单元八 干燥单元操作与设备
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
◆ pw ps
3.对流干燥流程
第二节 湿空气的性质和湿度图
一、湿空气的性质
水蒸气的分压 pw p pg pw
1.湿度（湿含量） H： H nW MW
ngM g
对于空气—水系统：H pW MW 0.622 pW
p pW M g
p pw
饱和状态下：
Hs
0.622
p
ps ps
2.相对湿度
pw 100 %
ps H 0.622 ps
p ps
饱和状态： 1
干空气： 0
相对湿度反映干燥介质的干燥能力。
3.湿空气的比容νH H g HW
g
22.41 Mg
273 t 273
101 .3 p
0.773
273 t 273
101 .3 p
W
22.41 MW
273 t 273
所以，露点是反映湿空气的特征参数。
7.湿空气的湿球温度tW 湿球温度计：
是湿空气的一个特征温度。 8.干球温度t
用普通温度计测得的湿空气温度为其真实温度， 称为干球温度。
9.绝热饱和温度tas 将不饱和的湿空气在绝热（等焓）的条件下
变饱和时的温度。
对于不饱和湿空气： t tW tas td
对于饱和湿空气： t tW tas td
二、湿空气的湿度图及应用
1.I-H图 ◆等湿线 ◆等焓线 ◆等温线 ◆等相对
湿度线 ◆水蒸气
分压线
2. I-H图应用
（1）确定湿空气的状态并查取湿空气的状态。 ◆已知t,φ； ◆已知t, tw； ◆已知t, td；
注：如果两条等参数线得不到交 点，如（ td，H），（ tW，I），
即空气的比热容随空气的湿度而变化。
5.湿空气的焓I
I I g HIV
单位：kJ/kg 干空气
Ig cgt
IV r0 cV t
I 1.01 1.88H t 2492 H
6.湿空气的露点td
当空气刚达到饱和状态时的温度，称为该空气 的露点。（等压、等湿条件）
总压一定，空气的露点越高，相应的饱和蒸气 压越高，湿度也越大；
加热湿物料，使湿分气化并将湿分带走的操作。 注：物料中的湿分多为水分。
二、干燥过程的分类 1.按操作压强分 常压干燥
真空干燥：适用于热敏性、易氧化、易爆 及有毒物料及产品含水量低的场合。 2.按操作方式 连续干燥：生产能力大，质量高；
间歇干燥：操作灵活，适于小批量 生产。
3.按传热方式 （1）传导干燥：以传导方式传递热量使水分气化。
（ tW ，tas ）。
3.湿空气加热、冷却过程 （1）加热A B；
（2）冷却B
（3）干燥过程 B C；
A；
I
I1
B
图8-8
t1
C
t2
t0
A
I2
0
H1
H2
H
干燥过程湿空气在I-H图上的变化
第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算
计算内容：◆水分蒸发量； ◆空气消耗量； ◆所需热量。
一、湿物料中含水量的表示
（1）湿基含水量 湿物料中水分的质量
w 湿物料的总质量 100 % （2）干基含水量
湿物料中水分的质量 X 湿物料的干物料的质量100 %
两者的关系为：
X
w ,w
X
1 w
1 X
二、干燥器物料衡算
1.水分蒸发量
GC X1 LH1 GC X 2 LH2
W GC X1 X2 LH2 H1
通风机的通风Vs量计算如下
VS L H
L0.773
1.244H 0
273 273
t
单位：m3/h;
（3）干燥产品量G2
GC G11 w1 G2 1 w2
G2 1例Gcw：2 PG212112（ww12 略）
三、干燥过程的热量衡算
1.预热器的热量衡算
QP LI0 LI1
QP LI1 I0
用高频电场的交变作用使液体分子运动加剧而产 生热效应，使水分气化。 特点：加热均匀，产品含水量少但消耗电能。
三、对流干燥过程分析
1.对流干燥原理
热量 干燥介质
水分
湿物料
结论：（1）干燥过程热量传递与质量传递同时进行，
但方向相反。
（2）干燥介质既是载热体，又是载湿体。
2.条件： ◆干燥介质温度大于物料表面温度；
101 .33 p
1.244
273 t 273
101 .33 p
H
g
HW
0.773
1.244 H
273 t 273
101 .3 p
单位为：m3湿空气/kg干空气
当总压一定时，比容随温度和湿度的增大而大 4.湿空气的比热容cH
cH cg HcH 单位：kJ/(kg干空气，℃)
cH 1.01 1.88H
意义：
Q QP QD 1.01Lt2 t0 W 1.88t2 2492 GCcm2 t2' t1' QL
（2）空气消耗量
L 单H位2W：H1kg干气/h;
单位蒸汽消耗量：
l L单 位:1kg干气/kg水;
W H2 H1
若以H0表示空气预热前的湿度，而空气经 预热后，其湿度不变，故HO=H1,则有
l L 1 W H2 H0
由此可见，单位空气消耗量仅与H2和H0有关， 与路径无关。湿度H0与气候条件有关，夏季湿度 大，消耗的空气量最多，因此在选择输送空气的 通风机时，应以全年中最大消耗量为依据，
2.干燥器的热量衡算
LI0
GC I1'
QP
QD
LI2
GC
I
' 2
QL
Q QP QD L I2 I0
GC
I
' 2
I1'
QL
令：LI2 I0 1.01L(t2 t0 ) W 1.88t2 2492
所以：
GC
I
' 2
I1'
GCcm2 t2' t1'
Q QP QD 1.01Lt2 t0 W 1.88t2 2492 GCcm2 t2' t1' QL
特点：容易局部过热，金属耗量大； （2）对流干燥：将高温热气流（干燥介质）与物料
直接接触，以对流方式加热物料。 特点：生产能力大，操作控制方便，但热气流耗量
大；
（3）辐射干燥：以辐射的方式传递热量。 特点：生产强度大，干燥程度均匀，时间短，
但消耗电能； （4）介电加热干燥（高频干燥和微波干燥）：利
单元八 干燥单元操作与设备
化学工业出版社
第一节 干燥过程分析
一、固体物料的去湿方法 1.机械去湿法：沉降、过滤和离心分离。 特点：可除去大部分液体，能耗小，湿分不能完
全被除去。 2.吸附ห้องสมุดไป่ตู้湿法：无水氯化钙、硅胶、石灰等物质
的吸附作用。
特点： 费用较高，适用于小批量湿物料（或工业气体）
的去湿。 3.供热去湿（干燥）：
3.对流干燥流程
第二节 湿空气的性质和湿度图
一、湿空气的性质
水蒸气的分压 pw p pg pw
1.湿度（湿含量） H： H nW MW
ngM g
对于空气—水系统：H pW MW 0.622 pW
p pW M g
p pw
饱和状态下：
Hs
0.622
p
ps ps
2.相对湿度
pw 100 %
ps H 0.622 ps
p ps
饱和状态： 1
干空气： 0
相对湿度反映干燥介质的干燥能力。
3.湿空气的比容νH H g HW
g
22.41 Mg
273 t 273
101 .3 p
0.773
273 t 273
101 .3 p
W
22.41 MW
273 t 273
所以，露点是反映湿空气的特征参数。
7.湿空气的湿球温度tW 湿球温度计：
是湿空气的一个特征温度。 8.干球温度t
用普通温度计测得的湿空气温度为其真实温度， 称为干球温度。
9.绝热饱和温度tas 将不饱和的湿空气在绝热（等焓）的条件下
变饱和时的温度。
对于不饱和湿空气： t tW tas td
对于饱和湿空气： t tW tas td
二、湿空气的湿度图及应用
1.I-H图 ◆等湿线 ◆等焓线 ◆等温线 ◆等相对
湿度线 ◆水蒸气
分压线
2. I-H图应用
（1）确定湿空气的状态并查取湿空气的状态。 ◆已知t,φ； ◆已知t, tw； ◆已知t, td；
注：如果两条等参数线得不到交 点，如（ td，H），（ tW，I），
即空气的比热容随空气的湿度而变化。
5.湿空气的焓I
I I g HIV
单位：kJ/kg 干空气
Ig cgt
IV r0 cV t
I 1.01 1.88H t 2492 H
6.湿空气的露点td
当空气刚达到饱和状态时的温度，称为该空气 的露点。（等压、等湿条件）
总压一定，空气的露点越高，相应的饱和蒸气 压越高，湿度也越大；
加热湿物料，使湿分气化并将湿分带走的操作。 注：物料中的湿分多为水分。
二、干燥过程的分类 1.按操作压强分 常压干燥
真空干燥：适用于热敏性、易氧化、易爆 及有毒物料及产品含水量低的场合。 2.按操作方式 连续干燥：生产能力大，质量高；
间歇干燥：操作灵活，适于小批量 生产。
3.按传热方式 （1）传导干燥：以传导方式传递热量使水分气化。
（ tW ，tas ）。
3.湿空气加热、冷却过程 （1）加热A B；
（2）冷却B
（3）干燥过程 B C；
A；
I
I1
B
图8-8
t1
C
t2
t0
A
I2
0
H1
H2
H
干燥过程湿空气在I-H图上的变化
第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算
计算内容：◆水分蒸发量； ◆空气消耗量； ◆所需热量。
一、湿物料中含水量的表示
（1）湿基含水量 湿物料中水分的质量
w 湿物料的总质量 100 % （2）干基含水量
湿物料中水分的质量 X 湿物料的干物料的质量100 %
两者的关系为：
X
w ,w
X
1 w
1 X
二、干燥器物料衡算
1.水分蒸发量
GC X1 LH1 GC X 2 LH2
W GC X1 X2 LH2 H1
通风机的通风Vs量计算如下
VS L H
L0.773
1.244H 0
273 273
t
单位：m3/h;
（3）干燥产品量G2
GC G11 w1 G2 1 w2
G2 1例Gcw：2 PG212112（ww12 略）
三、干燥过程的热量衡算
1.预热器的热量衡算
QP LI0 LI1
QP LI1 I0
用高频电场的交变作用使液体分子运动加剧而产 生热效应，使水分气化。 特点：加热均匀，产品含水量少但消耗电能。
三、对流干燥过程分析
1.对流干燥原理
热量 干燥介质
水分
湿物料
结论：（1）干燥过程热量传递与质量传递同时进行，
但方向相反。
（2）干燥介质既是载热体，又是载湿体。
2.条件： ◆干燥介质温度大于物料表面温度；
101 .33 p
1.244
273 t 273
101 .33 p
H
g
HW
0.773
1.244 H
273 t 273
101 .3 p
单位为：m3湿空气/kg干空气
当总压一定时，比容随温度和湿度的增大而大 4.湿空气的比热容cH
cH cg HcH 单位：kJ/(kg干空气，℃)
cH 1.01 1.88H
意义：
Q QP QD 1.01Lt2 t0 W 1.88t2 2492 GCcm2 t2' t1' QL
（2）空气消耗量
L 单H位2W：H1kg干气/h;
单位蒸汽消耗量：
l L单 位:1kg干气/kg水;
W H2 H1
若以H0表示空气预热前的湿度，而空气经 预热后，其湿度不变，故HO=H1,则有
l L 1 W H2 H0
由此可见，单位空气消耗量仅与H2和H0有关， 与路径无关。湿度H0与气候条件有关，夏季湿度 大，消耗的空气量最多，因此在选择输送空气的 通风机时，应以全年中最大消耗量为依据，
2.干燥器的热量衡算
LI0
GC I1'
QP
QD
LI2
GC
I
' 2
QL
Q QP QD L I2 I0
GC
I
' 2
I1'
QL
令：LI2 I0 1.01L(t2 t0 ) W 1.88t2 2492
所以：
GC
I
' 2
I1'
GCcm2 t2' t1'
Q QP QD 1.01Lt2 t0 W 1.88t2 2492 GCcm2 t2' t1' QL
特点：容易局部过热，金属耗量大； （2）对流干燥：将高温热气流（干燥介质）与物料
直接接触，以对流方式加热物料。 特点：生产能力大，操作控制方便，但热气流耗量
大；
（3）辐射干燥：以辐射的方式传递热量。 特点：生产强度大，干燥程度均匀，时间短，
但消耗电能； （4）介电加热干燥（高频干燥和微波干燥）：利
单元八 干燥单元操作与设备
化学工业出版社
第一节 干燥过程分析
一、固体物料的去湿方法 1.机械去湿法：沉降、过滤和离心分离。 特点：可除去大部分液体，能耗小，湿分不能完
全被除去。 2.吸附ห้องสมุดไป่ตู้湿法：无水氯化钙、硅胶、石灰等物质
的吸附作用。
特点： 费用较高，适用于小批量湿物料（或工业气体）
的去湿。 3.供热去湿（干燥）：