化工单元操作技术全套配套课件第五章干燥操作技术

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1、了解各类型干燥器的结构、特点及应用；,理解干燥的基本方式、机理、特点及影响因素；,掌握对流干燥的计算。,知识目标 能力目标,知识目标,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,能进行干燥器的选型计算。,能操作干燥器；,能力目标,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第二节 干燥的基本知识,第一节 干燥器的结构及应用,第四节 干燥日常运行与操作,第三节 干燥器的计算,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,由于被干燥物料的形状和性质不同，生产规模或生产能力也相差较大，对干燥产品的要求也不尽相同，因此，所采用干燥器的型式也是多种多样的。,第五章 干

2、燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,干燥器的结构,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节

3、 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,常见对流干燥器,（1）被干燥物料的性质,（2）湿物料的干燥特性,（3）处理量,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,（4）回收问

4、题,（5）能源价格、安全操作和环境因素,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,选择干燥器的考虑因素,干燥器的选择最初是以被干燥物料的性质为基础的。选择干燥器时，首先应考虑被干燥物料的形态，物料的形态不同，处理这些物料的干燥器也不同。,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,被干燥物料的性质,不同的湿物料，其干燥特性曲线或临界含水量也不同，所需的干燥时间可能相差悬殊，应选择不同类型的干燥器。,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,湿物料的干燥特性,湿分的类型（结合水、非结合水或二者兼有）； 初

5、始和最终湿含量； 允许的最高干燥温度； 产品的粒度分布； 产品的形态、色、光泽、味等。,湿物料的干燥特性包括：,被干燥湿物料的量也是选择干燥器时需要考虑的主要问题之一。一般来说，处理量小，宜选用厢式干燥器等间歇操作的干燥器；处理量大，宜选用连续操作的干燥器。,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,物料的处理量,干燥过程的回收问题主要是指：,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,物料的回收问题,粉尘回收； 溶剂回收。,为节约能源，在满足干燥的基本条件下，尽可能选择热效率高的,第五章 干燥操作技

6、术,第一节 干燥器的结构及应用,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,能源价格、安全操作和环境因素,若排出的废气中含有污染环境的粉尘或有毒物质，应选择 能减少废气量或对排出的废气能加以处理的干燥器。,此外，在选择干燥器时，还必须考虑噪音问题。,干燥器的最终选择通常将在设备价格、操作费用、 产品质量、安全及便于安装等方面提出一个折衷方案。,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,（1）箱式干燥器,多应用于规模小、品种多、干燥条件变动大、干燥时间长的场合。,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,不同干燥器的适用条件,（2）喷雾干燥器,适用于士林

7、蓝及士林黄染料等。,如：实验室的干燥装置。,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,(3)转筒式干燥器,主要用于处理散粒状物料、含水量很高的物料或膏糊状物料，也 可以干燥溶液、悬浮液、胶体溶液等流动性物料。,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,不同干燥器的适用条件,(4)流化床干燥器,适用于处理粉粒状物料，而且粒径最好在30-60m范围内。,第五章 干燥操作技术,第一节 干燥器的结构及应用,(5)气流式干燥器,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。,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,不同干燥器的适用条件,(6)洞道式干燥器,适用于干燥具有一定形状且比较大的物料

8、，如皮革、木材、陶 瓷等。,第二节 干燥的基本知识,第一节 干燥器的结构及应用,第四节 干燥日常运行与操作,第三节 干燥器的计算,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,第五章 干燥操作技术,湿空气经加热后进入干燥器，气流与湿物料直接接触，沿空气行程其温度降低，湿含量增加，废气自干燥器另一端排出。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,对流干燥的方法,第五章 干燥操作技术,物料表面温度i低于气相主体温度t，因此热量以对流方式从气相传递到固体表面，再由表面向内部传递，这是个传热过程；固体表面处水气压 Pi高于气相主体中水气分压，因此水气由固体表面向

9、气相扩散，这是一个传质过程。可见对流干燥过程是传质和传热同时进行的过程 。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,对流干燥的原理,第五章 干燥操作技术,1. 湿度H,（2）以分压比表示,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。,（1）定义式,第五章 干燥操作技术,2. 饱和湿度Hs,由于水的饱和蒸汽压只与温度有关，故饱和湿度是湿空气总压 和温度的函数。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,湿空气中水蒸汽分压恰好等于该温度下水的饱和蒸汽压Ps时的湿度,

10、第五章 干燥操作技术,3. 相对湿度,=1（或100%），表示空气已被水蒸汽饱和， 已无干燥能力。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,当总压一定时，湿空气中水蒸汽分压pv与一定总压下空气中水汽分压可能达到的最大值之比的百分数, 定义式:,第五章 干燥操作技术, H、t 之间的函数关系, 意义：,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,相对湿度,相对湿度表明了湿空气的不饱和程度，反映湿空气吸收水汽的能力。,可见，对水蒸汽分压相同而温度不同的湿空气，温度愈高，则Ps值 愈大，值愈小，干燥能力愈大。,第五章 干燥操作技术,3. 湿比热

11、CH,4. 焓I,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,将1kg干空气和其所带的Hkg水蒸气的温度升高1所需的热量,CH=Ca+CvH=1.01+1.88H,湿空气的焓为单位质量干空气的焓和其所带Hkg水蒸汽的焓之和,计算基准：0时干空气与液态水的焓等于零。,第五章 干燥操作技术,5. 湿空气比容H,由上式可见，湿比容随其温度和湿度的增加而增大。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,每单位质量绝干空气中所具有的空气和水蒸汽的总体积,套管换热器,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单

12、元操作技术,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。,空气的性质,根据 ，查其相对应的饱和温度，即为该湿含量H和总压P 时的露点 。,6. 露点,第五章 干燥操作技术,7. 干球温度t、湿球温度tW,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,干球温度t：在空气流中放置一支普通温度计，所测得空气的温度,湿球温度tW：将用水润湿纱布包裹温度计的感湿球，置于一定温 度和湿度的流动的空气中，达到稳态时所测得的温度,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,湿球温度计,沉浸式蛇管,第五章 干燥操作技术,

13、湿球温度：,一般在气速为3.810.2m/s的范围内，比值/kH近似为一常数。此时，湿球温度tW为湿空气温度t和湿度H的函数。,注意：湿球温度不是状态函数；在测量湿球温度时，空气速度一般需大于 5m/s，使对流传热起主要作用，减少热辐射和传导的影响，使测量 较为精确。,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,湿球温度计,沉浸式蛇管,绝热饱和过程中，气、液两相最终达到的平衡温度,8. 绝热饱和温度tas,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,空气的性质,以单位质量的干空气为基准，在稳态下对全塔作热量衡算:,上式表明，空气的绝

14、热饱和温度tas是空气湿度H和温度t的函数。,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,绝热饱和温度的计算,得:,比较干球温度t、湿球温度tw、绝热饱和温度tas及露点td可以得出：,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,不饱和湿空气： ttw（tas）td,饱和湿空气： ttw（tas）td,已知湿空气的总压为101.3kN/，相对湿度为50%，干球温度为20o C。,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,示 例,试求：(a) 湿度；(b)水蒸汽分压p；

15、（c) 露点td； (d) 焓； (e) 如将500kg/h干空气预热至117o C，求所需热量； (f) 每小时送入预热器的湿空气体积。,(a)湿度,解：,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,由饱和水蒸汽表查得，水在20 oC时饱和蒸汽压为ps=2.34kN/m,由已知得，,(b)水蒸汽分压,(c)露点td,(d)焓,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,露点是空气在湿度或水蒸汽分压p不变的情况下，冷却达到饱和 时的温度。所以可由p=1.17kn/ 查饱和水蒸汽表，得到对应的饱 和温度td=9OC。,(e)热量,(f)湿空气体积,第五章 干

16、燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,1、结合水分与非结合水分,结合水分 包括物料细胞壁内的水分、物料内毛细管中的水分及以结晶水的形态存在于固体物料之中的水分等。,第五章 干燥操作技术,化工单元操作技术,物料中所含水分的性质,非结合水分 包括机械地附着于固体表面的水分，如物料表面的吸附 水分、较大孔隙中的水分等。,第五章 干燥操作技术,第二节 干燥的基本知识,在一定温度下，由实验测定的某物料的平衡曲线，将该平衡曲线延长与 =100%的纵轴相交，交点以下的水分为该物料的结合水分，因其蒸汽压低于同温下纯水的饱和蒸汽压。交点以上的水分为非结合水分。,第五章 干