化工原理11.4 干燥器

合集下载

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库名校考研真题固体物料的干燥【圣才出品】

柴诚敬《化工原理》(第2版)配套题库名校考研真题固体物料的干燥【圣才出品】

第11章固体物料的干燥一、选择题1.对于一定干球温度的空气,当其相对湿度愈低时,其湿球温度()。

[重庆大学2010研]A.愈高B.愈低C.不变D.不一定,与其它因素有关【答案】B【解析】湿球温度是干球温度和湿度的函数。

干球温度不变,则其只与湿度有关。

相对湿度愈低,饱和蒸汽压不变,水汽分压减小,则湿度减小,可知湿球温度减小。

2.对于不饱和湿空气,表示该空气的三个温度:干球温度T,湿球温度T W和露点T d 之间的大小关系是()。

[中山大学2011研]【答案】w dT>T>T【解析】对于不饱和空气w as dT=T=T=T。

T>T=T>T,对于饱和空气w as d 3.提高进入干燥器的空气中水汽分压,同时其温度保持不变,则恒速阶段干燥速率()。

[华南理工大学2012研]A.不变B.变小C.变大D.不确定【答案】B【解析】恒速干燥速率大小取决于物料外部的干燥条件,V H ∝-,水汽分压增大。

则0.622v vp H p p =-增大,干燥速率减小。

二、填空题1.提高干燥器中空气出口湿度,则空气的消耗量会______,干燥推动力将______。

[华南理工大学2012研]【答案】减少;减小【解析】空气消耗量L=W/(H 2-H 1),H 2增大,则L 减小。

干燥器推动力与温度差有关,温度差越小,推动力越小。

2.恒速干燥阶段,物料表面保持______,湿物料表面达到的稳定温度为______,此阶段的干燥速率属______部条件控制,干燥速率与物料种类______关。

[南京理工大学2010研]【答案】充分湿润;tw(湿球温度);外;无【解析】恒速干燥阶段固体物料的表面非常润湿,物料表面的温度等于空气的湿球温度。

此阶段的干燥速率的大小取决于物料表面水分的气化速率,即取决于物料的外部干燥条件,与物料本身无关。

3.已知某湿物料量为150kg/h,水分含量为20%,现要将其干燥到含水2%,需要脱除的水量应为______kg/h。

化工原理干燥精品PPT课件

化工原理干燥精品PPT课件

(2)湿度 ---又称湿含量,单位kg水/kg干空气
水汽的质量 H 绝干空气的质量
水汽的摩尔数 绝干空气的摩尔数
Mv Ma
pw P pw
18 29
思考1:H属于前面介绍的哪一类浓度?
质量比
思考2:取1kg干空气作为湿度定义基准又何好处?
干燥过程中干空气的质量不变
《化工原理》电子教案/第十三章
5/101
t
空气
t, H
t, H
《化工原理》电子教案/第十三章
10/101
一.湿空气的性质
6、湿球温度 tw
----用湿球温度计测出的空气温度
❖大量、快速流动的空气(空气的 流速应大于5m/s)与少量水接触;
湿球温度计
❖传质----因存在传质推动力,湿纱布
中的水汽化进入空气,此过程需要吸 热(水提供),因此水温下降;
V T P0 V0标态 T0 P
V T 1.013105
n 22.4 273
P 7/101
《化工原理》电子教案/第十三章
一.湿空气的性质
3.湿比热容cH ----kJ/(kg干气K) 此时,湿空气的质量=(1+H)kg
比热容的一般定义: kJ/(kgK)
cH ca cw H 1.01 1.88H

ca干空气的比热,kJ/(kg·K) 1.01kJ/(kg·K) cw水气的比热,kJ/(kg·K) 1.88kJ/(kg·K)
《化工原理》电子教案/第十三章
8/101
一.湿空气的性质
4.湿空气的焓I ----kJ/ kg干气
此时,湿空气的质量=(1+H)kg
I Ia IwH
ca cw H t r0 H

化工原理课件4--干燥

化工原理课件4--干燥
华东交大化工原理电子课件
第七章 干燥
(Drying)
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述 第二节 湿空气的性质与湿度图 第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算 第四节 干燥速率与干燥时间 第五节 干燥器
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
第一节 概述
去湿——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。
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
四、对流干燥过程

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。
1、对流干燥的流程
预热器 空气 干燥产品 湿物料 干燥器 废气
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
2、对流干燥的特点
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: 方向 推动力 传热 气 温度差
pw
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件 经过以上分析可知,在空气绝热增湿过程中,空气失去 的显热与汽化水分带来的潜热相等,空气的温度和湿度虽随 过程的进行而变化,但其焓值不变。 进入饱和器的湿空气(t,H)焓=离开饱和器的湿空气焓(tas,Has) cHa s (t tas ) Hras cHa s (tas tas ) Has ras
第七章 干 燥
华东交大化工原理电子课件
4、湿空气的温度
(1)、露点 td
定义:一定压力下,将不饱和空气等湿降温至 饱和,出现第一滴露珠时的温度。 湿度H与露点 td 的关系:
H 0.622
pd P pd
Pd—td下的饱和蒸汽压。
第七章 干 燥

化工原理下册第十一章干燥课件1PPT

化工原理下册第十一章干燥课件1PPT

Q hA(t tW ) wrw
w k H (H w H ) A
稳态时, 空气传入的显热等于水的汽化潜热。
补充液,温度 tw
A( t t ) k r A( H H )
W
H
w
w
k H rW tW t ( HW H ) h
注意:湿球温度不是状态函数 。
空气
湿度 H
PS H 0.622 P S 总 P
H=f(,t)
(3) 湿比体积H (m3/kg干空气)
在p=101.3 kN/m2时
H H
22.4 273 t 22.4 273 t H 29 273 18 273 273 t (0.773 1.244H ) 273
对全塔作热量衡算得:
cH 1.01 1.88H
空气
tas、Has
as
c ( t t ) ( H H )r
H as as
r t t (H H ) c
as as as H
t、H
空气 补充水
② 绝热饱和温度是状态函数
t as f (t , H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
绝热饱和塔示意图
即空气的入口焓近似等于空气的出口焓。
(7) 露点td 保持空气的H不变,降低温度,使其达到饱和状态时的温度。
Pd H 0.622 P pd
pd :为露点 td 时饱和蒸汽压,既该空气在初始状态下的水蒸
气分压pv。
HP pd 0.622 H
11.2.3 湿空气的湿球温度 ① 空气的干球温度与湿球温度 干球温度:普通温度计测出的空气温度; 湿球温度:湿球温度计 。 气流吹过——湿份气化——表面降温——热量传递

化工原理第十章-干燥

化工原理第十章-干燥
103103干燥器的物料衡算及热量衡算干燥器的物料衡算及热量衡算1031对流干燥流程及操作原理干燥产品g对流干燥流程示意图并流连续预热器湿物料g空气干燥器废气1物料中的含水率以湿物料为基准的含水率湿基含水率w以绝干物料为基准的含水率干基含水率x湿物料总质量湿物料中水分含量绝干物料质量湿物料中水分含量10321032物料衡算物料衡算2干燥后的物料质量g和水分蒸发量w总物料衡算
温度/℃
湿空气的湿度-温度图
湿度/kg.(kg干空气)-1
1 等湿度线(等H线) 一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上,湿空气的露 点td不变。 2 等焓线(等I线) 一组与斜轴平行的直线 。在同一条等I线上,湿空气的温度 t随湿度H的增大而下降,但其焓值不变。 3 等温线(等t线) I=(1.88t+2490)H+1.01t
HP pv 0 .622 H
该线表示空气的湿度H与空气中的水蒸汽分压pv之间关系曲 线。当湿空气的总压P不变时,水蒸汽的分压pv随湿度H而变 化。水蒸汽分压标于右端纵轴上,其单位为kN/m2。
湿焓图的说明与应用
根据湿空气任意两个独立的参数,就可以在H-I图上确定该 空气的状态点,然后查出空气的其他性质。 非独立的参数如:td~H,p~H,td~p,tw~I,tas~I等,它们均
9 绝热饱和温度tas
形成原理: 绝热降温增湿过程及等焓过程 绝热增湿过程进行到空气被水汽
空气 tas,Has,I2
所饱和,则空气的温度不再下降,
而等于循环水的温度,称此温度为 该空气的绝热饱和温度,用符号tas 表示,其对应的饱和湿度为Has,此 刻水的温度亦为tas。 tas

空气 t,H,I1
H为横坐标的焓湿图,即I-H图。

《化工原理》(下)第5章 干燥(4)

《化工原理》(下)第5章 干燥(4)
三、干燥系统的热效率
干燥器的热效率: 干燥器的热效率:
干燥过程中,蒸发水分所消耗的热量与从外热源所获得的热量 干燥过程中, 之比。 之比。
Qv 蒸发水分热量 热效率 η = = Q 输入总热量 Q v = W (2490 + 1 . 88 t 2 ) − 4 . 187 θ 1W ≅ W (2490 + 1 . 88 t 2 )
η =
W (2490 + 1 . 88 t 2 ) 1 . 01 L (t 2 − t 0 ) + W ( 2490 + 1 . 88 t 2 ) + G c C m (θ 2 − θ 1 ) + Q L
如干燥器中空气所放出的热量全部用来汽化湿物料中的水分, 如干燥器中空气所放出的热量全部用来汽化湿物料中的水分, 即空气沿绝热冷却线变化,则: 空气沿绝热冷却线变化, Qv=L(I1-I2)=1.01L(t1-t2) 干燥器无补充热量,QD=0,Q=Qp=L(I1-I0)=1.01L(t1-t0) 干燥器无补充热量, =0, 则热效率表示为: 则热效率表示为:
影响恒速干燥阶段的因素
干燥速度主要决定于干燥介质的性质 干燥速度主要决定于干燥介质的性质和空气与湿物料的接触 干燥介质的性质和空气与湿物料的接触 方式。 方式。而与湿物料的性质关系很小 空气H 空气H t ,
0 .8
Uc
Uc ∝ V
(平行气速 )
Uc ∝ V
0.37
(垂直气速 )Biblioteka CDE段 CDE段-降速段
四、空气通过干燥器时状态变化
理想干燥过程-等焓干燥过程- 理想干燥过程-等焓干燥过程-绝热干燥
无外加补充热量( QD=0); =0); 无外加补充热量( 忽略设备热损失Q =0; 忽略设备热损失QL =0; 物料足够润湿, ’,因此 因此, 物料足够润湿,物料I1’=I2’,因此, I1=I2

化工原理-干燥技术课件

化工原理-干燥技术课件

除湿方法:机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。
干燥 —ห้องสมุดไป่ตู้利用热能使湿物料中的湿份汽化。除 湿程度高,但能耗大。
惯用做法:先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿份除 去,然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿份干燥掉, 以降低除湿的成本。
干燥分类:
操 作 压 力 操 作 方 式
传 热 方 式 (或 组 合 )
twtkHrtw(Hs,tw H)—— 湿球温度 tw 定义式
结论: tw = f (t, H) ,气体的 t 和 H 一定,tw 为定值。 对于空气-水系统:
1.09 kH
twt1r.0w 9(Hs,tw H)
饱和气体:H = Hs,tw = t,即饱和空气的干、湿球温度相等。 不饱和气体:H < Hs,tw < t。
解决这些问题需要掌握的基本知识有: (1) 湿分在气固两相间的传递规律; (2) 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化; (3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征; (4)干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。
本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基
本问题,介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。
物料表面温度 ti 低于气体温度 t。
由于温差的存在,气体以对流方
H
式向固体物料传热,使湿份汽化;
t
在分压差的作用下,湿份由物料
ti
Q
表面向气流主体扩散,并被气流 带走。
pi
W
干燥是热、质同时传递的过程
干燥介质:用来传递热量(载热 体)和湿份(载湿体)的介质。
M
p
注意:只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压,
干燥即可进行,与气体的温度无关。

化工原理干燥器

化工原理干燥器

§ 14•釦干设备(Dryer)干燥器:实现物料干燥过程的机械设备。

大多数工业产品均在某个生产阶段需要干燥处理,物料需要有特定的湿含量以便加工、成型金造粒O一、干燥器概述1.被干燥物料的特点:形状=有板状、块状、片状、针状、纤维状、粒状、粉状,膏糊状甚至液状等结构:多孔疏松型,紧密型耐热性:热敏性结块:易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散,散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块2.对产品的要求 干燥程度:脱除表面水分,结合水分甚至结晶水 分。

要求的平均湿含量和干燥均匀性。

对粉 尘及产品的回收要求,允许的最高干燥温度。

外观:产品的粒度分布,一定的晶型和光泽,不 开裂变形等。

干燥时间:几秒 几小时几天按操作压强分:常压干燥器、真空干燥器 按操作方式分:连续式、间歇式 按相对运动方向分:并流、逆流、错流干燥器; 3.分类 可根据不同准则对干燥器进行分 类按加热方式可将干燥器分为:(1)对流干燥器,如:洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器;(2)传导干燥器,如:滚筒式干燥器、耙式干燥器;(3)辐射干燥器,如:红外线干燥器;(4)介电加热干燥器,如:微波干燥器。

间歇常压干燥器盘架式干燥器间歇减压干燥器连续常压干燥器耙式干燥器回转式干燥器、气流干燥器连续减压干燥器喷雾干燥器减压滚筒干燥器4.干燥器的选型应考虑以下因素:(1)保证物料的干燥质量,干燥均匀,不发生变质, 保持晶形完整,不发生龟裂变形;(2)干燥速率快,干燥时间短,单位体积干燥器汽化水分量大,能做到小设备大生产;(3)能量消耗低,热效率高,动力消耗低;(4)干燥工艺简单,设备投资小,操作稳定,控制灵活,劳动条件好,污染环境小。

二、常用对流式干燥器(Convective Dryer)小型的称为烘箱,大型的称为烘房-在常压或真空下间歇操作热风通过湿物料表面,达到干燥的目的。

常用废气部分循环法。

“多层长方形浅盘叠置在框架上,湿物料在浅盘中厚度常为10- 100mmo丿优点:对物料适应性强,适用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。

化工原理-干燥ppt课件

化工原理-干燥ppt课件

V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T P0 n22.4 273 P
干燥
湿空气的性质*
3.比热容(湿比热)cH
比热容是指常压下,含1kg绝干气的湿空气之温度升高(或降低)1℃所吸 收(或放出)的热量,cH。
cHcgcvH
1.011.88H
[kJ/(kg干气℃)]
cHf H
cg干空气的比热,kJ/(kg·℃) 1.01kJ/(kg·℃)
将湿球温度计置于温度为t、湿度为H的流
动不饱和空气中,湿纱布中的水分汽化,并向 空气主流中扩散;同时汽化吸热使湿纱布中的 水温下降,与空气间出现温差,引起空气向水 分传热。
湿球温度tw:当空气传给水分的显热恰好等 于水分汽化所需的潜热时,空气与湿纱布间的 热质传递达到平衡,湿球温度计上的温度维持 恒定。此时湿球温度计所测得的温度称为湿空 气的湿球温度。
一干燥器的主要型式677喷雾干燥器一干燥器的主要型式喷雾器结构68一干燥器的主要型式8滚筒干燥器双滚筒干燥器69一干燥器的主要型式真空耙式干燥器冷冻干燥器7055干燥器二干燥器的选型主要干燥器的选择表湿物料的状态物料的实例处理量适用的干燥器液体或泥浆状洗涤剂树脂溶液盐溶液牛奶等大批量喷雾干煤器小批量滚筒干燥器泥糊状染料颜料硅胶淀粉粘土碳酸钙等的滤饼或沉大批量气流干燥器带式干燥器小批量真空转筒干燥器粉粒状00120m聚氯乙烯等合成树脂合成肥料磷肥活性炭石膏钛铁矿谷物大批量气流干燥器转筒干燥器流化床干燥器小批量转筒干燥器厢式干燥器块状20100m煤焦碳矿石等大批量转筒干燥器小批量厢式干燥器片状烟叶薯片大批量带式干燥器转筒干燥器小批量穿流厢式干燥器小批量高频干燥器短纤维酯酸纤维硝酸纤维大批量带式干燥器小批量穿流厢式干燥器一定大小的物料或制品陶瓷器胶合板皮革等大批量隧道干燥器71对流传导辐射气流喷雾流化床干燥实验干燥曲线x干燥章小结湿空气性质及湿焓图性质湿度h0622干球温度t湿球温度t10118810118824902490188干燥过程物料的平衡关系与速率关系结合水分与非结合水分平衡水分x与自由水分恒定干燥条件下的干燥速率恒定干燥条件下的干燥时间等i过程干燥速率udwgdxsdsd干燥速率曲线ux临界含水量x干燥方法干燥器对流式

化工原理第11章课后习题答案

化工原理第11章课后习题答案

《第八章 固体干燥》习题解答1) 已知空气的干燥温度为60℃,湿球温度为30℃,试计算空气的湿含量H ,相对湿度,焓I 和露点温度。

Ct Ct kPa p kg kJ I p p kPa p H kPap Ct H K r C K r t t H H p p P H kPap C t d s s s H tw Hh tw w t s s s t s t s w w w w 000000,,,04.184.18,18.2/44.960158.0249060)0158.088.101.1(11/18.20137.0923.19600137.009.1/242730)/](/)[(0272.0)/(622.0247.430=∴===⨯+⨯⨯+=∴==Φ∴=====∴==--==-===查表得由干空气求得此时由时时解:查表得αα2) 利用湿空气的I —H 图完成本题附表空格项的数值,湿空气的总压。

序 号干球温度 0C湿球温度 0C湿 度kg 水/kg 绝干空气 相对湿度 0/0 焓 kJ/kg 绝干气 露 点 0C 水气分压 kPa 1 60 30 0.015 13.398 21 2.5 2 40 27 0.016 33 79 20 2.4 3 20 17 0.012 80 50 16 2 4 30 290.02695982843) 湿空气( =20℃, )经预热后送入常压干燥器。

试求:①将空气预热到100℃所需热量:②将该空气预热到120℃时相应的相对湿度值。

000012.3)/(662.0/02.0,3.10164.1981202/(8.8380/22.088.101.188.101.1.1=ΦΦ-Φ===⋅⋅==∆=⋅⨯+=+=解得干气水时))绝干气)绝干气(比热)解:s s s H H H p p p H kg kg H kPa kPa p C C kg kJ C t C Q C KG kJ H H C4)湿度为的湿空气在预热器中加热到128℃后进入常压等焓干燥器中,离开干燥器时空气的温度为49℃,求离开干燥器时露点温度。

化工原理复习必看干燥

化工原理复习必看干燥

第14章固体干燥知识要点「•燥是指向物料供热以汽化英中的湿分的操作。

本章主要讨论以空气为干燥介质、湿分为水的对流干燥过程。

学习本章应重点掌握湿空气的性质参数与湿度图、湿物料中的水分性质、「燥过程的物料衡算与热量衡算。

一般掌握丁•燥过程的速率与干燥时间的讣算。

了解干燥器的类型与适用场合,提髙干燥过程的热效率与强化干燥过程的措施。

本章主要知识点间的联系图如下图所示。

图14・1干燥一章主要知识点联系图1.概述对流干燥的特点:传热:固相一气相传质:固相-*气相热、质反向传递过程推动力:温度差推动力:水汽分压差2.干燥静力学(1)湿空气的状态参数①空气中水分含量的表示方法C.相对湿度________________________ ___________________________________________一定温度、压力下空气中水汽分压可能达到的最大值②湿空气温度的表示方法干球温度/:简称温度,指空气的真实温度,可直接用普通温度计测量。

h.露点温度九:在总压不变的条件下,不饱和湿空气等湿降温至饱和状态时的温度。

• • • ■“・绝对湿度(湿度)H = 0.622 "水汽〃一"水汽h.饱和湿度比=0.622—P一PsC.绝热饱和温度尼:指少量空气与大虽水经长时间绝热接触后达到的稳宦温度。

d.湿球温度指大量空气与少量水经长时间绝热接触后达到的稳泄温度。

C.湿空气的四种温度间的关系不饱和湿空气:t>t w (t ax )>t^n饱和湿空气:r =③ 湿空气的比热容(湿比热容)Cpii :将1kg 干空气和其所带的H kg 水汽的温度升高1°C 所需的热 量,单位kJ/(kg *C)oc pH =1.01 + 1.88/7④ 湿空气的焰/:指lkg 干气及所带的H kg 水汽所占的总体枳,单位m-Vkg 干气。

Z=(1.01 + 1.88H)r + 2 500H⑤ 湿空气的比体积:指lkg 干气及所带的H kg 水汽所占的总体积,单位m*kg 干气。

化工原理课程设计流化床干燥器

化工原理课程设计流化床干燥器

第一节概述将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中,从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性,这种流固接触状态称为固体流态化。

流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥的一种工业设备,目前在化工、轻工、医学、食品以及建材工业中都得到了广泛应用。

流化床干燥器的特征优点:(1)床层温度均匀,体积传热系数大(2300~7000W /m3·℃)。

生产能力大,可在小装置中处理大量的物料。

(2)由于气固相间激烈的混合和分散以及两者间快速的给热,使物料床层温度均一且易于调节,为得到干燥均一的产品提供了良好的外部条件。

(3)物料干燥速度大,在干燥器中停留时间短,所以适用于某些热敏性物料的干燥。

(4)物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节,故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用。

(5)设备结构简单,造价低,可动部件少,便于制造、操作和维修。

(6)在同一设备内,既可进行连续操作,又可进行间歇操作。

缺点:(1)床层内物料返混严重,对单级式连续干燥器,物料在设备内停留时间不均匀,有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外。

(2)一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥,因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。

(3)对被干燥物料的粒度有一定限制,一般要求不小于30m、不大于6mm。

(4)对产品外观要求严格的物料不宜采用。

干燥贵重和有毒的物料时,对回收装量要求苛刻。

(5)不适用于易粘结获结块的物料。

三、流化床干燥器的形式四、干燥器选形时应考虑的因素(1)物料性能及干燥持性其中包括物料形态(片状、纤维状、粒状、液态、膏状等)、物理性质(密度、粒度分布、粘附性)、干燥特性(热敏性、变形、开裂等)、物料与水分的结合方式等因素。

(2)对干燥产品质量的要求及生产能力其中包括对干燥产品特殊的要求(如保持产品特有的香味及卫生要求);生产能力不同,干燥设备也不尽相同。

(3)湿物料含湿量的波动情况及干燥前的脱水应尽量避免供给干燥器湿物料的含湿量有较大的波动,因为湿含量的波动不仅使操作难以控制面影响产品质量,而且还会影响热效率,对含湿量高的物料,应尽可能在干燥前用机械方法进行脱水,以减小干燥器除湿的热负荷。

化工原理—干燥

化工原理—干燥

第九章干燥本章学习要求1.熟练掌握的内容湿空气的性质及其计算;湿空气的湿度图及其应用;连续干燥过程的物料衡算与热量衡算;恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间计算。

2.理解的内容湿物料中水分的存在形态及其;水分在气-固两相间的平衡关系;干燥器的热效率;各种干燥方法的特点;对干燥器的基本要求。

3.了解的内容常用干燥器的主要结构特点与性能;干燥器的选用。

* * * * * * * * * * * *§9.1 概述干燥是利用热能除去固体物料中湿分(水分或其它液体)的单元操作。

在化工、食品、制药、纺织、采矿、农产品加工等行业,常常需要将湿固体物料中的湿分除去,以便于运输、贮藏或达到生产规定的含湿率要求。

例如,聚氯乙烯的含水量须低于0.2%,否则在以后的成形加工中会产生气泡,影响塑料制品的品质;药品的含水量太高会影响保质期等。

因为干燥是利用热能去湿的操作,能量消耗较多,所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿,然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。

一、固体物料的去湿方法除湿的方法很多,化工生产中常用的方法有:1.机械分离法。

即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。

耗能较少、较为经济,但除湿不完全。

2.吸附脱水法。

即用干燥剂(如无水氯化钙、硅胶)等吸去湿物料中所含的水分,该方法只能除去少量水分,适用于实验室使用。

3.干燥法。

即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。

该方法能除去湿物料中的大部分湿分,除湿彻底。

干燥法耗能较大,工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿,即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分,然后再利用干燥方法继续除湿而制得湿分符合规定的产品。

干燥法在工业生产中应用最为广泛,如原料的干燥、中间产品的去湿及产品的去湿等。

二、干燥操作方法的分类1、按操作压强分为常压干燥和真空干燥。

真空干燥主要用于处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的场合。

2、按操作方式分为连续操作和间歇操作。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
7
8
优点: ① 气、固间传递表面积很大,体积传质系数很高,干 燥速率大; ② 接触时间短,热效率高,气、固并流操作,可以采 用高温介质,对热敏性物料的干燥尤为适宜; ③ 由于干燥伴随着气力输送,减少了产品的输送装置; ④ 气流干燥器的结构相对简单,占地面积小,运动部 件少,易于维修,成本费用低。
19
11.4.3 气流式干燥器的设计计算
主要设备参数:干燥管的直径和高度 (1)基本数据
设计已知条件:qm 2、w1、w2、1、t0、H 0 设计者自行确定的数据:u、t1、t2、L 设计者自行查询的数据:物料的性质、 X c、cm、m、g
(2)进行干燥管的物料衡算和热量衡算 (3)干燥管直径的计算
11.4 干燥器
为满足生产需要,干燥器应达到以下基本要求: 适应被干燥物料的多样性和不同产品规格要求; 设备的生产能力要高; 能耗的经济性; 还应便于操作、控制等。
1
11.4.1 工业上常用干燥器
1、厢式干燥器(盘架式干燥器) 原理:以热风通过湿物料的表面,达到干燥的目的
适用于通气性好 的颗粒物料,其 干燥速率为并流 时的8~10倍。
4
厢式干燥器的优点: 构造简单,设备投资少; 适应性强,物料损失小,盘易清洗。 尤其适用于需要经常更换产品、小批量物料的干燥。 厢式干燥器的主要缺点: 物料得不到分散,干燥时间长; 若物料量大,所需的设备容积也大; 工人劳动强度大; 热利用率低; 产品质量不均匀。
5
2、转筒干燥器
6
3、气流干燥器
加热器
190 ~ 290 Pa
干燥管
1200 ~ 2500 Pa
粉碎机
290 ~ 490 Pa
旋风分离器
790 ~ 1200 Pa
总压力降
2500 ~ 4500 Pa
23
降速干燥阶段传热量:
2 qmc[(X c X 2 )rav (cm cw X 2 )(2 )]
对于空气-水系统,颗粒在等速段,表面传热系数计算:
hd p 2 0.54( d put g )0.5

g
22
(5)气流干燥器系统的压力损失
各部分的压力损失可按下述数值估算:
10
应用: 气流干燥器适宜于处理含非结合水及结块不严重又不 怕磨损的粒状物料,尤其适宜于干燥热敏性物料或临 界含水量低的细粒或粉末物料。对粘性和膏状物料, 采用干料返混方法和适宜的加料装置,如螺旋加料器 等,也可正常操作。
11
4、流化床干燥器(沸腾床干燥器)
12
适用场合:主要用于干燥晶 体和小颗粒物料 优点:干燥效率高
a
qmc
3600aV
d
3 p

s

asd
( D2
4
2 p
)um

Z

ha(
4
D2 )tm
21
将上式化简得: a D2
qmc
4
600d p s (u ut )
空气传给物料的热量由两部分构成,即:
1 2
恒速干燥阶段传热量:
1 qmc[(X1 X c )r (cm cw X1)( 1)]
缺点: ① 热效率低; ② 设备占地面积大、设备成本费高; ③ 粉尘回收麻烦,回收设备投资大。
17
11.4.2 干燥器的选择
(1)选择干燥器需要考虑的问题 ① 被干燥物料的性质; ② 湿物料的干燥特性 ; ③ 处理量; ④ 回收问题; ⑤ 能源价格、安全操作和环境因素。
18
(2)干燥器选择步骤 ① 根据湿物料的形态、干燥特性、产品的要求、处 理量和以及所采用的热源为出发点,进行干燥实验, 确定干燥动力学和传递特性; ② 确定干燥设备的工艺尺寸,结合环境要求,选择 出适宜的干燥器型式; ③ 若几种干燥器同时适用时,要进行成本核算及方 案比较,选择其中最佳者。
2
厢式干燥器中的加热方式有两种:
单级加热
多级加热
3
H /(kg kg-1) H /(kg kg-1)
等φ线
C
C2
B3
A的干燥过程
等φ线 C
M
B’
A
B
t /℃
具有废气循环的干燥过程
采用废气循环法的优点: ① 可灵活准确地控制干燥介质的温度、湿度; ② 干燥推动力比较均匀; ③ 增加气流速度使得传热(传质)系数增大; ④ 减少热损失,但干燥速率常有所减小。
9
缺点: ① 必须有高效能的粉尘收集装置,否则尾气携带的 粉尘将造成很大的浪费,也会对形成对环境的污染; ② 对有毒物质,不易采用这种干燥方法。但如果必 须使用时,可利用过热蒸汽作为干燥介质; ③ 对结块、不易分散的物料,需要性能好的加料装 置,有时还需附加粉碎过程; ④ 气流干燥系统的流动阻力降较大,动力消耗较大。
流化床干燥与气流干燥对比: 颗粒停留时间长,产品含水率较低 操作气速低,阻力小 物料和设备的摩损较轻 除尘器的负荷较轻 设备紧凑、高度低
13
床内分离器
气体出口
第一层
加料
第二层
出料
热空气
多层流化床干燥器
14
优点 ① 与其它干燥器相比,传热、传质速率高; ② 由于传递速率高,气体离开床层时几乎等于或略 高于床层温度,因而热效率高; ③ 由于气体可迅速降温,所以与其他干燥器比,可 采用更高的气体入口温度; ④ 设备简单,无运动部件,成本费用低; ⑤ 操作控制容易。
15
5、喷雾干燥器
原理:在喷雾干燥器中,将液态物料通过喷雾器分散成细小 的液滴,在热气流中自由沉降并迅速蒸发,最后被干燥为固体 颗粒与气流分离。
16
优点 ① 在高温介质中,干燥过程极快,适宜于处理热敏 性物料; ② 处理物料种类广泛,如溶液、悬浮液、浆状物料 等皆可; ③ 喷雾干燥可直接获得干燥产品,因而可省去蒸发、 结晶、过滤、粉碎等工序; ④ 能得到速溶的粉末或空心细颗粒; ⑤ 过程易于连续化、自动化。
① 湿空气在干燥管中的流速 入口气速:20~30 m/s ; 出口气速:最大颗粒沉降速度的2倍 或比最大颗粒沉降速度大 3 m/s 。
20
② 干燥管直径
D
qVL
3600 u
4
(4)气流干燥管的高度计算
空气至固体颗粒的传热速率方程为:


hAtm

haVtm


ha( 4
D2 )Ztm
其中:
相关文档
最新文档