓图
ps|T 283 K Mv H 1 H s|T 283 K H 1 M g P ' ps|T 283 K 2788.51 ps|T 283 K exp( 20.7936 ) 6.05kPa 283 52.36 P ' 320.4kPa
第7章-干燥-1-干燥概述、干燥介质及湿度图
H
A
B C t t
(a)加热过程
(b)冷却过程
=100% B
H
绝热饱和线 A
t
(c) 绝热增湿、降温过程
-------杠杆原理
H
AC CB
=100% B
HB
C
A
D E
HA
t
(d)两股湿空气的混合
LB H C H A t C t A AD LA H B H C t B t C DE
r0 tas t H as H cH
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
td
不饱和湿空气性质：p、H、pw、、cH、IH、t、tW、tas、td
自由度数 F C 2 2 1 2 3
例题：常压下，某湿空气的温度为30 oC，pw=3.33 kPa，求 湿含量H，相对湿度φ、湿比热容、湿空气的焓及露点。
体积/m3kg-1
H 0.773 1.244H S
湿度/kg· kg-1
1.1
干空气比容线
1.0 0.9 0.8 0.7 0 10 20 30 40 50 60 70
a 0.773
273 t 273
绝热饱和（冷却）线
0.06
I H 1.01 1.88H t 2492H 0.04
三、 湿度图
湿比热容CH/kcal· kg-1· K-1
0.22 0.25 0.28 0.31 0.34 0.37 0.40 0.43 0.47
等线
饱和比容线
S
1.3 1.2
湿比热线
c H 1.01 1.88H
ps H 0.622 p ps
木材干燥学 第三章 干燥介质与载热体
热空气的传热作用
3.2 湿空气
湿空气是指含有水蒸气的空气。湿空气中的水蒸气在一定条 件下会发生集态变化，可以凝聚成液态或固态。
3.2.1 湿空气的性质
是干空气和水蒸气的混合物，干空气主 要是由N2、H2、O2、CO2、CO等和微量稀 有气体组成，组成气体之间不发生化学反应， 通常这些气体远离液态，可看作理想气体； 湿空气中水蒸气含量很少，水蒸气分压力很 低(0.003MPa～0.004MPa)，其相应饱和温度 低于当时空气温度，湿空气中水蒸气一般都 处于过热状态，很接近理想空气性质。
ρv =mv /V= pv /RgvT
mv ---湿空气中水蒸气质量；V ---湿空气容积； Rgv ---水蒸气气体常数；pv ---湿空气中水蒸气分压力。
※绝对湿度只说明湿空气中所含水蒸气 的多少，不能表明湿空气所具有的吸 收水分的能力大小。 ※饱和湿空气的绝对湿度又称为湿容量 ，用ρs表示。
研究处于大气压力(Pb)或低于大气压力 下工程中的湿空气时，可做如下假设：
（1）将湿空气这种气相混合物作为理 想气体处理； （2）干空气不影响水蒸气与其凝结相 的相平衡，相平衡温度为水蒸气分压力 所对应的饱和温度； （3）当水蒸气凝结成液相水或固相冰 时，其中不含有溶解的空气。
湿空气的讨论和计算可遵循理想气体规律，其状 态参数间的关系用理想气体状态方程式(克拉贝龙状态 方程)表述，即
a)等d线，b)等h线， c)等t线 ，d)等φ线，e) 水蒸气分压力线 。
通过h-d图查得的参数则满足不了要求，这时往往通过湿空气热力性质表附录4来 查得相对精确一些的参数值。
3.2.4 湿空气的基本热力过程
（1）加热冷却过 程
湿空气加热，湿含 量d保持不变，在h-d图上 过程沿等d线方向上下移动。 加热中湿空气温度升高， 焓增加，相对湿度减小， 为图中的1→2。冷却过程 相反，为图中的1→2′。 过程中吸热量(或放热量) 等于焓的增量，即
制剂技术与设备-第四章第三节 干燥
（二）干燥速率及其影响因素
恒定干燥情况下的干燥速率曲线
干燥速率及其影响因素
从干燥速度曲线可以看出： 预热阶段 ：AB段为物料预热段，随着物料温度的升高，
干燥速度升高。时间短，在干燥计算中可以忽略不计。
恒速干燥阶段 ： BC段是恒速干燥阶段 降速干燥阶段 ：干燥曲线上的转折点（C点）称为临界
2.分类
（按流化 床结构分）
沸腾干燥设备
沸腾干燥设备
沸腾干燥设备
卧室多室沸腾干燥的操作：
1）开启进风阀门，空气经滤过与预热分别通入各 室； 2）物料在第一室连续加料，物料由第一室逐渐向 第八室移动，干燥产品由第八室卸料口卸出； 3）取样进行判断； 4）关闭热源，停机。
冷冻干燥
1.原理：一种特殊的真空干燥方法。将被干燥的
喷雾干燥设备
结构：干燥塔、喷嘴、 空气加热器、鼓风机、 旋风分离器、干粉收 集器
喷雾干燥设备
喷嘴的三种类型： 压力式喷嘴：可用于浓溶液的干燥。 离心式喷嘴：适用性强，可用于混悬液、 粘稠料液的干燥。 气流式喷嘴：适用于粘度较大与含少量固体 微粒的料液。
喷雾干燥的工艺操作
热空气与料液接触的工艺过程有三种： 并流型：液滴与热风同向流动，适用于 热 敏性的物料；
三个阶段： 1）预冻：预冻是产品在冻结干燥之前,作为单独 的操作,用一般的冻结方法预先将产品冻成一定的 形状。 2）升华干燥：一次升华法；反复预冻升华法。 3）再干燥：除去残余水分。
其他干燥方法
红外线干燥 红外线照射而加热，波长范0.80∽1000μm； 0.72∽5.6μm近红外；5.6∽1000μm远红外。 优点：受热均匀、干燥快、质量好； 缺点：电能消耗大。
干燥概述 干燥介质的性质解读
（二）除湿：从湿固体物料中除去湿分（水或其他液体）的过程。按
其作用原理可分为：
1. 机械除湿：过滤、压榨、离心分离等。此法脱湿快且经济，但除湿程度低 。如离心分离后含水5~10%，板框压滤后含水50~60%（质量分数）；
2. 化学除湿：利用吸湿剂（如无水氯化钙、浓硫酸、分子筛等）除去气体、
液体或固体物料中少量的水分。此法费用高，只适用于少量物料的除湿； 3. 热能除湿：通过加热或冷冻，利用湿分在加热或冷冻过程中产生相变的物
（三）干燥
1. 传导干燥 2. 对流干燥 3. 辐射干燥 4. 介电加热干燥
2. t-H图的应用
（三）湿空气的 I-H 图及其应用 1. 湿空气的 I-H 图 2. H-I图的应用
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（四）对流干燥过程 （五）干燥操作的教学思路
2019/3/19
干燥概述及干燥介质的性质
一、概述
（一）热质同时传递的两种情况
汽化的水分返回气相。因此，塔下部过程的特点是：热、质反向传递，液相温度
变化和缓；气相温度变化急剧，水汽分压自下而上急剧上升，但气体的热焓变化 较小。
2019/3/19 干燥概述及干燥介质的性质 4/35
(2)塔上部。气温仍高于液温，传热方向仍然是从气相到液相，但气相中的水汽分 压与水的平衡分压的相对大小发生了变化。由于水温较低，相应的水的饱和蒸气
质量传递篇——固体干燥 第五十六讲 概述 干燥介质的性质
一、概述 （一）热质同时传递 （二）除湿 1. 机械除湿 2. 化学除湿 3. 热能除湿 二、干燥介质——湿空气的性质 （一）湿空气的状态参数 1. 湿度 2. 焓 3. 湿比容 4. 温度 （二）湿空气的 t-H 图及其应用 1. 湿空气的 t-H 图
化工原理干燥
化工原理干燥化工原理干燥是指利用热能将物料中的水分或其他挥发性成分蒸发或挥发出来的过程，是化工生产中常见的一种操作。
干燥是化工生产中非常重要的一环，它直接影响产品的质量和生产效率。
在化工生产中，干燥通常用于固体物料的处理，比如粉末、颗粒、块状物料等。
干燥的原理主要是通过加热，使物料中的水分或其他挥发性成分蒸发或挥发出来，从而使物料变得干燥。
在干燥过程中，除了加热外，通常还会利用空气或其他气体来帮助传递热量，加快物料中水分的蒸发速度。
化工原理干燥的方法有很多种，常见的有自然干燥、空气干燥、真空干燥、喷雾干燥、流化床干燥等。
每种干燥方法都有其适用的范围和特点，根据不同的物料和生产要求，选择合适的干燥方法非常重要。
在进行化工原理干燥时，需要考虑一些关键因素，比如物料的性质、干燥温度、干燥时间、干燥介质、干燥设备等。
物料的性质包括其初始水分含量、粒度、形状等，这些都会影响干燥的效果。
干燥温度和时间是直接影响干燥效果的因素，合理的温度和时间可以提高干燥效率，同时也要考虑避免物料过热或过干。
选择合适的干燥介质和干燥设备也是非常重要的，不同的介质和设备对干燥效果有着不同的影响。
化工原理干燥在化工生产中有着广泛的应用，比如在食品加工、药品生产、化肥生产、化工原料生产等领域都需要进行干燥操作。
通过合理选择干燥方法和控制干燥参数，可以提高产品的质量，降低生产成本，提高生产效率。
在进行化工原理干燥时，需要严格遵守操作规程，确保操作安全。
同时，也需要定期对干燥设备进行检查和维护，保持设备的正常运转。
只有在严格遵守操作规程和保持设备良好状态的情况下，才能保证干燥操作的顺利进行，确保产品质量和生产效率。
总之，化工原理干燥是化工生产中非常重要的一环，它直接影响产品的质量和生产效率。
通过合理选择干燥方法和控制干燥参数，可以提高产品的质量，降低生产成本，提高生产效率。
同时，严格遵守操作规程和保持设备良好状态也是确保干燥操作顺利进行的关键。
化工原理(少学时)课件考试重点例题与考试复习题及课后答案7.1干燥概述
按操作方式分
按供热方式分
对流干燥（直接加热干燥） 辐射干燥 介电加热干燥
根据供热方式不同，干燥可分为以下四种情况： 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。
对流干燥是传热、传质同时进行的过程，
但传递方向不同，是热、质反向传递过程： 传热 方向
推动力
传质 固 固 气
水汽分压差 Δ pv=pw-pv
气
温度差 Δ t=t-θ
干燥过程进行的必要条件： * 物料表面水汽压力大于干燥介质中水汽分压； * 干燥介质要将汽化的水分及时带走。
第七章
干燥Βιβλιοθήκη 在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混有大
量的湿分，将湿分从物料中去除的过程，称为去湿。
去湿的方法可分为以下三类： 机械去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。 吸附去湿：用于去除少量湿分。 热能去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中 的湿分的单元操作。
干燥过程的分类：
按操作压力分 常压干燥 真空干燥 连续式 间歇式 传导干燥（间接加热干燥）
干燥笔记
除湿方法：机械除湿，吸附除湿，加热除湿----干燥。
工业用：联合机械除湿和加热除湿。
干燥介质既是载热体又是载湿体，它将热量传给物料的同时把由物料中汽化出来的水分带走。
因此，干燥是传热和传质相结合的操作，干燥速率由传热速率和传质速率共同控制。
干燥操作必要条件：物料表面的水汽压强必须大于干燥介质中的水汽分压，两者差别越大，干燥操作进行的越快。
与气体的温度无关。
气体预热并不是干燥的充要条件，其目的在于加快湿份汽化和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。
干燥过程先传热再传质。
干燥过程推动力:传质推动力：物料表面水分压P 表水 > 热空气中的水分压P 空水传热推动力：热空气的温度t 空气 >物料表面的温度t 物表湿空气：指绝干空气与水蒸汽的混合物。
操作压强不太高时，空气可视为理想气体。
总压一定时，湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。
水蒸气比热容：1.88 KJ/（Kg ·℃），液态水：4.187 KJ/（Kg ·℃）湿球温度：用湿棉布包扎在温度计水银球的外部，湿棉布下端浸在水中，以维持恒定的湿度。
温度计与空气接触时，假设刚开始时，两者温度一定。
但因空气与温度计存在湿度差，水分必然汽化，故水分放出显热来补充水分汽化的热量，水温降低，与空气存在温度差，继而空气会将此温度差传递给水分，但因水分持续汽化，水温不断降低，直至空气传递给水分的显热等于水分汽化所需的汽化热时，湿球温度计上的温度维持恒定。
这种稳定的温度称为该湿空气的湿球温度。
与干球温度和空气的湿度有关。
与水的初始状态无关。
测湿球温度时空气的流速应大于5m/s,以减少辐射传热与传导传热的影响。
饱和空气的干,湿球温度相等。
空气经过预热，很快达到稳定的温度，由于对流传热强烈，物料温度接近气体的湿球温度 tw 。
绝热饱和过程或等焓过程：高温不饱和空气与水在绝热条件下进行对流传热、传质并达到平衡状态的过程。
达到平衡时，空气与水温度相等，空气被水的蒸汽所饱和。
化工原理第八章干燥
I Ig H v (c I g H v )t r c 0 H c H t r 0 H
显热项
汽化潜热项
对于空气-水系统： I(1.0 1 1.8H 8 )t24H 90
G1
W
G2中仍含少量水分-干燥产品； 注意与绝干物料G的区别。
5.2.3干燥系统的热量衡算
1、热量衡算基本方程
加入干燥系统的Q被用于： ①加热空气 ②蒸发水分 ③加热湿物料 ④热损失
2、干燥系统的热效率
说明：
* t2, H2 ;
* t2 也 不 ,一 宜 t2 般 ta 过 1s (2低 ~ 0 5)。 0 C
风风机量：V 0LH 0 vL (0.77 1.2 24 H 0)42 (27 7 t0 3)3 1 (P 0 0 1 ) 3
3.产品流量( G)2：
G c G 2 (1 w 2 ) G 1 (1 w 1 )
G2
(1 (1
w1) w2)
G1
Gc (1 w 2 )
第五章 干燥
概述
去湿定义：从物料中脱除湿分的过程称为去湿。 湿分：不一定是水分！
一、去湿方法： 1.机械法：沉降、过滤、离心分离 ——低能耗 2.化学法：使用吸附剂或干燥剂 ——成本甚高 3.干燥法： 加热→湿分汽化→蒸汽排出 ——能耗较大
注：干燥介质：是指带走湿分的外加气相
按操作压强 —
常压干燥（√）
2918
273 P
27 t3 1 .0 1 13 50 vH (0 .77 1 .2 2H 4) 4273 P
重点：干燥介质的性质
第五章干燥重点：干燥介质的性质，干燥过程的工艺计算，空气干燥器的构造与操作，干燥速率及影响因素分析。
难点：湿度图及其应用，干燥操作影响因素及操作条件的确定。
第一节概述一、干燥及其在化工生产中的应用在化学工业中，有些固体原料、半成品和成品中含有水分和或其它溶剂（统称为湿分）需要除去，简称去湿。
（一）去湿方法有三类：1、机械去湿法：即通过过滤、压榨、抽吸和离心分离等方法除去湿分，这些方法应用于溶剂无需完全除尽的情况，能量消耗较少。
2、物理化学去湿法：用吸湿性物料如石灰、无水氯化钙等吸收湿分。
因这种方法费用高，故只适用于小批量固体物料的去湿，或用于除去气体中的水分。
3、热能去湿法：即借助热能使溶剂从物料中汽化,并排除所生成的蒸气来除去湿分。
这种方法去湿完全，但能耗较大。
用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，藉此来除去固体物料中湿分的操作，称为固体的干燥。
（二）干燥的目的：1、贮存：药品湿含量↑→有效期↓2、运输：粉煤含水量↑→净煤运输量↓运费↑3、加工：塑料原体含水量↑→成型时产生气泡4、使用：染料或纸张水分不一二、干燥操作的基本概念按传热方式通常分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥以及上述两种或多种方式组合成的联合干燥。
（1）传导干燥又称为间接加热干燥，热能以传导的方式通过壁面传给湿物料。
其热能利用率高，但物料易被过热而变质。
（2）对流干燥 又称为直接加热干燥，载热体（即干燥介质）将热能以对流的方式传给与其接触的湿物料，使水分汽化并被带走。
通常以热空气为干燥介质。
在对流干燥中，热空气的温度易于调节，物料不易过热，但热能的利用率低。
（3）辐射干燥 热能以电磁波即红外线的形式由辐射器发射到湿物料表面，被湿物料吸收再转变为热能，将水分加热汽化而达到干燥的目的。
其生产强度大，产品干燥均匀而洁净，但电能消耗大。
（4）介电加热干燥又称高频加热干燥，是将待干燥物料置于高频电场内，由于高频电场的交互作用，使物料内部的极性分子（如水分子）产生振动，其振动能量使物料发热而达到干燥的目的。
化工原理-干燥
干燥曲线和干燥速率曲线
干燥曲线：物料湿含量 X 与干燥时间 的关系曲线。
ps
19.92
湿比容H (Humid volume) 或干基湿比容 (m3/kg绝干气体)
1kg 绝干气体及所含湿份蒸汽所具有的体积
vH
1 29
H 18
22.4
t
273 101.325
273
P
(0.287 0.462H ) t
273 P
常压下(P=1013.25kN/m2) ： vH (0.002835 0.004557 H )(t 273)
显热项
汽化潜热项
对于空气-水系统： IH (1.005 1.884 H )t 2491 .27H
干燥过程的基本规律
物料湿分的表示方法
湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物。
湿基湿含量 w：单位质量的湿物料中所含液态湿分的质量。
w
物料所含液态湿份的质量 湿物料的质量
WT Gc WT
干基湿含量 X：单位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量。
对于空气-水系统：
H 0.622 ps P ps
H 0.622 pv P pv
相对湿度（Relative humidity）
➢ 若 t < 总压下湿份的沸点，0 100%；
➢ 若 t >总压下湿份的沸点，湿份 ps> P，最大 (气体全为湿
份蒸汽) < 100%。故工业上常用过热蒸汽做干燥介质；
化学上干燥定义
化学上干燥定义干燥是化学实验中常用的一种操作方法，它可以去除物质中的水分，使其达到干燥的状态。
干燥是一项重要的实验技术，在许多化学实验中都起着关键作用。
化学上的干燥可以采用多种方法，例如加热干燥、真空干燥、吸湿剂干燥等。
加热干燥是最常见的一种方法，它通过加热样品，使其内部的水分蒸发，然后通过通风等方式将水分带走。
真空干燥则是借助于真空设备，在低压下进行干燥，使水分从样品中挥发。
吸湿剂干燥则是利用吸湿剂的吸湿能力，将样品中的水分吸附到吸湿剂上，从而达到干燥的目的。
干燥在化学实验中有着广泛的应用。
首先，在有机合成中，干燥是非常重要的一步。
有机合成通常需要通过反应生成目标产物，而许多反应都需要在无水条件下进行，以避免水分对反应的干扰。
因此，在反应前需要对反应物进行干燥处理，以确保反应的顺利进行。
其次，在无机合成中，干燥也是必不可少的一步。
许多无机化合物在含水条件下会发生水解反应或结晶水的存在会影响其性质，因此需要对无机化合物进行干燥处理，以获得纯净的产物。
此外，在分析化学中，干燥也是非常重要的一步。
许多分析方法对水分的含量有严格的要求，因此需要对样品进行干燥处理，以确保分析结果的准确性。
在进行干燥操作时，需要注意一些问题。
首先，选择合适的干燥方法非常重要。
不同的样品可能需要不同的干燥方法，因此需要根据具体情况选择合适的方法。
其次，干燥的时间和温度也需要控制好。
过高的温度可能导致样品的分解或热解，而过长的干燥时间则会增加实验的耗时。
另外，还需要注意干燥操作的安全性。
某些样品在干燥过程中可能会释放有毒气体或易燃易爆物质，因此需要采取相应的安全措施，确保实验的安全进行。
干燥是化学实验中常用的一种操作方法，它可以去除物质中的水分，使其达到干燥的状态。
干燥在化学实验中有着广泛的应用，特别是在有机合成、无机合成和分析化学中。
进行干燥操作时，需要选择合适的干燥方法，控制好干燥的时间和温度，并注意干燥操作的安全性。
通过合理的干燥操作，可以确保实验的顺利进行，获得准确的实验结果。
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3. 辐射干燥 在这种干燥方法中，能量是以电磁波辐射源供给，入射至湿物料表面被吸收并转 变为热能，使湿分汽化而达到干燥的目的。如采用红外辐射器干燥表面大而又薄 的物料，其生产强度比前两种方法大几十倍，而且设备紧凑、干燥时间短、物料 干燥均匀、清洁。但是，这种干燥方法能耗较大。 4. 介电加热干燥 将湿物料置于高频电场内，由于高频电场的交变作用使物料加热而得以干燥。如 电场频率低于300MHz的高频加热干燥，以及高于300MHz的超高频加热干燥 （或称微波干燥）。介电干燥与上述几种干燥方法不同，介电加热发生在整个物 料内部，可得到均匀干燥的物料。但是，这种干燥方法耗电量大，费用高，只在 特殊要求的场合下使用。
(1)以传热为目的，伴有传质的过程：如热气体的直接水冷，热水的直接空气
冷却等。 (2)以传质为目的，伴有传热的过程：如空气调节中的增湿和减湿等。 1 热气体的直接水冷
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干燥概述及干燥介质的性质
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特点 塔内出现传质方向的逆转，下部发生水的汽化，上部则发生水汽冷凝。 气相和液相的温度显然自塔底向塔顶单调下降。液相的水汽平衡分压 pe与液相温 度有关，因而也相应地单调下降；可是，气相中的水蒸气分压 p水汽则可能出现非 各段中的过程有各自的特点。
质量传递篇——固体干燥 第五十六讲 概述 干燥介质的性质
一、概述 （一）热质同时传递 （二）除湿 1. 机械除湿 2. 化学除湿 3. 热能除湿 二、干燥介质——湿空气的性质 （一）湿空气的状态参数 1. 湿度 2. 焓 3. 湿比容 4. 温度 （二）湿空气的 t-H 图及其应用 1. 湿空气的 t-H 图
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单调变化。气、液两相的分压曲线在塔中某处相交，其交点将塔分成上、下两段，
(1)塔下部。气温高于液温，气体传热给液体。同时，气相中的水汽分压 p水汽低于 液相的水汽平衡分压(水的饱和蒸气压 ps)，此时 p水汽< ps，水由液相向气相蒸发。 在该区域内，热、质传递的方向相反，液相自气相获得的显热又以潜热的形式随
域内热、质同向传递，都是由液相传向气相。
(2)塔下部。水与进入的较干燥的空气相遇，发生较剧烈的汽化过程，虽然水温低 于气相温度，气相给液相以显热，但对液相来说，由气相传给液相的显热不足以 该区域内热、质传递是反向的。
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补偿水分汽化所带走的潜热，因而水温在塔下部还是自上而下地逐渐下降。显然，
（三）干燥
1. 传导干燥 2. 对流干燥 3. 辐射干燥 4. 介电加热干燥
2. t-H图的应用
（三）湿空气的 I-H 图及其应用 1. 湿空气的 I-H 图 2. H-I图的应用
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（四）对流干燥过程 （五）干燥操作的教学思路
20一、概述
（一）热质同时传递的两种情况
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2. 对流干燥 热能以热对流的方式由热气流（如空气）传给与其直接接触的湿物料， 使湿分汽化，同时蒸汽被热气流带走而除去。由于热气流的温度与湿 度容易控制，而且物料温度不会超过入口热气流温度，可避免物料发生过热等原 因，使对流干燥成为一种广为采用的干燥方法。但是，由于对流干燥器出口气体 中的大量显热损失，以至其热效率不高，而且蒸发的溶剂难以从气流中回收（如 果被汽化的溶剂是有用的话）。
现非单调变化，使两相曲线在某处相交，交点将塔分成上、下两段。
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干燥概述及干燥介质的性质
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(1)塔上部。热水与温度较低的空气接触，水传热给空气。因水温高于气温，液相 的水汽平衡分压必高于气相的水汽分压(ps>>p水汽)，水汽化转向气相。此时，液 体既给气体以显热，又给汽化的水以潜热，因而水温自上而下较快地下降。该区
（二）除湿：从湿固体物料中除去湿分（水或其他液体）的过程。按
其作用原理可分为：
1. 机械除湿：过滤、压榨、离心分离等。此法脱湿快且经济，但除湿程度低 。如离心分离后含水5~10%，板框压滤后含水50~60%（质量分数）；
2. 化学除湿：利用吸湿剂（如无水氯化钙、浓硫酸、分子筛等）除去气体、
液体或固体物料中少量的水分。此法费用高，只适用于少量物料的除湿； 3. 热能除湿：通过加热或冷冻，利用湿分在加热或冷冻过程中产生相变的物
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目前，工业上应用最多的是对流干燥，而且干燥介质多是空气，物料 的湿分是水。因此后面讨论的重点放在用热空气作为干燥介质，干燥 湿物料中水分的对流干燥。 （四）对流干燥过程 图56-1为一典型的对流干燥示意图。空气经预热器加热至适当的温度后，进入干 燥器。在干燥器内，热空气与湿物料接触，并加热物料，本身温度逐渐降低，受 热物料内的水分汽化进入空气流，使空气流湿度增加，而物料本身被干燥。废空 气流由干燥器另一端引出。这个干燥过程既可以间歇也可以连续实现。在连续操 作中，空气流与物料走向既可呈并流也可呈逆流方式操作。 湿物料
汽化的水分返回气相。因此，塔下部过程的特点是：热、质反向传递，液相温度
变化和缓；气相温度变化急剧，水汽分压自下而上急剧上升，但气体的热焓变化 较小。
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(2)塔上部。气温仍高于液温，传热方向仍然是从气相到液相，但气相中的水汽分 压与水的平衡分压的相对大小发生了变化。由于水温较低，相应的水的饱和蒸气
理原理除去湿分。
（三）干燥：借助热能，对湿物料进行加热，使其中的湿分汽化并被惰性气体带 走，从而得到干燥物料的单元操作。在化学工业中，许多原料、产品或半产品，
为了便于加工、运输、贮藏或使用等，往往需进行干燥。按热能提供方式的不同
，干燥方法可以分为如下几类： 1. 传导干燥（属间接加热干燥） 热能以热传导方式由热表面传给湿物料，使湿分汽化，然后蒸汽由气流带走或用 真空泵抽吸除去。适用于干燥薄而湿的物料，热利用率较高，但易局部过热。
压ps也低，气相水汽分压p水汽转而高于液相平衡分压pe，水汽将由气相转向液相，
即发生水汽的冷凝。在该区域内，液相既获得来自气相的显热，又获得水汽冷凝 所释出的潜热。因此，塔上部过程的特点是：热、质同向进行，水温急剧变化。
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干燥概述及干燥介质的性质
2 热水的直接空气冷却
特点 塔内出现传热方向的逆转，塔上部热量由液相传向气相，塔下部则由气相传向液 相。 此过程中气、液两相的水汽分压及水温沿塔高呈单调变化，但气相温度则可能出