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1、 本文由安凡樱贡献ppt文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。第十章加料干 燥至分离器 出料分布盘 热空气单层圆筒沸腾床干燥器化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering10. 10.1 概述10.1.1 干燥的目的、本质及分类 10. 干燥的目的、10. 10.1.1.1 目的 将湿固体物料除去湿分（水或其他液体） 去湿。 将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）去湿。 去湿 去湿的方法： 去湿的方法： 机械去湿，即通过压榨、过滤、 （1） 机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿
2、，这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完 这是一种低能耗的去湿方法， 全。 热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化， （2） 热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化 产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法， 产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种 方法简称为干燥。方法简称为干燥。 干燥化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering10. 10.1.1.2 本质 本质： 本质：水分从物料表面向气相转移的 过程。 过程。干燥过程是传质和传热相结合的过 程（热、质反向传递），干燥速率同时由 质
3、反向传递） 传热速率和传质速率所支配。 传热速率和传质速率所支配。 必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽 必要条件： 压超过干燥介质中的蒸汽分压， 压超过干燥介质中的蒸汽分压，即pm pw。 p =( pm- pw), 干燥速率 干燥速率热空气 物料 湿 分 i pi p 热空气与物料间传热和传质t Q N因此， 作为干燥介质的热空气必须不断提供热量给湿 因此， 物料，使湿物料表面的水分不断汽化 物料，使湿物料表面的水分不断汽化pm, 物料内部的水分 可继续扩散到表面来。另一方面， 可继续扩散到表面来 。 另一方面 ， 干燥介质应及时将汽化 的水汽带走p 以保持一定的传质推动力 的水汽带走 w，以
4、保持一定的传质推动力p 。化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering10. 10.1.1.3 分类 根据热能传递方式的不同分成以 下四类： 下四类： （1）传导干燥 能通过传热壁面以传导方式传给 与壁面接触的湿物料。 与壁面接触的湿物料。 优点：热能利用程度较高； 优点：热能利用程度较高； 缺点： 缺点 ： 与金属壁面接触的物料在 干燥时易形成过热而变质。 干燥时易形成过热而变质。产品 刮刀加料加热蒸汽传导干燥滚筒干燥器 传导干燥 滚筒干燥器化工与材料工程学院Department of Chemical and Mater
5、ials Engineering（2）对流干燥 热能以对流方式由热空气传 给与其直接接触的湿物料， 给与其直接接触的湿物料，产生 的蒸汽也由热空气带走。 的蒸汽也由热空气带走。 优点：热空气的温度调节比 优点： 较方便，物料不至于被过热。 较方便，物料不至于被过热。 缺点： 缺点：热空气离开干燥器时 尚带有相当大的一部分热能， 尚带有相当大的一部分热能，因 此对流干燥的热能利用程度比传 导干燥差。 导干燥差。加料至分离器出料page 1 分布板热空气化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering（3）辐射干燥 热能以电磁波的形
6、式由辐射器发射到达湿物料表面， 热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被 湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目 的。 优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净， 优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使 用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。 用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。 缺点：电能消耗大。 缺点：电能消耗大。 （4）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场内， 依靠电能加热物料将需要干燥的物料置于高频电场内， 并使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的， 并使湿分汽化 。 此法由于加热的能量是由高频装置产生的 ， 其所需的费用较大，故在工业
7、上的应用受到限制。 其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering10.1.2 对流干燥流程及其经济性废气 干燥器 湿物料 对流干燥流程示意图（并流、连续） 对流干燥流程示意图（并流、连续） 干燥产品预热器 空气经济性： 经济性：能耗和热的利用率化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering10.2 湿空气的性质及湿度图 10.2.1 湿空气的性质 1 水蒸气分压 v 水蒸气分压p空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高
8、， 空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分 压定律， 压定律，则有 p p nvpg=vP ? pv=vng2 湿度 湿度(humidity)H又称为湿含量或绝对湿度(absolute humidity)。它以湿空 又称为湿含量或绝对湿度 。 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示， 气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用 符号，其单位为： 水气 ，其单位为 水气/kg干空气 符号，其单位为：kg水气 干空气 。湿空气中水气的质量 nv M v H = = 湿空气中绝干空气的质 量 n g M g化工与材料工程学院Department of Chemical a
9、nd Materials Engineering常温下，湿空气可视为理想气体， 常温下，湿空气可视为理想气体，则有18pv pv H= = 0.622 29(P ? pv ) P ? pv在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压 在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度 下纯水的饱和蒸气压p 下纯水的饱和蒸气压 s，则有ps H s = 0.622 P ? ps由于水的饱和蒸气压仅与温度有关， 由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿 度是温度和总压的函数， 度是温度和总压的函数，即H s = f (t , P )化工与材料工程学院Department of Chemical and
10、 Materials Engineering3 相对湿度 在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压 在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv 与同温度下 之比的百分数，称为相对湿度(relative 水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数，称为相对湿度 humidity)，用符号表示，即 ，用符号 表示 表示，page 2 pv ? = 100% ps当pv=0时，=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。 时 ，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。 当pv=ps时，=1，表示湿空气为饱和空气。 ，表示湿空气为饱和空气。化工与材料工程学院Department of Chemical and Materia
11、ls Engineering相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度， 相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用 于判定该湿空气能否作为干燥介质， 值与越小 值与越小， 于判定该湿空气能否作为干燥介质，值与越小，则吸湿 能力越大。 能力越大。湿度：是湿空气含水量的绝对值， 湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气 的吸湿能力。 的吸湿能力。 在一定总压和温度下， 在一定总压和温度下，两者之间的关系为ps H = 0 . 622 P ? ?ps化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineerin
12、g4 湿空气的比热CH在常压下，将湿空气中 绝干空气及相应 在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应kg 水汽的温度 绝干空气及相应升高（或降低） 所需要（ 升高（或降低）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又 所需要 或放出）的热量，称为比热， 称为湿热，用符号 表示，单位是kJ/(绝干气 oC)，即 称为湿热，用符号CH表示，单位是 绝干气 ，c H = c g + Hc v式中 cH湿空气的比热， kJ/(绝干气 oC)； 湿空气的比热， 湿空气的比热 绝干气 ； cg绝干空气的比热， kJ/(绝干气 oC)； 绝干空气的比热，绝干空气的比热 绝干气 ； cv水气的比热， kJ/(水
13、气 oC) 水气的比热， 水气的比热 水气在常用的温度范围内， 在常用的温度范围内，有cH = 1.01 + 1.88 H上式说明： 上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering5 湿空气的焓 I湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和， 湿空气中 绝干空气的焓与相应水汽的焓之和 空气的焓，用符号 表示单位是kJ/kg干空气。 表示， 干空气。 空气的焓，用符号I表示，单位是 干空气I=Ig+IvH湿空气的焓， 绝干气； 式中湿空气的焓，kJ/
14、kg绝干气； 湿空气的焓 绝干气 Ig 绝干空气的焓，kJ/kg绝干气； 绝干空气的焓 kJ/kg绝干气 绝干空气的焓， 绝干气； Iv水气的焓，kJ/kg水气。 水气的焓， 水气。 水气的焓水气 时焓为零作基准而计算的， 注：空气的焓是根据干空气及液态水在0 oC时焓为零作基准而计算的， 空气的焓是根据干空气及液态水在 时焓为零作基准而计算的 因此，对于温度为t 及湿度为的湿空气，其焓包括由0 的水变为 的水变为0 因此，对于温度为 及湿度为的湿空气，其焓包括由 o C的水变为 o C 的水汽所需的潜热及湿空气由0 升温至 升温至t 所需的显热之和 所需的显热之和， 的水汽所需的潜热及湿空气
15、由 oC升温至 oC所需的显热之和，即I = ( c g + Hc v )t + Hr00= (1 .01 + 1 .88 H )t + 2490 H化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering6 湿空气的比容vH在湿空气中， 绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和， 水气体积之和， 在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的 绝干气体积和相应的 水气体积之和 称为湿空气的比容，亦称湿容积 称为湿空气的比容，亦称湿容积(humid volume)，用符号vH ，用符号v 表示，单位为： 湿空气/kg绝干气 绝干气。 表示，单位为：m
16、3湿空气 绝干气。page 3m3绝干气+ m3水气 vH = kg绝干气1 H 273 + t 1.013105 vH = ( + ) 22.4 29 18 273 P 273 + t 1.013105 = (0.772 + 1.244H ) 22.4 273 P化工与材料工程学院Department of Chemical and Materials Engineering7 露点 td不饱和的空气在湿含量不变的情况下冷却， 不饱和的空气在湿含量不变的情况下冷却，达到饱和状 态时的温度，称为该湿空气的露点 用符号t 态时的温度，称为该湿空气的露点(dew piont),用符号 d表示。 用符号 表示。 在露点时，空气的湿度为饱和湿度， 在露点时，空气的湿度为饱和湿度，=1。 。H s,td =0.622ps,td P ? ps,tdps ,t d =H s ,t d P 0.622 + H
