化工单元操作及设备干燥

N 燥介质。
p
当脱除的湿分是易燃/爆
的有机气体，用N2作干介。
三、对流干燥流程
❖对流干燥的流程
空气
预热器
干燥器
废气
干燥产品
湿物料
四、对流干燥流程及经济性
(1)干燥过程的传热、传质
传热
传质
方向
从气相到固 体
从固体到气相
推动力
温度差
水汽分压差
(2) 干燥过程进行的必要条件
①湿物料表面水汽压力大于干燥介质水汽分压；
nw pw P pw
X1
w1 1 w1
两种含水量之间的换算关系为:
二、湿空气的状态参数(性质)
本章以空气作干燥介质，水是湿分为讨论对象. 我们赖以呼吸、生存的空气 = 绝干空气 + 水蒸汽 通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小：湿
度 H 及相对湿度 φ
当空气中水气 p≤ps
不饱和
空气。
饱和
一、湿度（湿含量）H
②干燥介质将汽化的水汽及时带走。
第二节 对流干燥物料与干燥介质
一、物料的湿分 物料的湿分表示——含水量 物料中含水量的表示方式通常有两种：湿基含水量和
干基含水量。 1.湿基含水量 单位质量湿物料所含水分的质量，即
湿物料中水分的质量分数，称为湿物料的湿基含水 量，用符号w表示，其单位为kg(水)/kg(湿物料)。 根据其定义，可写成
缺点：电耗大。
4. 介电（微波）加热干燥 在高频电场的交变作用下，物料被加热除湿。
高频电 ＜3000 MHz—高频加热 场频率 3000MHz ~ 3103 GHz—超高频加热
(微波加热) 工业和科研用微波加热频率为：
9.15 GHz 和 24.5 GHz。
干介与物料间流动情况 从物料表面掠过 从颗粒间穿过 将颗粒吹动(涌动) 将颗粒吹起(同向流动) 颗粒下落(气流横穿)
2.对产品进行干燥，以提高产品中 的有效成分，同时满足运输、贮藏 和使用的需要。如化工生产中的聚 氯乙烯、碳酸氢铵、尿素，食品加 工中的奶粉、饼干，药品制造中的 很多药剂，其生产的最后一道工序 都是干燥。
二、干燥概述
1.物料的去 湿方法
(1)机械去湿 物料带水较多 时，可先用离 心过滤等机械 分离方法以除 去大量的水；
湿物料中水分的质量 w 湿物料的总质量
2.干基含水量：湿物料在干燥过程中，水分不断被 汽化移走，湿物料的总质量在不断变化，用湿基 含水量有时很不方便。考虑到湿物料中的绝干物 料量在干燥过程中始终不变（不计漏损），以绝 干物料量为基准的干基含水量，使用起来较为方 便。所谓干基含水量，是指单位绝干物料中所含 水分的质量，用符号X表示，单位为 kg(水)/kg(绝干料)。根据其定义，可写成
3. 辐射干燥（红外线干燥） 辐射到湿物料表面的辐射能→热能（靠导热向 物料内部传递）→气化湿分。 工业用 电能—专门发射红外线的灯泡。 辐射器 热能—用热金属板或陶瓷辐射板产生红外线。 如：将空气和煤气混合物在白色陶瓷辐射板上进行无 烟燃烧，使板面达400-500℃时产生大量红外线。
优点：强度比导热、对流干燥大十几倍；
连续干燥、间歇干燥
按操作 方式
按传热 方式
传导干燥、对流干燥、辐射干燥、 介电加热干燥及以上某些方式的联 合干燥
供热干燥的分类
四种
传导 干燥
对流 干燥
辐射干 燥
介电加热 干燥
1. 传导干燥
料浆
干物料
压料辊
蒸汽通入管及冷凝液 排出管的安置位置
滚筒干燥器
优点：热利用率高； 缺点：物料层各处受热不均，内侧可能因 过热而变质。
(2)吸附去湿 用某种平衡水汽 分压很低的干燥 剂（与湿物料并 存，使物料种的 水分相继经气相 而转入干燥剂内
(3)供热干燥 向物料提供热 量，用以气化 其中的湿分， 并设法移去已 经气化了的湿 分。
2.干燥操作方法分类
按操作 压力
常压干燥、真空干燥
真空干燥适用于处理热敏性及易氧化的 物料或要求成分含量极低的场合
定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气
质量之比。
H M水 • p水汽 0.622 p水汽
M气 p p水汽
p p水汽
nw：湿空气中水汽的摩尔数，kmol；
ng：湿空气中绝干空气的摩尔数，kmol；
Mw：水汽的分子量，kg/kmol；
Mg：空气的平均分子量， kg/kmol。
当湿空气可视为理想气体时，则有：
2. 对流干燥 干燥介质与物料间有相对流动，料在流动中
相互碰撞松散(破碎)传热、传质表面积。 干燥介质往往采用加热的空气，以对流传热
的方式将热传递给湿物料汽化其中的湿分，内部 湿分扩散至物料表面 ，汽化蒸汽从物料表面扩 散至干燥介质主体后被介质带走。
❖所以，干燥介质在干燥过程中既是载 热体又是载湿体。在对流干燥中，干 燥介质的温度容易调控，被干燥的物 料不易过热，但干燥介质离开干燥设 备时，还带有相当一部分热能，故对 流干燥的热能利用程度较差。
❖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。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、干燥的应用
1.对原料或中间产品进行干燥，以满足 工艺要求。如以湿矿（俗称尾砂）生 产硫酸时，为满足反应要求，要先要 对尾砂进行干燥，尽可能除去其水分； 再如涤纶切片的干燥，是为了防止后 期纺丝出现气泡而影响丝的质量。
干燥技术
主要内容
1
概述及应用
2 对流干燥的物料与干燥介质
3 干燥过程物料衡算与热量衡算
4
干燥时间的计算
5
干燥操作条件的确定
6 干燥器及干燥技术应用
第一节 概述及应用 ❖ 化工生产中的固体物料，总是或多或少含
有湿分（水或其他液体），为了便于加工、 使用、运输和贮藏，往往需要将其中的湿分 除去。除去湿分的方法有多种，如机械去湿、 吸附去湿、供热去湿，其中用加热的方法使 固体物料中的湿分汽化并除去的方法称为干 燥，干燥能将湿分去除得比较 流
沸腾床 态 气流床 化
转筒(带抄板)
颗粒下落(气流上吹)
喷雾干燥器
对流干燥同时传递热量和质量 传热推动力：干介与物料的温度差； 传质推动力：物料与干介的浓度差(蒸汽的分压差) 。
热、质传递方向相反。干介于过程中降温增湿。
ti 湿分
pi
t
除热空气外，还可以用
Q 烟道气或其它高温气体作干