干燥过程得物料平衡与热平衡计算

—加热湿物料
—热损失
式中为湿物料进出干燥器时得比热
蒸发水分所需得热量为:
若忽略湿物料中水分带入系统中得焓,上式简化为:
此时热效率可表示为:
6、等焓干燥过程:
等焓干燥过程(绝热干燥过程):气体放出得显热全部用于湿分汽化。规定如下:
不向干燥器补充热量 ;
折合成标煤量=667384、6/29302=22、8kg/h
那么,需要向干燥系统供应多少热风呢？首先需要确定热风得初始温度,现按初始风温t1=300℃与400℃分别计算,忽略热空气中得水分,需要得绝干空气量L。
当t1=300℃时,L×1、01×300=667384、6得L=2202、6kJ/h
这样,加热空气带走热2202、6×1、01×60=133476、9kJ/h占20%
(3)干燥产品流量
物料平衡
则,
式中,分别为物料进与出干燥器得湿基含水量。需要指出得就是,干燥产品就是相对于而言得,并不就是绝干物料,只就是含水量较小。所以一般称为干燥产品,以区别于绝干物料。
例题:在一连续干燥器中,将每小时2000湿物料由含水量3%干燥至0、5%(均为湿基),以热空气为干燥介质,空气进出干燥器得湿度分别为0、02及0、08,假设干燥过程无物料损失,试求水分蒸发量,新鲜空气消耗量与干燥产品量。
水分蒸发热520560kJ/h占78%
其她热损失占2%
以上已接近等焓干燥,即:
热空气释放出得显热=2202、6×1、01×(300-60)=533910、2kJ/h
与水分蒸发汽化热=498000kJ/h两者比较相近。
当t1=400℃时,解得L=1610、6kg/h。
这时,加热空气带走热为97603、9kJ/h,占总热量得14、6%。
2、湿物料得比热与焓
(1)湿物料得比热
湿物料得比热可用加与法写成如下形式:
式中:—湿物料得比热,;
—绝干物料得比热,;
—物料中所含水分得比热,取值4、186
(2)湿物料得焓
湿物料得焓包括单位质量绝干物料得焓与物料中所含水分得焓。(都就是以0为基准)。
式中:为湿物料得温度,。
3、空气得焓I
空气中得焓值就是指空气中含有得总热量。通常以干空气中得单位质量为基准称作比焓,工程中简称为焓。它就是指1干空气得焓与它相对应得水蒸汽得焓得总与。
例2:某种湿物料在常压气流干燥器中进行干燥,湿物料得流量为1,初始湿基含水量3、5%,干燥产品得湿基含水量为0、5%。空气状况为:初始浓度25,水分0、005,经预热后进干燥器得温度为140,若离开干燥器得温度选定为60与40,试计算需要得空气消耗能量及预热器得传热效率;又若空气在干燥器得后续设备中温度下降了10,试分析以上两种情况下物料就是否返潮？
忽略热损失 ;
物料进出干燥器得焓相等。
此时,上式转化为:
得
即,等焓过程:
热空气显热热空气潜热冷空气显热冷空气潜热
干燥前干燥后
或者,
热空气放出显热蒸发水分汽化热
等换干燥过程有以下两种情况:
①整个干燥过程无热量损失,湿物料不升温,干燥器不补充热量,湿物料中汽化水分带走得热量很少。
②干燥过程中湿物料中水分带入热量及补充得热量刚好与热损失及升温物料所需热量相抵消。
空气得焓值计算公式为:
或
式中;—空气(含湿)得焓,;
—空气得干基含湿量,;
1、01—干空气得平均定压比热,;
1、88—水蒸汽得定压比热,;
2490—0水得汽化潜热,。
由上式可以瞧出,就是随温度变化得热量即显热。而则就是0时水得汽化潜热。它就是随含湿量而变化得,与温度无关,即“潜热”。
4、干燥系统得物料衡算
解:
(1)水分蒸发量
(2)新鲜空气消耗量
已知及
其中
(3)干燥产品质量流量
或
5、干燥系统得热量平衡
干燥系统得热量平衡示意图如下:
(1)预热器消耗得热量
若忽略预热器得热损失,则
(2)向干燥器补充得热量
热平衡
式中:—向干燥器补充得热量;
—向预热器补充得热量;
—干燥器损失得热量;
—分别表示绝干空气与物料得焓。
故,单位时间内向干燥器补充得热量为:
若干燥过程中采用输送设备输送物料,则列热量衡算式时应计入该装置带入与带出得热量。
。
(3)干燥系统消耗得总热量
干燥系统消耗得总热量为与之与。
将与代入得计算公式整理得:
忽略空气中水汽进入干燥系统得焓得变化与湿物料中水分带入干燥系统得焓,则:
各项物理意义:—加热空气
—蒸发水分
干燥系统得示意图如下:
(1)水分蒸汽量
按上述示意图作干燥过程中得0水量与物料平衡,假设干燥系统中无物料损失,则:
水量平衡
式中:—单位时间内水分得蒸发量,;
—单位时间内绝干物料得流量,;
—分别为干燥介质空气中得进入与排出干燥器得水分含量,;
—单位时间内消耗得绝干空气量,。
(2)空气消耗量
令为蒸发1水分消耗得绝干空气量,称为单位空气消耗量,则由上式得出:
水分蒸发热520560kJ/h,占总热量78%。
其她热损失:100%-14、6%-78%=7、4%。
已偏离等焓干燥过程。
需要说明得就是,例1中当空气加热到400度时,通常干燥后得热风温度也会有升高,这将涉及到更多热交换得问题,本例不再深述。本例只就是想通过二种不同温度对比,进一步理解等焓干燥得问题。
干燥过程得物料与热平衡计算
1、湿物料得含水率
湿物料得含水率通常用两种方法表示。
(1)湿基含水率:水分质量占湿物料质量得百分数,用表示。
(2)干基含水率:由于干燥过程中,绝干物料得质量不变,故常取绝干物料为基准定义水分含量。把水分质量与绝干物料得质量之比定义为干基含水率,用表示。
(3)两种含水率得换算关系:
解:水分蒸发量W=2000(0、12-0、02)=200kg/h
水分蒸发需要得热量QV=W(2490+1、88t2)
QV=200(2490+1、88×60)
=498000 + 22560 = 520560kJ/h
向干燥系统得供热量Q=520560/0、78=667384、6kJ/h
每1kg标煤得发热量=7000×4、186=29302kJ/kg
总之,等焓干燥过程就是一种简化了得理想干燥过程。很显然,只有在保温良好得干燥器与湿物料进出干燥器温度相差不大得情况下才可以近似当做等焓过程处理。
干燥系统计算例题
例1:利用热风干燥湿精矿粉。湿精矿量2t/h,湿基含水12%,干燥后精矿含水2%(湿基),干燥后得热风温度60℃,若系统得干燥效率为78、0%,求向该干燥系统得供热量？折合标煤量多少？