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1、第十三章 干 燥 第一节、概述在在工工业业生生产产中中所所得得到到的的固固态态产产品品或或半半成成品品往往往往含含有有过过多多的的水水分分或或有有机机溶溶剂剂(湿湿份份)，要要制制得得合合格格的的产产品品需需要要除除去去固固体体物物料料中中多余的湿份。这种除去湿分的操作称为去湿。多余的湿份。这种除去湿分的操作称为去湿。例如：例如：制盐工业中，在过饱和的氯化钠溶液中生成的食盐晶粒；制盐工业中，在过饱和的氯化钠溶液中生成的食盐晶粒；塑料工业中，氯乙烯单体在水相中聚合制成的塑料颗粒；塑料工业中，氯乙烯单体在水相中聚合制成的塑料颗粒；食品工业中，由鲜牛奶制奶粉。食品工业中，由鲜牛奶制奶粉。工业去湿方法
2、工业去湿方法1、机机械械脱脱水水：沉沉降降或或过过滤滤，实实质质上上是是固固、液液相相的的分分离离过过程程。湿湿分分不不发发生生相相变变，能能耗耗少少，费费用用低低，但但湿湿分分去去除除不不彻彻底底，只只适适用用于于物物料料间间大大量量水水分分的的去去除除，一一般般用用于于初初步步去去湿湿，为为进进一一步步干干燥作准备。燥作准备。惯惯用用做做法法：先先采采用用机机械械方方法法把把固固体体所所含含的的大大部部分分湿湿份份除除去去，然然后后再再通通过过加加热热把把机机械械方方法法无无法法脱脱除除的的湿湿份份干干燥燥掉掉，以以降降低低除湿的成本。除湿的成本。3、干干燥燥：通通过过加加热热汽汽化化去去
3、除除湿湿分分。借借助助于于热热能能，使使物物料料中中的的湿湿分分汽汽化化，并并将将产产生生的的蒸蒸汽汽加加以以排排除除或或带带离离物物料料。去去湿湿过过程程中中湿湿分分发发生生相相变变，耗耗能能大大，费费用用高高，但但湿湿分分去去除除较较为为彻彻底底，可去除物料表面以致内部的湿分。可去除物料表面以致内部的湿分。2、物理除湿物理除湿：用吸湿性较强的化学药品：用吸湿性较强的化学药品(如无水氯化钙、苛如无水氯化钙、苛性钠等性钠等)或吸附剂或吸附剂(如分于筛、硅胶等如分于筛、硅胶等)来吸收或吸附物料中来吸收或吸附物料中水分，该法适用于除少量湿分。水分，该法适用于除少量湿分。干燥方法的分类：干燥方法的分
4、类：根据加热方法可分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥。根据加热方法可分为传导干燥、对流干燥和辐射干燥。传导干燥传导干燥：热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料，使其：热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料，使其中的水分汽化，然后，所产生的蒸汽被干燥介质带走，或用真中的水分汽化，然后，所产生的蒸汽被干燥介质带走，或用真空泵抽走的干燥操作过程。空泵抽走的干燥操作过程。按操作压强来分：按操作压强来分：（1）常压干燥常压干燥：多数物料的干燥采用常压干燥：多数物料的干燥采用常压干燥（2）真真空空干干燥燥：适适用用于于处处理理热热敏敏性性、易易氧氧化化或或要要求求产产品品含含湿湿量很低的物料量很低的物料按操
5、作方式来分：按操作方式来分：（1）连续式连续式：湿物料连续投入干燥设备中，干品连续排出：湿物料连续投入干燥设备中，干品连续排出特点：生产能力大，产品质量均匀，热效率高和劳动条件好。特点：生产能力大，产品质量均匀，热效率高和劳动条件好。（2）间间歇歇式式：湿湿物物料料分分批批加加入入干干燥燥设设备备中中，干干燥燥完完毕毕后后卸卸下下干干品品再再加加料料。如如烘烘房房，适适用用于于小小批批量量多多品品种种或或要要求求干干燥燥时时间间较较长的物料的干燥。长的物料的干燥。 对流干燥：对流干燥：热能以对流给热的方式由热干燥介质热能以对流给热的方式由热干燥介质(通常是热空通常是热空气气)传给湿物料，使物料
6、中的水分汽化，物料内部的水分以气传给湿物料，使物料中的水分汽化，物料内部的水分以气态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程。至干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程。辐辐射射干干燥燥：热热能能以以电电磁磁波波的的形形式式由由辐辐射射器器发发射射至至湿湿物物料料表表面面后后，被被物物料料所所吸吸收收转转化化为为热热能能，而而将将水水分分加加热热汽汽化化，达达到到干干燥的目的。燥的目的。优优点点：比比热热传传导导干干燥燥和和对对流流干干燥燥的的生生产产强强度度大大几几十十倍倍，且且设设备紧凑，干燥时
7、间短，产品干燥均匀而洁净。备紧凑，干燥时间短，产品干燥均匀而洁净。缺点：缺点：能耗大，适用于干燥表面积大而薄的物料。能耗大，适用于干燥表面积大而薄的物料。 优点：优点：由于该过程中湿物料与加热介质不直接接触，故又称由于该过程中湿物料与加热介质不直接接触，故又称为间接加热干燥，该法热能利用较高。为间接加热干燥，该法热能利用较高。缺点：缺点：与传热壁面接触的物料在干燥时易局部过热而变质。与传热壁面接触的物料在干燥时易局部过热而变质。干干燥燥介介质质：用用来来传传递递热热量量（载载热热体体）和湿份（载湿体）的介质。和湿份（载湿体）的介质。由由于于温温差差的的存存在在，气气体体以以对对流流方方式式向固
8、体物料传热，使湿份汽化；向固体物料传热，使湿份汽化；在在分分压压差差的的作作用用下下，湿湿份份由由物物料料表表面面向气流主体扩散，并被气流带走。向气流主体扩散，并被气流带走。对流干燥过程原理温温度度为为 t、湿湿份份分分压压为为 p 的的湿湿热热气气体体流流过过湿湿物物料料的的表表面面，物物料表面温度料表面温度 ti低于气体温度低于气体温度 t。干干燥燥的的必必要要条条件件：只只要要物物料料表表面面的的湿湿份份分分压压高高于于气气体体中中湿湿份份分压，干燥即可进行，与气体的温度无关。分压，干燥即可进行，与气体的温度无关。气气体体预预热热并并不不是是干干燥燥的的充充要要条条件件，其其目目的的在在
9、于于加加快快湿湿份份汽汽化化和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。和物料干燥的速度，达到一定的生产能力。 HtqWtippi M干燥是热、质同时传递的过程干燥是热、质同时传递的过程第二节湿气体的性质 湿湿气气体体：绝绝干干气气体体与与湿湿份份蒸蒸汽汽的的混混合合物物，其其性性质质与与湿湿份份蒸蒸汽汽的数量有关。的数量有关。在在干干燥燥过过程程中中，随随着着物物料料中中湿湿份份的的汽汽化化，气气体体中中湿湿份份蒸蒸汽汽的的含含量量在在不不断断增增加加，但但绝绝干干气气体体的的量量保保持持不不变变。为为计计算算方方便便，通常取单位质量的绝干气体作为计算基准。通常取单位质量的绝干气体作为计算基准。干
10、干球球温温度度t ：湿湿气气体体的的真真实实温温度度，简简称称温温度度（或或K）。将温度计直接插在湿气体中即可测量将温度计直接插在湿气体中即可测量。系系统统总总压压P：即即湿湿气气体体的的总总压压（kPa）。干干燥燥过过程程中中系系统统总总压基本上恒定不变。压基本上恒定不变。干干燥燥操操作作通通常常在在常常压压下下进进行行，常常压压干干燥燥的的系系统统总总压压接接近近大大气气压力，热敏性物料的干燥一般在减压下操作。压力，热敏性物料的干燥一般在减压下操作。一、湿气体的干球温度和总压一、湿气体的干球温度和总压二、湿份的表示方法二、湿份的表示方法湿气体中湿份蒸汽的压力，用湿气体中湿份蒸汽的压力，用p
11、 表示（表示（kPa）；）；当当气气体体为为湿湿份份蒸蒸汽汽所所饱饱和和时时，湿湿份份分分压压达达到到最最大大值值，即即系系统统温度下湿份的饱和蒸汽压温度下湿份的饱和蒸汽压。1、湿份分压、湿份分压湿湿气气体体中中湿湿份份蒸蒸汽汽的的质质量量与与绝绝干干气气体体的的质质量量之之比比。若若湿湿份份蒸蒸汽和绝干气体的摩尔数汽和绝干气体的摩尔数(nw, ng)和摩尔质量和摩尔质量(Mw , Mg)2、绝对湿度、绝对湿度(湿度湿度)Hkg湿份蒸汽湿份蒸汽/kg绝干气体绝干气体对于空气对于空气-水系统：水系统：Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96kg/kmol总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽
12、的分压有关。总压一定时，气体的湿度只与湿份蒸汽的分压有关。湿湿度度只只表表示示湿湿气气体体中中所所含含湿湿份份的的绝绝对对数数，不不能能反反映映气气体体偏偏离离饱和状态的程度（气体的吸湿潜力）。饱和状态的程度（气体的吸湿潜力）。3、相对湿度、相对湿度一一定定的的系系统统总总压压和和温温度度下下，气气体体中中湿湿份份蒸蒸汽汽的的分分压压p 与与系系统统温度下湿份的饱和蒸汽压温度下湿份的饱和蒸汽压ps 之比。之比。 值越低，气体偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大；值越低，气体偏离饱和的程度越远，吸湿潜力越大； =100% 时，时，p=ps，气体被湿份蒸汽所饱和，不能再吸湿。，气体被湿份蒸汽所饱和，不
13、能再吸湿。对于空气对于空气-水系统：水系统：讨论：讨论：若若t 总压下湿份的沸点，总压下湿份的沸点，0 100%；若若t 总总压压下下湿湿份份的的沸沸点点，湿湿份份psP，最最大大 (气气体体全全为为湿湿份份蒸汽蒸汽) 湿湿份份的的临临界界温温度度，气气体体中中的的湿湿份份已已是是真真实实气气体体，此此时时 0，理论上吸湿能力不受限制；，理论上吸湿能力不受限制； =f (H, t)。ps 随随温温度度的的升升高高而而增增加加，H 不不变变提提高高t， ，气体的吸湿能力增加，故气体用作干燥介质应预热。气体的吸湿能力增加，故气体用作干燥介质应预热。H 不不变变而而降降低低t， ，气气体体趋趋近近饱
14、饱和和状状态态。当当气气体体达达到到饱饱和和状态状态(露点露点)而继续冷却时，气体中的湿份将呈液态析出。而继续冷却时，气体中的湿份将呈液态析出。湿份为水时，可按下式由系统温度湿份为水时，可按下式由系统温度t 计算饱和蒸汽压计算饱和蒸汽压4、湿空气比容、湿空气比容vH （或干基湿比容）或干基湿比容）1kg绝干空气及其所携带的绝干空气及其所携带的Hkg湿分蒸汽的总体积湿分蒸汽的总体积单位：单位：m3/kg绝干气体绝干气体常压下常压下(P=101.325kPa)：5、湿空气的比热、湿空气的比热cH（或干基湿比热）或干基湿比热）1kg绝绝干干气气体体及及所所含含Hkg湿湿份份蒸蒸汽汽温温度度升升高高1
15、所所需需要要的的热热量，单位：量，单位：J/(kg绝干气体绝干气体)式中：式中：cg 绝干气体的比热，绝干气体的比热，J/(kg绝干气体绝干气体)； cv 湿份蒸汽的比热，湿份蒸汽的比热，J/(kg湿份蒸汽湿份蒸汽)。对于空气对于空气-水系统：水系统：cg=1.005kJ/(kg)，cv=1.884kJ/(kg)6、湿空气的焓、湿空气的焓iH (或干基湿焓或干基湿焓)1kg绝绝干干气气体体及及所所含含Hkg湿湿份份蒸蒸汽汽所所具具有有焓焓的的总总和和，单单位位：kJ/kg绝干气体绝干气体由由于于焓焓是是相相对对值值，计计算算焓焓值值时时必必须须规规定定基基准准状状态态和和基基准准温温度度，若取
16、若取0下的绝干气体和液态湿份的焓为零，则：下的绝干气体和液态湿份的焓为零，则：对于空气对于空气-水系统：水系统：绝干气体的焓为绝干气体的焓为 湿分蒸汽的焓包括液态湿分在湿分蒸汽的焓包括液态湿分在0的汽化潜热和的汽化潜热和0以上的显以上的显热，即热，即7湿空气的绝热饱和温度湿空气的绝热饱和温度tas 循环水循环水tas湿空气湿空气H,t补充水补充水tasHas, tas图图13-1空气增湿塔空气增湿塔绝热冷却绝热冷却过程示意图过程示意图或或rastas下水的汽化潜热，下水的汽化潜热，kJ/kg；Hastas下空气的饱和湿度，下空气的饱和湿度，kg/kg。气相：气相：I始始=I末末绝热饱和绝热饱和
17、增湿塔增湿塔8干球温度干球温度t用普通温度计所测得温度为湿空气的干球温度（一般所用普通温度计所测得温度为湿空气的干球温度（一般所讲的温度均指干球温度）。讲的温度均指干球温度）。9湿球温度湿球温度tw twtpwpwHwH湿纱布湿纱布有效气膜有效气膜平衡时的热量衡算：平衡时的热量衡算：湿空气传给纱布热量：湿空气传给纱布热量： （13-9）水分汽化速率：水分汽化速率： （13-10）汽化所需的潜热汽化所需的潜热（13-10a）Q1, Q2传热、需热速率，传热、需热速率，kW；A湿纱布与空气的接触面积，湿纱布与空气的接触面积，m2；空气与湿纱布之间的对流传热系数，空气与湿纱布之间的对流传热系数，kW
18、/(mK); t,tW空气的干、湿球温度，空气的干、湿球温度，； GW水分汽化速率，水分汽化速率，kg/s；kH以湿度差以湿度差(H)为推动力的传质系数，为推动力的传质系数，kg/(m2s);rW水在水在tW下的汽化潜热，下的汽化潜热，kJ/kg;HW空气在空气在tW下下饱和湿度，饱和湿度，kg/kg; H空气的湿度，空气的湿度，kg/kg。在达到稳定即达到湿球温度时，在达到稳定即达到湿球温度时，Q1= Q2，即即或或式式中中rW、HW是是湿球温度湿球温度tW的的函数，求必须用试差。湿球函数，求必须用试差。湿球温度温度tW主要取决于主要取决于空气状态：空气状态：t、H；流动条件：影响着流动条件
19、：影响着、kH。对对空空气气水水系系统统，空空气气速速度度为为3.810m/s范范围围内内,u0.8，kHu0.8，所以所以/kHu0与流速无关而只与物性有关。与流速无关而只与物性有关。对空气对空气水系统水系统/kH1.09cH；对空气对空气有机液体系统有机液体系统/kH1.672.09cH比比较较湿湿球球温温度度与与绝绝热热饱饱和和温温度度可可知知对对空空气气水水系系统统，若若湿湿空气空气t，H相同，则相同，则tastW；空气空气有机液体系统，有机液体系统，tastW。H，tW，空气达到饱和状态时空气达到饱和状态时tW=t。讨论讨论：当当t一定时，一定时，即，即pw，p=ps-pw，水分汽化
20、速率水分汽化速率，传热速率传热速率，所以达到的湿球温度所以达到的湿球温度；10露点露点td定义：湿空气在湿度不变条件下冷却，达到饱和状态时定义：湿空气在湿度不变条件下冷却，达到饱和状态时的温度为露点温度，记为的温度为露点温度，记为td。湿湿空气（未饱和）空气（未饱和）单独冷却单独冷却t ，H不变，不变，p不变，则不变，则pw不变不变但但ps，t （t = td）,（pw=ps,饱和饱和）继续冷却继续冷却t ，湿空气中水蒸汽冷凝析出，湿空气中水蒸汽冷凝析出，H。注意注意：不饱和湿空气（不饱和湿空气（）：）：t twtastd，饱和湿空气（饱和湿空气（）：）：t =tw=tas=td，tas与与t
21、d大小的比较：大小的比较：tas与与td均为同样的湿空气状态均为同样的湿空气状态t、H达到饱和时的温度，但达到饱和时的温度，但HasHd，tastd。空气的湿度图空气的湿度图湿空气的性质可以根据湿空气的性质可以根据以上介绍的公式进行计算，以上介绍的公式进行计算，但工程上也将不同状态下的但工程上也将不同状态下的湿空气性质计算绘制成图即湿空气性质计算绘制成图即湿度图，便于工程计算。目湿度图，便于工程计算。目前工程计算中用得比较广泛前工程计算中用得比较广泛的是采用的是采用tH图，此外也有图，此外也有用用IH图。图。湿焓图湿焓图1、等湿线：、等湿线：等等H线线为为一一系系列列平平行行于于纵纵轴轴的的直
22、直线线。在在同同一一条条等等H线线上上，不不同同点点具具有有相相同同的的湿湿度度，但但是是湿湿空空气气的的状状态态并并不不相相同同。H的的读读数数范范围围为为0-0.2/绝绝干干空空气气。根根据据露露点点的的定定义义可可知知，凡凡湿湿度度相相同同的的湿湿空空气气，具具有有相相等等的的露露点点td。因因此此在在同同一一条条H线线上上湿空气的露点是不变的。湿空气的露点是不变的。H-IH-I图由以下五种线群所组成图由以下五种线群所组成：等焓线为一系列平行横轴（斜轴）的直线。在同一条等等焓线为一系列平行横轴（斜轴）的直线。在同一条等I线上线上不同点所代表的空气状态不相同。但都具有相同的焓值，图中不同点
23、所代表的空气状态不相同。但都具有相同的焓值，图中I的读数范围为的读数范围为0-680kJ/绝干空气。绝干空气。绝热增湿过程是等焓过程，在同一条等绝热增湿过程是等焓过程，在同一条等I线上，湿空气的温度线上，湿空气的温度t随其湿度随其湿度H的增加而下降，但其焓却是不变的。的增加而下降，但其焓却是不变的。2、等焓线（等、等焓线（等I线）线）3、等干球温度线、等干球温度线 I=1.01t+（1.88t+2490）H上式表明湿空气温度一定时，其焓和湿度成直线关系，在上式表明湿空气温度一定时，其焓和湿度成直线关系，在H-I图中、等图中、等t线即表示在一系列的干球温度线即表示在一系列的干球温度t1、t2下湿
24、空气下湿空气的的I和和H之间关系直线群之间关系直线群由于个直线的斜率为（由于个直线的斜率为（1.88t+2490），），因此因此t越高，等越高，等I线的线的斜率也越大，所以各等斜率也越大，所以各等t线不是相互平行。线不是相互平行。4、等等 线（相对湿度）线（相对湿度）由上式可知，当湿空气的总压一定时，相对湿度由上式可知，当湿空气的总压一定时，相对湿度 =f（H，Ps），），由于由于Ps仅与空气的仅与空气的t有关，因而有关，因而 仅与仅与H及及t有关。对于某一固定有关。对于某一固定的的 值，若假设一个温度，便可由上式求出一个对应的值，若假设一个温度，便可由上式求出一个对应的H值，如值，如此，将若
25、干个（此，将若干个（t，H）点连接起来，即为一条等点连接起来，即为一条等 线。线。湿焓图湿焓图图中有图中有 =5%100%的的11条等条等 线。线。 =100%的等的等 线称为线称为饱和空气线。此时空气为水汽所饱和。饱和空气线。此时空气为水汽所饱和。显然，只有位于饱和空气线上方的不饱和区域的空气才能作显然，只有位于饱和空气线上方的不饱和区域的空气才能作为干燥介质。为干燥介质。由图可见，当湿空气的由图可见，当湿空气的H一定时，一定时，t愈高，则愈高，则 值愈低，因此值愈低，因此吸水能力愈大。通常湿空气先经预热器提高温度后再送到干吸水能力愈大。通常湿空气先经预热器提高温度后再送到干燥器。这样使空气
26、的焓值增大有利于载热。同时因相对湿度燥器。这样使空气的焓值增大有利于载热。同时因相对湿度降低而利于载湿。降低而利于载湿。5、蒸气分压线、蒸气分压线蒸气分压线标绘于饱和空气线的下方，表示空气的湿度蒸气分压线标绘于饱和空气线的下方，表示空气的湿度H和和空气中水分分压空气中水分分压p之间的关系之间的关系5-135-135-135-13由此式可见，若湿空气的总由此式可见，若湿空气的总压一定，且压一定，且H0.622时，时，p与与H可视为直线关系。可视为直线关系。三、三、H-I图应用图应用1、某一状态点、某一状态点A各参数的求法。各参数的求法。A=100%tdtWtHp pp pa a例：已测出湿空气的
27、温度例：已测出湿空气的温度t=100，tW=35。求该空气的求该空气的状态点。先从坐标查温度状态点。先从坐标查温度tW=35线与线与 =100%相交点相交点a，可可确定其焓值确定其焓值I。由等由等I线查其干球温度线交点，就可得线查其干球温度线交点，就可得H值。值。2、已知湿空气的、已知湿空气的t-tw，t-td，t- ，确定状态点确定状态点A方法如下：方法如下：A=100%tWt3H12A=100%tdt3H12A=100%tdtWt2H1%第三节干燥过程的基本规律 湿基湿含量湿基湿含量w：单位质量的湿物料中所含液态湿分的质量。：单位质量的湿物料中所含液态湿分的质量。干基湿含量干基湿含量X：单
28、位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量。单位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量。换算关系：换算关系：一、物料湿分的表示方法一、物料湿分的表示方法工工业业生生产产中中，物物料料湿湿含含量量通通常常以以湿湿基基湿湿含含量量表表示示，但但在在干干燥燥计算中以干基湿含量表示较为方便。计算中以干基湿含量表示较为方便。单位单位:kg水水/kg湿料湿料单位单位:kg水水/kg干料干料二、湿份在气体和固体间的平衡关系二、湿份在气体和固体间的平衡关系 湿湿份份的的传传递递方方向向(干干燥燥或或吸吸湿湿)和和限限度度(干干燥燥程程度度)由由湿湿份份在在气气体和固体两相间的平衡关系决定。体和固体两相间的平衡关系决定。
29、pXpsXh平平衡衡湿湿含含量量X*：当当气气体体为为不不饱饱和和气气体体时时，即即pps时时，与与气气体体的的水水蒸蒸汽汽分分压压p呈呈平平衡衡的的物物料料含含水水量量。不不仅仅取取决决于于气气体体的的状态，还与物料的种类有很大的关系。状态，还与物料的种类有很大的关系。X*p1 1、湿分在空气和物料间的平衡关系、湿分在空气和物料间的平衡关系平衡状态平衡状态：当湿含量为：当湿含量为X 的湿物的湿物料与湿份分压为料与湿份分压为p 的不饱和湿气的不饱和湿气体接触时，物料将失去自身的湿体接触时，物料将失去自身的湿份或吸收气体中的湿份，直到湿份或吸收气体中的湿份，直到湿份在物料表面的蒸汽压等于气体份在
30、物料表面的蒸汽压等于气体中的湿份分压。中的湿份分压。湿分在物料和气体间的平衡关系图又叫湿分在物料和气体间的平衡关系图又叫干燥平衡曲线干燥平衡曲线 结结合合水水分分：与与物物料料存存在在某某种种形形式式的的结结合合，其其汽汽化化能能力力比比独独立立存存在在的的水水要要低低，蒸蒸汽汽压压或或汽汽化化能能力力与与水水分分和和物物料料结结合合力力的的强强弱有关。弱有关。2 2、结合水分与非结合水分、结合水分与非结合水分 非非结结合合水水分分：与与物物料料没没有有任任何何形形式式的的结结合合，具具有有和和独独立立存存在在的水相同的蒸汽压和汽化能力。的水相同的蒸汽压和汽化能力。湿含量湿含量XXh相对湿度相
31、对湿度 非结合非结合水分水分结合水分结合水分01.00.5结结合合水水分分按按结结合合方方式式可可分分为为：吸吸附附水水分分、毛毛细细管管水水分分、溶溶涨水分涨水分(物料细胞壁内的水分物料细胞壁内的水分)和化学结合水分和化学结合水分(结晶水结晶水)。化化学学结结合合水水分分与与物物料料细细胞胞壁壁水水分分以以化化学学键键形形式式与与物物料料分分子子结结合合，结结合合力力较较强强，难难汽汽化化；吸吸附附水水分分和和毛毛细细管管水水分分以以物物理吸附方式与物料结合，结合力相对较弱，易于汽化。理吸附方式与物料结合，结合力相对较弱，易于汽化。3 3、平衡水分和自由水分、平衡水分和自由水分 平衡水分平衡
32、水分：低于平衡湿含量：低于平衡湿含量X* 的水分。是不可除水分。的水分。是不可除水分。自由水分自由水分：高于平衡湿含量：高于平衡湿含量X* 的水分。是可除水分。的水分。是可除水分。湿含量湿含量XXh相对湿度相对湿度 非结合非结合水分水分结合水分结合水分自由水分自由水分平衡水分平衡水分X*01.00.5根据物料在一定干燥条件下，其所含水分能否用干燥的方法根据物料在一定干燥条件下，其所含水分能否用干燥的方法除去来划分除去来划分 影响平衡水分的因素：影响平衡水分的因素：（1）物料的性质）物料的性质（2）空气的相对湿度）空气的相对湿度（3）温度）温度吸吸湿湿过过程程：若若XX* ，则则物物料料将将吸吸
33、收收气气体体中中的的水水分分使使湿湿含含量量增加至湿含量增加至湿含量X*。物物料料不不可可能能通通过过吸吸收收饱饱和和气气体体中中的的湿湿份份使使湿湿含含量量超超过过Xh。欲使物料增湿超过欲使物料增湿超过Xh，必须使物料与液态水直接接触。必须使物料与液态水直接接触。干干燥燥过过程程：当当湿湿物物料料与与不不饱饱和和气气体体接接触触时时，X 向向X* 接接近近，干干燥燥过程的极限为过程的极限为X*。物物料料的的X* 与与湿湿气气体体的的状状态态有有关关，气气体体的的温温度度和和湿湿度度不不同同，物物料料的的X* 不不同同。欲欲使使物物料料减减湿湿至至绝绝干干，必须与绝干气体接触。必须与绝干气体接
34、触。4 4、平衡曲线的应用、平衡曲线的应用pXpsXhX*p（1 1）确定是干燥过程还是吸湿过程，进而确定过程的推动力。）确定是干燥过程还是吸湿过程，进而确定过程的推动力。 （2 2）确定在给定干燥介质的条件下湿物料中可能去除的水分）确定在给定干燥介质的条件下湿物料中可能去除的水分及干燥后物料的最低含水量及干燥后物料的最低含水量( (或者为了达到一定的干燥要求，或者为了达到一定的干燥要求，干燥介质的最高允许湿含量干燥介质的最高允许湿含量) )（3 3）确定物料中的结合水量和非）确定物料中的结合水量和非结合水量。结合水量。 pXpsXhX*p例：对常压下温度为例：对常压下温度为30，湿度为，湿度
35、为0.01kg水汽水汽/kg干气的空气。干气的空气。试求：试求：（1）该空气的相对湿度及饱和湿度；）该空气的相对湿度及饱和湿度；（2）若若保保持持温温度度不不变变。加加入入绝绝干干空空气气使使空空气气总总压压上上升升为为303.9kPa（绝对），该空气的相对湿度及饱和湿度有何变化？（绝对），该空气的相对湿度及饱和湿度有何变化？（3）若若保保持持温温度度不不变变，将将常常压压空空气气压压缩缩至至303.9kPa（绝绝对对），则则在在压压缩缩过过程程中中每每千千克克干干空空气气可可析析出出多多少少水水？已已知知30水水的的饱饱和蒸汽压为和蒸汽压为4242Pa。解：解：（1 1） 由相对湿度的计算式
36、由相对湿度的计算式可推出可推出饱和湿度为饱和湿度为（2）加入绝干气后水汽的分压）加入绝干气后水汽的分压p和饱和蒸汽压和饱和蒸汽压ps不变，不变，饱和湿度降为饱和湿度降为（3 3）由）由可得，在压缩过程中析出的水分为可得，在压缩过程中析出的水分为三、对流干燥的基本规律三、对流干燥的基本规律对对一一定定干干燥燥任任务务，干干燥燥器器尺尺寸寸取决于干燥时间和干燥速率。取决于干燥时间和干燥速率。由由于于干干燥燥过过程程的的复复杂杂性性，通通常常干干燥燥速速率率不不是是根根据据理理论论进进行行计计算，而是通过实验测定的。算，而是通过实验测定的。为为了了简简化化影影响响因因素素，干干燥燥实实验验都是在恒定
37、干燥条件下进行的。都是在恒定干燥条件下进行的。1、干燥曲线、干燥曲线物料物料干燥介质干燥介质为保证恒定干燥条件，采用大量空气干燥少量物料。实验为为保证恒定干燥条件，采用大量空气干燥少量物料。实验为间歇操作，物料的温度和湿含量随时间连续变化。间歇操作，物料的温度和湿含量随时间连续变化。 恒恒速速干干燥燥段段：物物料料温温度度恒恒定定在在tw，X 变变化化呈呈直直线线关关系系，气气体体传传给给物物料料的的热热量量全全部部用用于湿份汽化。于湿份汽化。预预热热段段：初初始始湿湿含含量量X1和和温温度度 1变变为为X 和和tw。物物料料吸吸热热升升温温以以提提高高汽汽化化速速率率，但但湿湿含量变化不大。
38、含量变化不大。干燥曲线：干燥曲线：物料湿含量物料湿含量X 与干燥时间与干燥时间 的关系曲线。的关系曲线。A湿含量湿含量XXctwDCBADCBtX*物料表面温度物料表面温度 干燥时间干燥时间 预热段预热段恒速段恒速段降速段降速段降降速速干干燥燥段段：物物料料开开始始升升温温，X 变变化化减减慢慢，气气体体传传给给物物料料的的热热量量仅仅部部分分用用于于湿湿份份汽汽化化，其其余余用用于于物物料料升升温温，当当X =X* ， =t。降速段干燥曲线的形状因物料的结构和吸湿性而异。降速段干燥曲线的形状因物料的结构和吸湿性而异。多孔性物料多孔性物料：湿份主要是藉毛细管作用由内部向表面迁移。湿份主要是藉毛
39、细管作用由内部向表面迁移。非非多多孔孔性性物物料料：借借助助扩扩散散作作用用向向物物料料表表面面输输送送湿湿份份，或或将将湿湿份份先先在在内内部部汽汽化化后后以以汽汽态态形形式式向向表表面面扩扩散散迁迁移移。如如肥肥皂皂、木木材、皮革等。材、皮革等。不不同同物物料料的的干干燥燥机机理理不不同同，湿湿份份内内扩扩散散机机理理不不同同，干干燥燥曲曲线线的的形形状状不不同同，情情况况非非常常复复杂杂，故故干干燥燥曲曲线线应应由由实实验验的的方方法法测测定。定。2 2、干燥速度和干燥速率的定义、干燥速度和干燥速率的定义干干燥燥速速率率U：干干燥燥器器单单位位时时间间内内汽汽化化的的湿湿分分量量(kg湿
40、湿分分/s)。微分形式为，微分形式为，干干燥燥速速度度(干干燥燥通通量量)N：干干燥燥器器单单位位时时间间内内在在物物料料单单位位表表面积上汽化的湿分量（面积上汽化的湿分量（kg湿分湿分/(m2s)）。）。微分形式为微分形式为式中：式中：N 干燥器的干燥速度，干燥器的干燥速度，kg/(m2s)； A 物料表面积，即干燥面积，物料表面积，即干燥面积，m2；W 汽化水份量，汽化水份量，kg； Gc 绝干物料的质量，绝干物料的质量，kg；如如果果物物料料的的形形状状规规则则，干干燥燥面面积积容容易求出，使用干燥速度较为方便。易求出，使用干燥速度较为方便。如如果果物物料料形形状状是是不不规规则则的的，
41、干干燥燥面面积积不不易求出，则可使用干燥速率进行计算。易求出，则可使用干燥速率进行计算。设设物物料料的的初初始始湿湿含含量量为为X1，产产品品湿含量为湿含量为X2：当当X1Xc 和和X2Xc 时时，干干燥燥有有两个阶段；两个阶段；当当X1Xc 或或X2Xc 时时，干干燥燥都都只有一个阶段。只有一个阶段。由由于于物物料料预预热热段段很很短短，通通常常将将其其并入恒速干燥段；并入恒速干燥段；以以临临界界湿湿含含量量Xc 为为界界，可可将将干干燥燥过过程程只只分分为为恒恒速速干干燥燥和和降降速速干干燥燥两个阶段。两个阶段。干干燥燥速速率率曲曲线线：干干燥燥速速率率U 或或干干燥燥速速度度N 与与湿湿
42、含含量量X 的的关关系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。3 3、干燥速率曲线、干燥速率曲线ABCD干燥速率干燥速率U 或或NABCD物料温度物料温度 twXcX*湿含量湿含量X四、影响干燥过程的主要因素四、影响干燥过程的主要因素 1、物料尺寸和气固接触方式、物料尺寸和气固接触方式减小物料尺寸，干燥面积增大，干燥速率加快。减小物料尺寸，干燥面积增大，干燥速率加快。粘土粒径粘土粒径 dp，m0.12410-210-310-410-510-6表面积表面积 A，m20.0240.33303003000(c)干燥介质自下而上穿过物料层，可形成流
43、化床干燥介质自下而上穿过物料层，可形成流化床(好好)。(b)干燥介质自上而下穿过物料层，不能形成流化床干燥介质自上而下穿过物料层，不能形成流化床(中中)；(a)干燥介质平行掠过物料层表面干燥介质平行掠过物料层表面(差差)；2、干燥介质条件、干燥介质条件 3、物料本性、物料本性通通过过强强化化外外部部干干燥燥条条件件( t， H， u)来来增增加加传传热热传传质质推推动动力力，减减小小气气膜膜阻阻力力，可可提提高高恒恒速速段段(表表面面汽汽化化控控制制)的干燥速率，但对降速段的干燥速率，但对降速段(内部扩散控制内部扩散控制)的改善不大。的改善不大。强化干燥条件将使强化干燥条件将使Xc 增加，更多
44、水分将在降速段汽化。增加，更多水分将在降速段汽化。气体温度的提高受热源条件和物料耐热性的限制。气体温度的提高受热源条件和物料耐热性的限制。 u， H，需使用更大量的气体，干燥过程能耗增加。，需使用更大量的气体，干燥过程能耗增加。物料本性不影响恒速段的干燥速率；物料本性不影响恒速段的干燥速率；物物料料结结构构不不同同，与与水水分分的的结结合合方方式式、结结合合力力的的强强弱弱不不同同，降速段干燥速率差异很大。降速段干燥速率差异很大。强强化化干干燥燥速速率率时时，须须考考虑虑物物料料本本性性。若若恒恒速速段段速速率率太太快快，有有些些物物料料会会变变形形、开开裂裂或或表表面面结结硬硬壳壳；而而在在
45、降降速速段段则则应应考考虑虑物物料料的的耐耐热热性性，如如热热敏敏性性物物料料不不能能采采用用过过高高温温度度的的气体作为干燥介质。气体作为干燥介质。第四节干燥过程的物料衡算和热量衡算 一、物料衡算一、物料衡算G1湿物料进口的质量流率，湿物料进口的质量流率，kg/s；G2产品出口的质量流率，产品出口的质量流率，kg/s； Gc绝干物料的质量流率，绝干物料的质量流率，kg/s； w1物料的初始湿含量；物料的初始湿含量； w2产品湿含量；产品湿含量； L绝干气体的质量流率，绝干气体的质量流率，kg/s； H1气体进干燥器时的湿度；气体进干燥器时的湿度； H2气体离开干燥器时的湿度；气体离开干燥器时
46、的湿度； W单位时间内汽化的水分量，单位时间内汽化的水分量，kg/s。湿物料湿物料G1,w1干燥产品干燥产品G2,w2热空气热空气L , H1湿废气体湿废气体L , H2从从湿湿物物料料中中需需要要除除去去的的水水分分量量W决决定定于于物物料料的的初初始始含含水水量量X1和和干干燥燥程程度度X2。干干燥燥要要求求X2一一定定的的情情况况下下，初初始始含含水水量量X1愈愈高高，W愈愈大大，需需要要L愈愈大大，操操作作费费用用愈愈高高，因因此此，通通常常湿湿物物料料在在干干燥燥之之前前先先用用能能耗耗低低的的机机械械去去湿湿法法脱脱水水，尽尽量量降降低低X1，以降低干燥操作费用。，以降低干燥操作费
47、用。汽化汽化Wkg湿分所消耗绝干气体量湿分所消耗绝干气体量绝干气体比消耗绝干气体比消耗【例例】某常压干燥器每小时处理某常压干燥器每小时处理3000kg的原料，原料中含水的原料，原料中含水10%（湿基），成品中含水（湿基），成品中含水5（湿基），空气进入预热器的状（湿基），空气进入预热器的状态态t020，80，出干燥器的空气，出干燥器的空气t245，60，求此干燥器所用鼓风机的生产能力为多少求此干燥器所用鼓风机的生产能力为多少kg干空气干空气/小时。水的小时。水的饱和蒸汽压与温度的关系可由下面的经验式计算：饱和蒸汽压与温度的关系可由下面的经验式计算：解：已知解：已知P=101.3kPaw1=0.
48、1w2=0.05G1=3000kg/hGc=G1(1-w1)=3000(1-0.1)=2700kg干物料干物料/h绝对干物料量为绝对干物料量为由物料衡算由物料衡算L(H2-H0)=Gc(X1-X2)t0=20，可由公式计算出，可由公式计算出ps0=2.348kPat2=45，可由公式计算出，可由公式计算出ps2=9.616kPa二、热量衡算二、热量衡算Qp预热器向气体提供的热量，预热器向气体提供的热量，kW；Qd 向干燥器补充的热量，向干燥器补充的热量，kW；Ql 干燥器的散热损失，干燥器的散热损失，kW。湿物料湿物料G1,w1, 1, cm1干燥产品干燥产品G2,w2, 2, cm2热气体热
49、气体L, H1,t1,i1湿废气体湿废气体L, H2,t2, i2湿气体湿气体L, H0,t0,i0QpQdQl预热器预热器干干燥燥器器1 1、整个干燥系统的热量衡算、整个干燥系统的热量衡算 在在连连续续稳稳定定操操作作条条件件下下，系系统统无无热热量量积积累，进入系统的热量等于离开的热量累，进入系统的热量等于离开的热量湿物料湿物料G1,w1, 1, cm1干燥产品干燥产品G2,w2, 2, cm2热气体热气体L, H1,t1,i1湿废气体湿废气体L, H2,t2, i2湿气体湿气体L, H0,t0,i0QpQdQl气体焓变气体焓变物料焓变物料焓变物料的焓可表达为以物料的焓可表达为以0为基准的
50、为基准的1kg绝干物料和其携带的液绝干物料和其携带的液态湿分所具有的焓的总和，即态湿分所具有的焓的总和，即 ：气体焓变：气体焓变：由物料衡算式：由物料衡算式： 代入上式，得代入上式，得 物料焓变：物料焓变：汽化湿分所需要的热量：汽化湿分所需要的热量： 加热固体产品所需要的热量加热固体产品所需要的热量 ： 放空热损失放空热损失 ： 总热量衡算总热量衡算 ： 对整个系统的热量衡算式可写成对整个系统的热量衡算式可写成 可知，提供的热量主要用于四个方面：即可知，提供的热量主要用于四个方面：即汽化湿分，加热产汽化湿分，加热产品，设备热损失和随废气放空品，设备热损失和随废气放空。 2 2、预热器的热量衡算
51、、预热器的热量衡算 预热器的作用在于加热空气。根据加热方式可分为两类：预热器的作用在于加热空气。根据加热方式可分为两类：直直接接加加热热式式：如如热热风风炉炉。将将燃燃烧烧液液体体或或固固体体燃燃料料后后产产生生的的高高温烟气直接用作干燥介质；温烟气直接用作干燥介质；间接换热式间接换热式：如间壁换热器，热源为水蒸气或高温烟气。：如间壁换热器，热源为水蒸气或高温烟气。空气预热器传给气体的热量为空气预热器传给气体的热量为如如果果空空气气在在间间壁壁换换热热器器中中进进行行加加热热，则则其其湿湿度度不不变变，H0=H1，焓焓差差可可用用比比热乘以温差的方式表示热乘以温差的方式表示 通通过过预预热热器
52、器的的热热量量衡衡算算，结结合合传传热热基基本本方方程程式式，可可以以求求得得间间壁壁换换热热空空气气预预热器的传热面积。热器的传热面积。立筒式金属体燃煤立筒式金属体燃煤间接加热热风炉间接加热热风炉3 3、干燥器的热量衡算、干燥器的热量衡算 令热气体在干燥器中冷却而放出的热量为令热气体在干燥器中冷却而放出的热量为物物理理意意义义：气气体体在在干干燥燥器器中中放放出出的的热热量量和和补补充充加加热热的的热热量量用于汽化湿分、加热产品和补偿设备的散热损失。用于汽化湿分、加热产品和补偿设备的散热损失。将预热器的热量衡算式代入干燥器整个系统的热量衡算式以将预热器的热量衡算式代入干燥器整个系统的热量衡算
53、式以消去消去Qp，得，得则则理想干燥过程理想干燥过程：气体放出的显热全部用于湿分汽化。：气体放出的显热全部用于湿分汽化。多多数数工工业业干干燥燥器器无无补补充充加加热热，如如果果散散热热损损失失可可视视为为零零且且物物料料的的初初始始温温度度与与产产品品温温度度相相同同，则则加加热热物物料料所所消消耗耗的的热热量量为为零零；或或当当干干燥燥器器的的补补充充加加热热量量恰恰等等于于加加热热物物料料和和散散热热损损失失的的热热量量，则干燥过程可视为理想干燥过程。则干燥过程可视为理想干燥过程。理想干燥过程的热量衡算式为理想干燥过程的热量衡算式为理想干燥过程，气体等焓变化，即理想干燥过程，气体等焓变化
54、，即I1I24、干燥系统的热效率和干燥效率、干燥系统的热效率和干燥效率 热热效效率率的的定定义义：用用于于汽汽化化湿湿分分和和加加热热物物料料的的热热量量与与外外界界向向干干燥系统提供的总热量之比，即燥系统提供的总热量之比，即Ql,Ql ， h 。气体用量。气体用量 ，Ql .干干燥燥任任务务一一定定， 气气体体用用量量， Qd，可可以以提提高高干干燥燥系系统统的的热效率。热效率。干燥系统热量衡算式干燥系统热量衡算式若若 Ql=Qd=0干干燥燥效效率率：汽汽化化湿湿分分所所需需热热量量与与气气体体在在干干燥燥器器中中放放出出的的热热量量之比值。（因为汽化湿分的热量才是有效热量）之比值。（因为汽
55、化湿分的热量才是有效热量）干燥系统的总效率干燥系统的总效率：对理想干燥过程：对理想干燥过程：Qg=Qw， d,max=100%即为汽化湿分的热量占干燥器总耗热量的百分数即为汽化湿分的热量占干燥器总耗热量的百分数 例例：用用连连续续干干燥燥器器干干燥燥含含水水1.5%（湿湿基基）的的物物料料，干干燥燥器器对对湿湿物物料料的的处处理理能能力力G1=2.56kg/s。物物料料进进口口温温度度为为25；产产品品出出口口温温度度为为35，其其中中含含水水0.2%（湿湿基基）。绝绝干干物物料料的的比比热热为为1.842kJ/kgK。原原湿湿空空气气的的湿湿度度为为0.0165kg/kg干干气气，在在预预热
56、热器器内内加加热热到到95后后再再送送入入干干燥燥器器，干干燥燥器器中中不不再再补补充充热热量量。已已知知空空气气离离开开干干燥燥器器时时干干球球温温度度为为65，干干燥燥器器的的热热损损失失为为586kJ/kg汽化水。汽化水。试求：试求：1、干燥产品流率；、干燥产品流率；2、空气消耗速率（、空气消耗速率（kg干空气干空气/s）。）。解：解：1 1、干燥产品流率、干燥产品流率G22 2、空气消耗速率、空气消耗速率由于出口温度已知，因此可通过对干燥器进行热量衡算求出，由于出口温度已知，因此可通过对干燥器进行热量衡算求出，（1）式中式中将上述数据代入式（将上述数据代入式（1 1）当当热热、质质传传
57、递递达达平平衡衡时时，气气体体对对液液体体的的供供热热速速率率恰恰等等于于液液体体汽汽化化的需热速率时：的需热速率时：三、干燥过程中的物料温度三、干燥过程中的物料温度 在不同的干燥阶段，物料温度的变化规律不同。在不同的干燥阶段，物料温度的变化规律不同。1 1、恒速干燥段的物料温度、恒速干燥段的物料温度 恒定条件下，恒速干燥段物料表面维持在一个稳定温度恒定条件下，恒速干燥段物料表面维持在一个稳定温度tw。(1)气体的湿球温度气体的湿球温度qN对流传热对流传热hkH气体气体t, H气膜气膜对流传质对流传质液滴液滴表面表面tw , Hw液滴液滴 湿球温度湿球温度 tw 定义式定义式 由由于于方方程程
58、的的非非线线性性，求解求解tw 需用试差法。需用试差法。因因流流速速等等影影响响气气膜膜厚厚度度的的因因素素对对h 和和kH 有有相相同同的的作作用用，可可认认为为kH /h 与与速速度度等因素无关，而仅取决于系统的物性。等因素无关，而仅取决于系统的物性。饱和气体：饱和气体：H =Hw，tw =t，即饱和气体的干、湿球温度相等。，即饱和气体的干、湿球温度相等。不饱和气体：不饱和气体：H Hw，tw t。对于空气对于空气-水系统：水系统：结论：结论：tw =f (t,H)，气体的，气体的t 和和H 一定，一定，tw 为定值。为定值。(2)湿球温度的测定湿球温度的测定湿湿球球温温度度计计测测定定湿
59、湿球球温温度度的的条条件件是是保保证证纯纯对对流流传传热热，即即气气体体应应有有较较大大的的流流速速和和不不太太高高的的温温度度，否否则则，热热传传导导或或热热辐辐射射的的影影响响不不能能忽忽略略，测测得得的的湿湿球球温温度度会会有有较较大大的误差。的误差。通通过过测测定定气气体体的的干干球球温温度度和和湿湿球球温度，可以计算气体的湿度：温度，可以计算气体的湿度：气体气体ttw(3)恒速干燥段的物料温度恒速干燥段的物料温度物料充分湿润，湿分在物料表面的汽化和在液面上汽化相同。物料充分湿润，湿分在物料表面的汽化和在液面上汽化相同。物物料料经经过过预预热热，很很快快达达到到稳稳定定的的温温度度，由
60、由于于对对流流传传热热强强烈烈，物物料温度接近气体的湿球温度料温度接近气体的湿球温度tw。对对于于空空气气-水水系系统统，tw100。当当气气体体的的湿湿度度一一定定时时，气气体体的的温度越高，干、湿球温度的差值越大。温度越高，干、湿球温度的差值越大。结结论论：当当物物料料充充分分湿湿润润时时，可可以以使使用用高高温温气气体体做做干干燥燥介介质质而而不不至于烧毁物料。例如，可以使用至于烧毁物料。例如，可以使用500的气体烘干淀粉。的气体烘干淀粉。t 2060100200500tw 17.6228.3635.7647.6364.43对初始温度为对初始温度为20、相对湿度为、相对湿度为80%的常压
61、空气的常压空气2 2、降速干燥段的物料温度、降速干燥段的物料温度 降速干燥段物料的温度降速干燥段物料的温度 随湿含量随湿含量X的降低而升高。的降低而升高。降降速速干干燥燥段段汽汽化化的的水水份份包包括括结结合合水水分分，其其性性质质与与物物料料本本性性的的关系十分复杂，关系十分复杂，故故 X 的变化规律通常需通过实验测定。的变化规律通常需通过实验测定。四、气体进出口状态的确定四、气体进出口状态的确定物料性质物料性质(耐热性或热敏性物料耐热性或热敏性物料)热源条件热源条件(蒸汽或烟道气蒸汽或烟道气)干干燥燥工工艺艺(室室式式、气气流流或或流流化化床床干干燥燥)干燥器进口气体干燥器进口气体的温度的
62、温度t1和湿度和湿度H1干干燥燥介介质质为为空空气气时时：进进口口湿湿度度取取决决于于大大气气的的条条件件和和预预热热器器的的加加热热方方式式。对对间间壁壁换换热热器器，H1=H0。因因燃燃料料携携带带的的少少量量水水分分或在燃烧过程中生成的水分，烟道气湿度高于大气湿度。或在燃烧过程中生成的水分，烟道气湿度高于大气湿度。干燥器出口气体的温度干燥器出口气体的温度t2和湿度和湿度H2以以蒸蒸汽汽为为热热源源通通过过间间壁壁换换热热产产生生的的热热空空气气，其其出出口口温温度度一一般般取为取为6090。气气体体出出口口温温度度 ，传传热热传传质质推推动动力力 ，干干燥燥速速率率 ，放放空空热热损损失
63、失 ，热效率，热效率 。气气体体出出口口温温度度 ，推推动动力力 ，生生产产能能力力 ，甚甚至至发发生生吸吸湿湿返返潮潮现象，严重时会堵塞设备和管道，破坏干燥器的正常操作。现象，严重时会堵塞设备和管道，破坏干燥器的正常操作。干燥器的经济性干燥器的经济性五、露点温度及气体出口温度的校核五、露点温度及气体出口温度的校核目的目的：防止气体出口湿度过高所引起的湿分凝结。：防止气体出口湿度过高所引起的湿分凝结。方方法法：由由气气体体出出口口湿湿度度求求得得露露点点温温度度td，再再根根据据气气体体出出口口温温度与度与td 的差值来判断是否会发生湿分凝结。的差值来判断是否会发生湿分凝结。干燥系统中气体的极
64、限温度干燥系统中气体的极限温度为为确确保保物物料料在在干干燥燥器器以以及及其其后后的的分分离离除除尘尘系系统统中中不不发发生生返返潮潮，工业上一般取气体的出口温度高于露点温度工业上一般取气体的出口温度高于露点温度20-50。当气体的当气体的P、H 不变，则湿分分压不变，则湿分分压p 不变。不变。ps = p, ts=td露点温度：将不饱和气体在保持总压和湿度不变的情况下进露点温度：将不饱和气体在保持总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，简称露点。行冷却而达到饱和时的温度，简称露点。露点温度测定方法：露点温度测定方法：将将一一面面用用冷冷却却剂剂冷冷却却的的镜镜子子置置于于气气样样中
65、中，当当与与镜镜面面接接触触的的气气体体开开始始析析出出液液体体时时，镜镜面面上上形形成成的的薄薄雾雾使使光光线线的的反反射射能能力力开开始变差，此时镜面的温度即为露点温度。始变差，此时镜面的温度即为露点温度。六、干燥过程中气体状态的变化六、干燥过程中气体状态的变化干干燥燥器器中中气气固固两两相相的的流流动动方方向向可可分分为为并并流流、逆逆流流和错流。和错流。预热段的气体状态预热段的气体状态 预预热热段段可可认认为为是是物物料料单单纯纯加加热热过过程程，物物料料湿湿含含量量可可视视为为不不变变。若若忽忽略略预预热热段段散散热热损损失失，则则气气体体放放出出的的热热量量全全部部用用于于加加热热
66、物物料。料。L, t1, H1tb, Hbtc, Hctw, Xbtw, XcGc, 1, X1L, t2, H2Gc, 2, X2干燥器长度干燥器长度t高高温温不不饱饱和和气气体体与与液液体体在在绝绝热热条条件件下下进进行行传传热热传传质质并并达达到到平平衡衡状状态态的的过过程程。达达到到平平衡衡时时，气气体体与与液液体体温温度度相相等等，气气体体为为液体的蒸汽所饱和。液体的蒸汽所饱和。恒速干燥段的气体状态恒速干燥段的气体状态 若若忽忽略略散散热热损损失失，恒恒速速段段气气体体放放出出的的显显热热全全部部用用于于湿湿分分汽汽化化，气体状态经历降温增湿的变化。气体状态经历降温增湿的变化。(1)
67、绝热饱和过程绝热饱和过程绝热饱和温度绝热饱和温度tas：过程结束时气液两相达到的同一温度：过程结束时气液两相达到的同一温度由由于于ras 和和Has 是是tas 的的函函数数，故故绝绝热热饱饱和和温温度度tas 是是气气体体温温度度t 和湿度和湿度H 的函数。已知的函数。已知t 和和H，可以试差求解可以试差求解tas。对于空气对于空气-水系统：水系统：(2) 恒速干燥段气体状态恒速干燥段气体状态忽略散热损失忽略散热损失上两式为恒速段气体温度上两式为恒速段气体温度t 和湿度和湿度H 随随X 的变化关系。的变化关系。给定给定X (Xc X Xb)，即可求得对应的气体温度即可求得对应的气体温度t 和
68、湿度和湿度H。已知物料的已知物料的Xc，可计算临界点的气体温度可计算临界点的气体温度tc 和湿度和湿度Hc。降速干燥段气体状态降速干燥段气体状态 忽略散热损失忽略散热损失上两式为降速段气体温度上两式为降速段气体温度t 和湿度和湿度H 随随X 的变化关系。的变化关系。给定给定X (X2 X Xc)，即可求得对应的气体温度即可求得对应的气体温度t 和湿度和湿度H。L, t1, H1tb, Hbtc, Hctw, Xbtw, XcGc, 1, X1t2, H2 2, X2干燥器长度干燥器长度第五节恒定干燥条件下物料的干燥时间 物物料料的的停停留留时时间间应应大大于于等等于于给给定定条条件件下下将将物
69、物料料干干燥燥至至指指定定的湿含量所需的干燥时间，并由此确定干燥器尺寸。的湿含量所需的干燥时间，并由此确定干燥器尺寸。若若已已知知物物料料的的初初始始湿湿含含量量X1 和和临临界界湿湿含含量量Xc，则则恒恒速速段段的的干燥时间可由干燥速率的计算式积分得到干燥时间可由干燥速率的计算式积分得到一、恒速干燥段的干燥时间一、恒速干燥段的干燥时间若若传传热热干干燥燥面面积积A 为为已已知知，则则由由上上式式求求干干燥燥时时间间 的的问问题题归归结为气固对流给热系数结为气固对流给热系数h 的求取。的求取。(1)对于板状物料或静止的物料层对于板状物料或静止的物料层L 湿气体质量流速，湿气体质量流速，kg/(
70、m2h)；u0 空空床床气气速速，m/s； L 湿湿气气体体质质量量流流速速，kg/(m2h)；dp物料粒径，物料粒径，m； cp物料比热，物料比热，kJ/(kgK)； 、 气体的密度和粘度。气体的密度和粘度。(2)气体穿流通过颗粒物料的固定床层气体穿流通过颗粒物料的固定床层适用条件：适用条件：L=245029300kg/(m2h)，气体温度气体温度45150。(3) 气体通过颗粒流化床层气体通过颗粒流化床层因因流流化化床床中中气气固固两两相相对对流流传传热热机机理理的的复复杂杂性性，实实验验结结果果分分散散，误差很大。误差很大。等速运动段等速运动段(4)气流干燥器中气体与颗粒间的传热气流干燥
71、器中气体与颗粒间的传热Frantz表观给热系数表观给热系数通用计算式通用计算式加速运动段的给热系数加速运动段的给热系数随物性和操作条件而异随物性和操作条件而异注注意意：利利用用上上述述方方程程计计算算给给热热系系数数来来确确定定干干燥燥速速率率和和干干燥燥时时间，其误差较大，仅能作为粗略估计。间，其误差较大，仅能作为粗略估计。聚氯乙烯聚氯乙烯桐荣良三式桐荣良三式二、降速干燥段的干燥时间二、降速干燥段的干燥时间 (1)图解积分法图解积分法降降速速段段的的干干燥燥时时间间可可以以从从物物料料干干燥燥曲曲线线上上直直接接读读取取。计计算算上上通常是采用图解法或解析法。通常是采用图解法或解析法。当当降
72、降速速段段的的U X 呈呈非非线线性性变变化化时，应采用图解积分法。时，应采用图解积分法。在在X2Xc 之之间间取取一一定定数数量量的的X 值值，从从干干燥燥速速率率曲曲线线上上查查得得对对应应的的U，计算计算Gc /U；作作图图Gc /UX，计计算算曲曲线线下下面面阴阴影部分的面积。影部分的面积。XoXcX2Gc / U(2)解析法解析法当当降降速速段段的的U X 呈呈线线性性变变化化时时，可采用解析法。可采用解析法。降速段干燥速率曲线可表示为降速段干燥速率曲线可表示为ABCD干燥速率干燥速率UXUXcX*湿含量湿含量XUc当当缺缺乏乏平平衡衡水水分分的的实实验验数数据据时时，可以假设可以假
73、设X* =0，则有则有第六节气体湿度图湿湿气气体体参参数数的的计计算算比比较较繁繁琐琐，甚甚至至需需要要试试差差。为为了了方方便便和和直直观，通常使用湿度图。观，通常使用湿度图。一、空气湿度图的绘制一、空气湿度图的绘制对于空气对于空气-水系统，水系统，tas tw，等，等tas 线可近似作为等线可近似作为等tw线。线。每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的每一条绝热冷却线上所有各点都具有相同的tas 。物物理理意意义义：以以绝绝热热冷冷却却线线上上所所有有各各点点为为始始点点，经经过过绝绝热热饱饱和和过过程到达终点时，所有各状态的气体的温度都变为同一温度。程到达终点时，所有各状态的气体的温度都
74、变为同一温度。横坐标：空气的干球温度，所有纵线为等温线。横坐标：空气的干球温度，所有纵线为等温线。右侧纵坐标：空气的湿度，所有的横线为等湿度线。右侧纵坐标：空气的湿度，所有的横线为等湿度线。(1)等相对湿度线等相对湿度线(等等 线线)总压总压P 一定，对给定的一定，对给定的 ：因因 ps=f (t)，故故 H =f (t)。(2)绝热冷却线（等绝热冷却线（等tas 线）线）对给定的对给定的tas：t=f (H)(3) 湿热湿热-湿度线湿度线 (cH - H) 总压总压P =101.325kPa时：时： 湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温度无关。湿比热是湿度的函数，在图中的温度范围内与温
75、度无关。(4)湿比容湿比容-温度线温度线( H - H)对于对于P =101.325kPa的饱和空气：的饱和空气：若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。若已知湿度和温度，即可由对应直线查得气体湿比容。由由于于Has=f (t)，故故 Has=f (t)。注注意意：高高温温t H 图图具具有有不不同同的的特特点点，例例如如，湿湿比比热热cH与与温温度度t 有关。高温有关。高温t H 图可从有关手册查取。图可从有关手册查取。过过 P点点 的的 绝绝 热热 冷冷 却却 线线 与与 =100%的的等等相相对对湿湿度度线线的的交交点点在在横横坐坐标标上上对对应应的的值值即即为为绝绝热热饱饱和和
76、温温度度。读读得得tas=52，即即tw = tas=52 ；解解 ： 由由 t=62的的 等等 温温 线线 和和H=0.092的的等等湿湿度度线线可可以以确确定定一一个个交交点点P：过过P点点的的等等 线线上读得上读得 =60%；二、空气湿度图的用法二、空气湿度图的用法【例例12-12】已知】已知t=62，H=0.092，求求 、tas、tw、td、cH 和和iH。cH H =60%1.18cH kJ/(kg绝干气体绝干气体K)0.092湿度湿度H绝热冷却线绝热冷却线tdtas62温度温度tP过过P点点的的等等湿湿度度线线（H=0.092）与与 =100%的的等等相相对对湿湿度度线线的的交交
77、点，在横坐标上对应的值即为露点温度，读得点，在横坐标上对应的值即为露点温度，读得td=51；过过P点点的的等等湿湿度度线线与与cH -H线线的的交交点点在在顶顶部部横横轴轴上上的的读读数数即即为为cH，读得，读得cH=1.18 kJ/(kg绝干气体绝干气体K)； =100%5251【例例12-12】已知】已知t=62，H=0.092，求求 、tas、tw、td、cH 和和iH。在在 H t 线线簇簇中中内内插插找找到到H=0.092的的直直线线，该该直直线线与与t =62的的等温线相交于一点，由该交点读得等温线相交于一点，由该交点读得 H =1.092m3/kg绝干气体；绝干气体；62温度温度
78、 t1.092 H (m3/kg) H t在在t-H 图中没有湿焓图中没有湿焓iH，可直接由公式计算：，可直接由公式计算： Has tH=0.092【例例】在在常常压压连连续续干干燥燥器器中中，将将某某物物料料从从含含水水量量5%干干燥燥至至0.2%(均均为为湿湿基基)，绝绝干干物物料料比比热热为为1.9kJ/(kg)，干干燥燥器器的的生生产产能能力力为为7200kg湿湿物物料料/h，空空气气进进入入预预热热器器的的干干、湿湿球球温温度度分分别别为为25和和20。离离开开预预热热器器的的温温度度为为100，离离开开干干燥燥器器的的温温度度为为60，湿湿物物料料进进入入干干燥燥器器时时温温度度为
79、为25，离离开开干干燥燥器器为为35，干干燥燥器器的的热热损损失失为为580kJ/kg汽汽化化水水分分。试试求求产产品品量量、空气消耗量和干燥器热效率。空气消耗量和干燥器热效率。解：已知解：已知w1=0.05,w2=0.002,cs=1.9kJ/(kg),G1=7200kg湿湿物料物料/h,t0=25，tw=20，t1=100，t2=60，1=25,2=35,Ql=580kJ/kg汽化水分汽化水分20下下rw=2446.3kJ/kgcH1.09kJ/kg第七节干燥器干燥器：干燥器：实现物料干燥过程的机械设备。实现物料干燥过程的机械设备。被干燥物料的特点：被干燥物料的特点：形形状状：有有板板状状
80、、块块状状、片片状状、针针状状、纤纤维维状状、粒粒状状、粉粉状状，膏糊状甚至液状等；膏糊状甚至液状等；结构：结构：多孔疏松型，紧密型；多孔疏松型，紧密型；耐热性耐热性：热敏性；：热敏性；结结块块：易易粘粘结结成成块块的的湿湿物物料料在在干干燥燥过过程程中中能能逐逐步步分分散散，散散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。对产品的要求：对产品的要求：干燥程度：干燥程度：脱除表面水分，结合水分甚至结晶水分。脱除表面水分，结合水分甚至结晶水分。外观：外观：一定的晶型和光泽，不开裂变形等。一定的晶型和光泽，不开裂变形等。由由于于物物料料的的多多样样性性，
81、年年生生产产能能力力也也有有很很大大差差别别，故故干干燥燥器器的的形式也很多。形式也很多。按加热方式可将干燥器分为：按加热方式可将干燥器分为：干燥器的选型应考虑以下因素：干燥器的选型应考虑以下因素：(1)对流干燥器对流干燥器(2)传导干燥器传导干燥器(3)辐射干燥器辐射干燥器(4)介电加热干燥器介电加热干燥器(1)保保证证物物料料的的干干燥燥质质量量，干干燥燥均均匀匀，不不发发生生变变质质，保保持持晶晶形完整，不发生龟裂变形；形完整，不发生龟裂变形；(2)干干燥燥速速率率快快，干干燥燥时时间间短短，单单位位体体积积干干燥燥器器汽汽化化水水分分量量大，能做到小设备大生产；大，能做到小设备大生产；
82、(3)能量消耗低，热效率高，动力消耗低；能量消耗低，热效率高，动力消耗低；(4)干干燥燥工工艺艺简简单单，设设备备投投资资小小，操操作作稳稳定定，控控制制灵灵活活，劳劳动条件好，污染环境小。动条件好，污染环境小。对流干燥器对流干燥器并流干燥并流干燥逆流干燥逆流干燥入入口口处处传传热热传传质质推推动动力力大大，干干燥燥速速度度很很快快。出出口口处处传传质质推推动动力小，干燥速度较慢。力小，干燥速度较慢。适适用用于于湿湿物物料料能能承承受受强强烈烈干干燥燥而而不不发发生生龟龟裂裂、变变形形或或表表面面结结硬壳，而干物料又不能耐高温，且产品湿含量较高的情况。硬壳，而干物料又不能耐高温，且产品湿含量较
83、高的情况。错流干燥错流干燥各各处处干干燥燥推推动动力力和和干干燥燥速速度度比比较较均均匀匀，适适用用于于湿湿物物料料不不允允许许强强烈干燥，而干物料又可以耐高温，产品湿含量很低的场合。烈干燥，而干物料又可以耐高温，产品湿含量很低的场合。干干燥燥介介质质垂垂直直穿穿过过物物料料层层，气气体体进进入入和和流流出出物物料料层层时时，其其温温度度和和湿湿度度均均有有较较大大变变化化，要要求求物物料料能能耐耐高高温温，并并能能承承受受快速干燥。快速干燥。1、气流干燥器、气流干燥器气流干燥器的结构与流程：气流干燥器的结构与流程：1 1 - - 空空气气过过滤滤器器 2 2 - - 空空气气加加热热器器 3
84、 - 3 - 加料器加料器 4 - 4 - 风机风机 5 - 5 - 干燥管干燥管 6 6 - - 旋旋风风分分离离器器 7 - 7 - 除尘器除尘器 气流干燥器的特点(1)干干燥燥速速度度快快。固固体体物物料料分分散散悬悬浮浮在在气气流流中中，气气固固两两相相间间传传热热传传质质面面积积大大。热热气气体体进进口口速速度度高高(20-40m/s)，气气固固两两相相间间(尤尤其其是是加加速速段段)相相对对速速度度很很大大，平平均均体体积积传传热热系系数数ha 为为3000-7000W/(m3K)，比比其其它它类类型型干干燥燥器器高高几几倍倍至至几几十十倍倍，同同等等生生产能力条件下，气流干燥器的
85、体积小得多。产能力条件下，气流干燥器的体积小得多。(2)气气固固并并流流操操作作，符符合合干干燥燥基基本本规规律律，即即在在恒恒速速段段干干燥燥条条件件十十分分强强烈烈，而而在在降降速速段段内内扩扩散散控控制制时时，温温和和的的干干燥燥条条件件正正好好与与之相适应，可以使用高温气体作为干燥介质而不会烧坏物料。之相适应，可以使用高温气体作为干燥介质而不会烧坏物料。(3)干干燥燥时时间间短短，物物料料从从进进入入干干燥燥器器开开始始，到到气气固固两两相相脱脱离离接接触触，整整个个干干燥燥过过程程不不超超过过1秒秒钟钟，又又称称为为快快速速干干燥燥或或闪闪蒸蒸干干燥燥，特特别适合于热敏性物料的干燥。
86、别适合于热敏性物料的干燥。(4)气气流流干干燥燥器器中中，固固体体物物料料呈呈活活塞塞流流流流动动，每每一一颗颗粒粒子子经经历历的的干燥时间大致相同，因而干燥产品的湿含量均匀一致。干燥时间大致相同，因而干燥产品的湿含量均匀一致。(5)结结构构简简单单，设设备备投投资资少少，占占地地面面积积小小，操操作作方方便便，性性能能稳稳定定，维修量小。维修量小。气流干燥器的缺点(1)物物料料停停留留时时间间短短，只只适适合合于于干干燥燥非非结结合合水水分分的的干干燥燥，故故常常被被用作物料的预干燥；用作物料的预干燥；(2)颗颗粒粒破破碎碎现现象象比比较较严严重重，颗颗粒粒之之间间以以及及颗颗粒粒与与器器壁
87、壁之之间间的的碰碰撞与摩擦。故不适合于干燥晶形不允许破坏的物料；撞与摩擦。故不适合于干燥晶形不允许破坏的物料；(3)气气固固两两相相分分离离任任务务很很重重，固固体体产产品品的的放放空空损损失失较较大大，粉粉料料排排空对环境造成一定污染；空对环境造成一定污染；(4)气气固固两两相相接接触触时时间间短短，传传热热不不充充分分，气气体体放放空空损损失失大大，热热效效率较低；率较低；(5)气气体体通通过过干干燥燥系系统统的的流流动动阻阻力力较较大大，因因而而风风机机的的动动力力消消耗耗较较高，故总能耗较高。高，故总能耗较高。加加速速运运动动段段是是气气流流干干燥燥器器最最有有效效的的干干燥燥区区段段
88、，一一根根10m长长的的气气流管，流管，80%左右的水分量是在长约左右的水分量是在长约2m左右的加速段汽化干燥的。左右的加速段汽化干燥的。气流干燥器的传热强化(1)多级气流干燥器多级气流干燥器(2)脉冲式气流干燥器脉冲式气流干燥器(3)旋风式气流干燥器旋风式气流干燥器将将多多台台气气流流干干燥燥串串联联使使用用，总总管管长长相相同同的的情情况况下下，加加速速段段增增加加。且且各各干干燥燥器器可可选选择择合合适适的的气气体体条条件件，有有利利于于热热能能的的回回收收和和合合理理利利用。在淀粉、奶粉生产中被广泛采用。用。在淀粉、奶粉生产中被广泛采用。脉脉冲冲管管内内气气速速随随管管径径变变化化而而
89、交交替替地地增增大大和和减减小小。由由于于惯惯性性的的作作用用，颗颗粒粒运运动动速速度度滞滞后后气气体，使气固两相的相对速度增加。体，使气固两相的相对速度增加。类类似似于于旋旋风风分分离离器器，但但更更长长，气气流流携携带带固固体体颗颗粒粒沿沿切切线线方方向向进进入入后后作作螺螺旋旋运运动动，使使物物料料在在瞬瞬间间得得到到干干燥燥。适适用用于于允允许许磨磨损损的的热热敏敏性性物料（如制药行业）。物料（如制药行业）。散散粒粒状状湿湿物物料料从从加加料料口口加加入入，热热气气体体穿穿过过流流化化床床底底部部的的多多孔孔气气体体分分布布板板，形形成成许多小气流射入物料层。许多小气流射入物料层。将将
90、操操作作气气速速控控制制在在一一定定范范围围内内时时，颗颗粒粒物物料料悬悬浮浮在在上上升升的的气气流流中中形形成成沸沸腾腾状状流流化化床床，料料层层内内颗颗粒粒物物料料的的相相互互碰碰撞撞、混混合合剧剧烈烈，气气固固两两相相间间的的传传热热传传质质过过程程得得到强化，使物料得以干燥。到强化，使物料得以干燥。干干燥燥产产品品经经床床侧侧出出料料管管卸卸出出，湿湿废废气气体体由由引引风风机机从从床床层层顶顶部部抽抽出出排排空空，用用旋旋风风分离器分离所夹带的少量细微粉。分离器分离所夹带的少量细微粉。2、流化床干燥器、流化床干燥器又称为沸腾床干燥器，是流态化技术在干燥作业上的应用。又称为沸腾床干燥器
91、，是流态化技术在干燥作业上的应用。结构及操作原理湿物料湿物料废气废气热空气热空气干品干品流化床干燥器流化床干燥器流化床干燥器的特点(1)气气流流干干燥燥与与流流态态化化干干燥燥的的区区别别在在于于操操作作气气速速不不同同。气气流流管管中中颗颗粒浓度较低，流化层中颗粒浓度较大；粒浓度较低，流化层中颗粒浓度较大；(2)操操作作气气速速低低，但但颗颗粒粒浓浓度度高高，气气固固接接触触面面积积很很大大，颗颗粒粒剧剧烈烈运运动动使使气气膜膜受受到到强强烈烈冲冲刷刷，表表面面更更新新速速率率很很快快，传传热热传传质质速速率率很很高，体积传热系数高，体积传热系数ha 可达可达23007000W/(m3K)；
92、(3)物物料料颗颗粒粒的的剧剧烈烈运运动动和和相相互互混混合合使使床床内内各各处处的的温温度度均均匀匀一一致致，避免了物料的局部过热，为物料的优质干燥提供了条件；避免了物料的局部过热，为物料的优质干燥提供了条件；(4)物料停留时间任意可调，特别适合于干燥结合水分；物料停留时间任意可调，特别适合于干燥结合水分；(5)连连续续操操作作时时物物料料的的停停留留时时间间分分布布很很不不均均匀匀，部部分分物物料料因因停停留留时时间间过过短短而而干干燥燥不不充充分分，部部分分颗颗粒粒因因停停留留时时间间过过长长而而过过分分干干燥燥。单层流化床仅用于对产品湿含量的均匀性要求不高的场合。单层流化床仅用于对产品
93、湿含量的均匀性要求不高的场合。工工业业上上常常将将流流化化床床干干燥燥器器与与气气流流干干燥燥器器串串联联使使用用，利利用用气气流流干干燥燥的的闪闪蒸蒸作作用用，迅迅速速使使物物料料的的表表面面水水分分汽汽化化，然然后后送送入入流流化化床床干干燥燥器中进一步脱除物料所含的结合水分。器中进一步脱除物料所含的结合水分。流化床干燥器的工艺流程XF系列沸腾干燥器系列沸腾干燥器常州优力干燥设备有限公司常州优力干燥设备有限公司流化床干燥器的用途流化床干燥器适用于散粒状物料的干燥。流化床干燥器适用于散粒状物料的干燥。物料的粒径一般为物料的粒径一般为0.16mm，最佳粒径为最佳粒径为0.53mm。(1)医药药
94、品中的原料药、压片颗粒、中药冲剂；医药药品中的原料药、压片颗粒、中药冲剂；(2)化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的化工原料中的塑料树脂、柠檬酸和其它粉状、颗粒状物料的干燥除湿；干燥除湿；(3)食品、粮食加工、食品饮料冲剂、玉米胚芽、饲料等的干燥。食品、粮食加工、食品饮料冲剂、玉米胚芽、饲料等的干燥。停留时间不均匀问题的解决方法多层流化床多层流化床固固体体在在每每一一层层完完全全混混合合，但但层层与与层层之之间间不不相相混混。改改善善了了物物料料停停留留时时间间的的分分布布，层层数数越越多多，产产品品湿湿含含量量愈愈均均匀匀。国国内内使使用用五五层层流化床干燥涤纶切片，效果很好
95、。流化床干燥涤纶切片，效果很好。气气固固两两相相逆逆流流流流动动，有有利利于于降降低低产产品品的的湿湿含量，且可使热量的利用更加充分。含量，且可使热量的利用更加充分。多多层层流流化化床床特特别别适适合合于于产产品品湿湿含含量量较较低低、冷冷物物料料不不能能承承受受强强烈烈干干燥燥而而干干物物料料可可以以耐耐高温的场合。高温的场合。多多层层床床其其结结构构复复杂杂，气气体体的的流流动动阻阻力力也也较较大，因而限制了多层流化床的应用。大，因而限制了多层流化床的应用。主主要要问问题题：控控制制物物料料顺顺利利流流至至下下一一层层的的量量，且且不不使使气气体体沿沿溢溢流流管管短路跑掉。在应用中常因操作
96、不当而不能正常生产。短路跑掉。在应用中常因操作不当而不能正常生产。可可按按需需将将床床层层分分隔隔成成36室室，最最多多可可达达12室（如聚丙烯流化床干燥器）。室（如聚丙烯流化床干燥器）。物物料料依依次次通通过过各各室室，最最后后翻翻过过堰堰板板卸卸出出。多多个个全全混混室室串串联联的的结结果果使使物物料料的的停停留留时时间分布接近活塞流。间分布接近活塞流。各各室室气气体体流流速速、温温度度可可灵灵活活调调节节，以以形形成最佳流化状态和干燥条件，成最佳流化状态和干燥条件，气气体体压压降降比比多多层层床床低低，操操作作稳稳定定性性也也好好，但热效率不及多层床高。但热效率不及多层床高。卧式多室流化
97、床卧式多室流化床流流化化床床干干燥燥器器结结构构简简单单，造造价价较较低低，可可动动部部件件少少，维维修修费费用用低低，物物料料磨磨损损较较小小，气气固固分分离离比比较较容容易易，传传热热传传质质速速率率快快，热热效效率率较较高高，物物料料停停留留时时间间可可以以任任意意调调节节，因因而而这这种种干干燥燥器器在在工工业业上上获获得得了广泛的应用，已发展成为粉粒状物料干燥的最主要手段。了广泛的应用，已发展成为粉粒状物料干燥的最主要手段。3 3、振动流化床干燥器、振动流化床干燥器用途：用于干燥难以流化的物料。用途：用于干燥难以流化的物料。物物料料自自进进料料口口进进入入，在在振振动动力力作作用用下
98、下，物物料料沿沿水水平平流流化化床床抛抛掷掷向向前前连连续续运运动动，热热风风向向上上穿穿过过流流化化床床同同湿湿物物料料换换热热后后，湿湿空空气气经经旋旋风分离器除尘后由排风口排出，干燥物料由排料口排出。风分离器除尘后由排风口排出，干燥物料由排料口排出。振动流化床干燥器的特点振动流化床干燥器的特点(1)医医药药化化工工。如如各各种种压压片片颗颗粒粒、硼硼酸酸、硼硼砂砂、苯苯二二酚酚、苹苹果果酸酸、马来酸等。马来酸等。(2)食食品品建建材材。如如酒酒糟糟、味味精精、砂砂糖糖、食食盐盐、矿矿渣渣、豆豆瓣瓣、种种籽籽等。等。(3)物料的冷却、增湿等。物料的冷却、增湿等。(1)物物料料受受热热均均匀
99、匀，热热交交换换充充分分，干干燥燥强强度度高高，比比普普通通干干燥燥器器节节能能30%左右；左右；(2)流态化稳定，无死角和吹穿现象；流态化稳定，无死角和吹穿现象；(3)可可调调性性好好，适适应应面面宽宽，料料层层厚厚度度和和在在机机内内移移动动速速度度以以及及振振幅幅变更均可实现无级调节；变更均可实现无级调节；(4)对物料表面损伤小，可用于易碎、颗粒不规则物料的干燥；对物料表面损伤小，可用于易碎、颗粒不规则物料的干燥；(5)全封闭结构可有效防止物料与空气间的交叉污染。全封闭结构可有效防止物料与空气间的交叉污染。振动流化床干燥器的应用范围振动流化床干燥器的应用范围振动流化床干燥器振动流化床干燥
100、器ZLG系列振动流化床干燥器系列振动流化床干燥器常州优力干燥设备有限公司常州优力干燥设备有限公司4、喷雾干燥器、喷雾干燥器用用于于干干燥燥溶溶液液、浆浆液液或或悬悬浮浮液液。液液状状物物料料由由雾雾化化器器喷喷成成雾雾状状细细滴滴并分散于热气流中，使水分迅速汽化而获得微粒状干燥产品。并分散于热气流中，使水分迅速汽化而获得微粒状干燥产品。雾雾滴滴直直径径通通常常仅仅为为3060 m，每每升升料料液液具具有有100600m2的的蒸蒸发发面积，故所需干燥时间很短（约为面积，故所需干燥时间很短（约为530s）。）。特特别别适适合合于于干干燥燥热热敏敏性性的的物物料料，如如牛牛奶奶、蛋蛋制制品品、血血浆
101、浆、洗洗衣衣粉粉、抗抗菌菌素素、酵酵母母和和染染料料等等，已已广广泛泛应应用用于于食食品品、医医药药、燃燃料料、塑塑料料及化学肥料等行业。及化学肥料等行业。1 - 1 - 滤风罩滤风罩 2 - 2 - 送风机送风机 3 - 3 - 加热器加热器 ( (电电, ,蒸蒸汽汽, ,燃燃油油, ,气气, ,煤煤) ) 4 - 4 - 料槽料槽 5 - 5 - 供料泵供料泵 6 - 6 - 喷枪喷枪 7 - 7 - 干燥塔干燥塔8 - 8 - 一级收尘器一级收尘器 ( (旋风分离器旋风分离器) ) 9 - 9 - 二级收尘器二级收尘器 ( (旋旋风风分分离离器器, ,袋袋滤滤器器) ) 10 - 10
102、- 引风机引风机 11 - 11 - 湿式除尘器湿式除尘器 ( (水水沫沫除除尘尘器器, ,文文丘丘里里) )包埋附聚微胶囊化造粒干燥系统包埋附聚微胶囊化造粒干燥系统1 - 1 - 滤风罩滤风罩2 - 2 - 送风机送风机 3 - 3 - 加热器加热器4 - 4 - 料槽料槽 5 - 5 - 供料泵供料泵 6 - 6 - 雾化器雾化器 7 - 7 - 干燥塔干燥塔8 - 8 - 一级收尘器一级收尘器 （旋风分离器）（旋风分离器）9 9 - - 二二级级收收尘尘器器（旋旋风风分离器分离器, ,袋滤器）袋滤器）10 - 10 - 引风机引风机 11- 11- 湿湿式式除除尘尘器器（水水沫沫除尘器除
103、尘器, ,文丘里）文丘里）12 - 12 - 振动流化床振动流化床 13 - 13 - 分级筛分级筛 雾化器雾化器雾化器的一般要求雾化器的一般要求雾雾化化器器是是喷喷雾雾干干燥燥器器的的关关键键部部件件，它它将将影影响响到到产产品品的的质质量量和和能能量量消消耗耗，好好的的雾雾化化器器应应具具有有雾雾滴滴直直径径均均匀匀，喷喷嘴嘴结结构构简简单单，生生产产能能力大，能量消耗低，操作方便等特点。力大，能量消耗低，操作方便等特点。气流式雾化器气流式雾化器压压缩缩空空气气在在喷喷嘴嘴处处达达到到音音速速并并形形成成很很低低的的压压力力，抽抽送送料料液液由由喷喷嘴嘴成成雾雾状状喷喷出出。可可制制备备粒
104、粒径径小小于于5 m的的微微细细颗颗粒粒，能能处处理理粘粘度度较较大大的的料料液液，但但动动力力消消耗耗较较大大，装置的生产能力较小。装置的生产能力较小。料液料液空气空气离心式雾化器离心式雾化器料料液液送送入入一一高高速速旋旋转转的的（400020000rpm）装装有有放放射射形形叶叶片片的的圆圆盘盘中中央央，在在离离心心力力作作用用下下加加速速从从周周边边（周周向向速速度度100160m/s）呈雾状洒出。呈雾状洒出。轴轴料液料液优优点点：操操作作简简单单，对对物物料料的的适适应应能能力力强强，操操作作弹弹性性大大，产产品品粒粒径径均匀。特别适合于处理固相含量较高的液体。均匀。特别适合于处理固
105、相含量较高的液体。缺点：干燥器直径较大，雾化器加工难度大，制造价格高。缺点：干燥器直径较大，雾化器加工难度大，制造价格高。压力式雾化器压力式雾化器应应用用最最为为广广泛泛。用用泵泵将将料料液液加加压压至至30-200atm并并通通入入喷喷嘴嘴，喷喷嘴嘴内有螺旋室，液体在其中高速旋转并从出口小孔处呈雾状喷出。内有螺旋室，液体在其中高速旋转并从出口小孔处呈雾状喷出。优点：结构简单，造价低，动力消耗低。优点：结构简单，造价低，动力消耗低。缺缺点点：操操作作弹弹性性小小，产产品品粒粒径径不不均均匀匀，喷喷嘴嘴容容易易因因腐腐蚀蚀或或磨磨损损而而影影响响喷喷雾雾质量。质量。喷雾干燥器喷雾干燥器优优点点：
106、干干燥燥速速度度快快，干干燥燥时时间间短短，特特别别适适合合于于热热敏敏性性物物料料；由由液液体体直直接接得得到到干干燥燥产产品品，无无需需蒸蒸发发、结结晶晶、固固液液机机械械分分离离等等操作，故又称为一步干燥法。操作，故又称为一步干燥法。缺缺点点：体体积积传传热热系系数数很很低低，ha约约为为3090W/m2K，水水分分汽汽化化强强度度仅仅为为1020kg/m3h，故故干干燥燥器器体体积积庞庞大大，热热效效率率较较低低，动动力消耗较大。力消耗较大。提高生产能力的方法：提高生产能力的方法：采采用用过过热热料料液液，在在加加压压下下将将料料液液预预热热至至200300进进入入雾雾化化器器，液液滴
107、通过吸收自身的显热而使部分水分汽化。滴通过吸收自身的显热而使部分水分汽化。5、厢式、厢式 (室式室式) 干燥器干燥器小型的称为烘箱，大型的称为烘房，可同时处理多种物料。小型的称为烘箱，大型的称为烘房，可同时处理多种物料。通通常常在在常常压压或或真真空空下下间间歇歇操操作作。厢厢内内设设有有支支架架，湿湿物物料料放放在在矩矩形形浅浅盘盘内内，或或悬悬挂挂在在支支架架上上(板板状状物物料料)，空空气气经经加加热热器器预预热热并并均均匀匀分分配配后后，平平行行掠掠过过物物料料表表面面，离离开开物物料料表表面面的的湿湿废废气气体体，部部分分排排空，部分循环，与新鲜空气混合后用作干燥介质。空，部分循环，
108、与新鲜空气混合后用作干燥介质。进风进风排气排气物料盘物料盘加热器加热器风扇风扇小车小车进风进风排气排气厢式干燥器的特点厢式干燥器的特点 对对各各种种物物料料的的适适应应性性强强，但但物物料料得得不不到到分分散散，气气固固两两相相接接触触不不好好，干干燥燥时时间间长长。可可用用多多孔孔底底板板浅浅盘盘，使使气气体体自自上上而而下下穿穿流流通通过过物物料料层层(穿流型厢式干燥器穿流型厢式干燥器)，以提高干燥速率。，以提高干燥速率。优优点点：对对物物料料适适应应性性强强，可可以以用用于于各各种种物物料料的的干干燥燥，适适用用于于小小规规模多品种、干燥条件变动大的场合。模多品种、干燥条件变动大的场合。
109、缺点缺点：热效率较低，产品质量不易均匀。：热效率较低，产品质量不易均匀。6、洞道式干燥器、洞道式干燥器在在一一狭狭长长的的通通道道内内铺铺设设铁铁轨轨，物物料料放放置置在在一一串串小小车车上上，小小车车可可以以连续地或间歇地在进、出通道。连续地或间歇地在进、出通道。空空气气连连续续地地在在洞洞道道内内被被加加热热并并强强制制地地流流过过物物料料表表面面，流流程程可可安安排排成成并并流流或或逆逆流流，还还可可根根据据需需要要安安排排中中间间加加热热或或废废气气循循环环，干干燥燥介介质可用热空气和烟道气。质可用热空气和烟道气。洞洞道道式式干干燥燥器器容容积积大大，小小车车在在洞洞道道内内停停留留时
110、时间间长长，适适用用于于具具有有一一定形状的比较大的物料如木材、皮革或陶器等的干燥。定形状的比较大的物料如木材、皮革或陶器等的干燥。 风扇风扇加热器加热器小火车小火车进气进气排气口排气口湿物料湿物料干品干品7、带式干燥器、带式干燥器结构及原理结构及原理进风进风循环风机循环风机预热器预热器将将物物料料通通过过布布料料机机构构(如如星星型型布布料料器器、摆摆动动带带、粉粉碎碎机机或或造造粒粒机机)分分布布在在输输送送带带(多多为为网网状状)上上，输输送送带带通通过过一一个个或或几几个个加加热热单单元元组组成成的的通通道道，每每个个加加热热单单元元均均配配有有空空气气加加热热和和循循环环系系统统，每
111、每一一个个通通道道有有一一个个或或几几个个排排湿湿系系统统，在在输输送送带带通通过过时时，热热空空气气从从上上往往下下或或从从下下往往上上通通过过输输送送带带上上的的物物料料，从从而而使使物物料料能能均均匀匀干干燥燥。传传送送带带可以做成多层，带宽可以做成多层，带宽1-3m，长为长为4-50m，干燥时间为干燥时间为5-120分钟。分钟。湿料湿料产品产品热风热风优优点点：干干燥燥过过程程中中物物料料翻翻动动少少，对对晶晶体体形形状状保保持持完完好好，适适用用于于处处理粒状、块状和纤维状物料；理粒状、块状和纤维状物料；缺点缺点：热效率较低，生产能力较小。：热效率较低，生产能力较小。典型产品典型产品
112、脱脱水水蔬蔬菜菜、颗颗粒粒饲饲料料、味味精精、鸡鸡精精、椰椰蓉蓉、有有机机颜颜料料、合合成成橡橡胶胶、丙丙稀稀纤纤维维、药药品品、药药材材、小小木木制制品品、塑塑料制品、电子元器件老化、固化等。料制品、电子元器件老化、固化等。8、转筒干燥器、转筒干燥器结构及工作原理结构及工作原理干干燥燥器器主主体体为为一一沿沿轴轴向向装装有有若若干干抄抄板板的的圆圆筒筒。圆圆筒筒略略呈呈倾倾斜斜放放置置，在齿轮机构的驱动下作旋转运动；在齿轮机构的驱动下作旋转运动；物物料料由由转转筒筒的的较较高高一一端端送送入入，由由较较低低端端卸卸出出，热热风风由由转转筒筒的的较较低低端吹入，由较高端排出，气固两相呈逆流接触
113、；也可安排成并流端吹入，由较高端排出，气固两相呈逆流接触；也可安排成并流随随着着圆圆筒筒的的旋旋转转，物物料料首首先先被被炒炒板板抄抄起起然然后后洒洒下下，以以改改善善气气固固两两相的传热传质，提高干燥速率；相的传热传质，提高干燥速率；物物料料湿湿含含量量较较低低，产产品品能能承承受受高高温温，宜宜采采用用逆逆流流干干燥燥。物物料料湿湿含含量较高、产品湿含量不是很低的场合宜采用并流干燥。量较高、产品湿含量不是很低的场合宜采用并流干燥。产品产品废气废气湿料湿料热风热风转筒干燥器的特点转筒干燥器的特点国国内内现现有有转转筒筒干干燥燥器器的的直直径径一一般般为为0.5-3m，长长度度为为2-27m，
114、长长径径比比为为4-10，物物料料在在转转筒筒内内的的装装填填量量约约为为筒筒体体容容积积的的8-13%，物物料料沿沿转转筒筒轴轴向向前前进进的的速速度度为为0.01-0.08m/s，其其停停留留时时间一般为间一般为1h左右。左右。(1)机械化程度较高，生产能力较大；机械化程度较高，生产能力较大；(2)干燥介质通过转筒的阻力较小；干燥介质通过转筒的阻力较小；(3)对物料的适应性较强，操作稳定方便，运行费用较低；对物料的适应性较强，操作稳定方便，运行费用较低；(4)装置比较笨重，金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大；装置比较笨重，金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大；(5)设备投资高，占地面积大
115、。设备投资高，占地面积大。9、双锥回转真空干燥机、双锥回转真空干燥机真真空空状状态态下下的的双双锥锥形形回回转转罐罐体体，由由夹夹套套内内的的蒸蒸汽汽或或热热水水加加热热，热热量通过罐体内壁与湿物料接触。蒸发水汽由真空泵从排气管抽走。量通过罐体内壁与湿物料接触。蒸发水汽由真空泵从排气管抽走。由由于于罐罐体体内内处处于于真真空空状状态态，且且罐罐体体的的回回转转使使物物料料不不断断的的上上下下、内内外翻动，提高了干燥速度、干燥效率和干燥的均匀性。外翻动，提高了干燥速度、干燥效率和干燥的均匀性。适适用用于于医医药药、食食品品、化化工工等等行行业业的的粉粉、粒粒状状物物料料的的真真空空干干燥和混合，
116、尤其适用有下列要求的物料：燥和混合，尤其适用有下列要求的物料：(1)不能接受高温的热敏性物料；不能接受高温的热敏性物料；(2)容易氧化，有危险的物料；容易氧化，有危险的物料；(3)需回收溶剂和有毒气体的物料；需回收溶剂和有毒气体的物料；(4)要求残留挥发物含量极低的物料；要求残留挥发物含量极低的物料；(5)对结晶形状有要求的物料；对结晶形状有要求的物料；(6)要求混合充分、均匀的物料；要求混合充分、均匀的物料；10、旋转闪蒸干燥机、旋转闪蒸干燥机经经加加热热（或或除除湿湿）的的空空气气以以适适宜宜的的喷喷动动速速度度从从干干燥燥机机底底部部进进入入搅搅拌拌破破碎碎干干燥燥室室，对对物物料料产产
117、生生强强烈烈的的剪剪切切、吹吹浮浮、旋旋转转作作用用，物物料料受受到到离离心心、剪剪切切、碰碰撞撞、摩摩擦擦而而被被微微粒粒化化，形形成成较较大大的的比比表表面面积积，强强化化了了传传质质传传热热。在在干干燥燥室室底底部部，较较大大较较湿湿的的颗颗粒粒团团在在搅搅拌拌器器的的作作用用下下被被机机械械破破碎碎，湿湿含含量量较较低低、颗颗粒粒度度较较小小的的颗颗粒粒被被旋旋转转气气流流夹带上升，在上升过程中进一步干燥，并被分级。夹带上升，在上升过程中进一步干燥，并被分级。1.空气过滤器空气过滤器2.鼓风机鼓风机3.加热器加热器(电电,蒸汽蒸汽,燃油燃油,气气,煤煤)4.加料器加料器5.主机主机6.
118、旋风分离器旋风分离器7.二级收尘器二级收尘器(旋风分离器、袋滤器旋风分离器、袋滤器)8.引风机引风机9.湿式除尘器湿式除尘器(水沫除尘器、文丘里水沫除尘器、文丘里)旋转闪蒸干燥机的特点旋转闪蒸干燥机的特点(1)干干燥燥器器内内锥锥体体结结构构、气气流流对对器器壁壁的的冲冲刷刷和和搅搅拌拌器器的的结结构构，使其能处理有一定粘性的物料；使其能处理有一定粘性的物料；(2)由由于于干干燥燥时时间间短短，物物料料与与热热空空气气相相对对速速度度大大且且最最热热空空气气不与已干物料直接接触，故适用处理热敏性物料；不与已干物料直接接触，故适用处理热敏性物料；(3)干干燥燥过过程程中中物物料料受受到到破破碎碎
119、、冲冲刷刷、碰碰撞撞，表表面面积积增增大大，强强化化了了干干燥燥；同同时时最最热热空空气气不不直直接接接接触触已已干干物物料料，可可以以使进风温度高于物料熔点，所以干燥强度高；使进风温度高于物料熔点，所以干燥强度高；(4)通通过过干干燥燥塔塔内内设设置置内内置置物物（旋旋流流片片、陶陶析析环环或或分分级级器器），并并与与进进出出风风温温度度的的统统一一协协调调，可可对对终终水水份份和和成成品品细细度度加加以有效控制。以有效控制。(5)系系统统在在微微压压下下操操作作，消消除除操操作作环环境境污污染染，并并可可根根据据不不同同物物料料采采用用不不同同的的除除尘尘方方式式和和除除尘尘材材质质（脉脉
120、冲冲袋袋式式除除尘尘器器、水浴除尘器、文丘里湿式除尘器等）。水浴除尘器、文丘里湿式除尘器等）。XZG旋转闪蒸干燥机旋转闪蒸干燥机常州优力干燥设备有限公司常州优力干燥设备有限公司11、耙式真空干燥机、耙式真空干燥机结构及工作原理结构及工作原理利用物料中的水份在真空状态下沸点降低的特点进行干燥。设备利用物料中的水份在真空状态下沸点降低的特点进行干燥。设备用蒸汽夹套间接加热，水份受热蒸发并被及时抽除。在干燥机壳用蒸汽夹套间接加热，水份受热蒸发并被及时抽除。在干燥机壳体内部，耙齿通过传动轴带动，耙齿端与轴线设计有一定夹角，体内部，耙齿通过传动轴带动，耙齿端与轴线设计有一定夹角，主轴通过正向反向转动使物
121、料沿轴向移动以利于干燥及出料。主轴通过正向反向转动使物料沿轴向移动以利于干燥及出料。应用范围应用范围(1)特特别别适适用用于于干干燥燥热热敏敏性性物物料料，在在高高温温下下易易氧氧化化的的物物料料、或或干干燥燥时时易易板板结结的的物物料料，以以及及干干燥燥中中排排出出的的蒸蒸汽汽须须回回收收的的物物料。料。(2)干干燥燥完完毕毕后后物物料料为为粉粉末末状状，所所以以对对于于成成品品为为粉粉末末状状的的物物料料较为适用，干燥完毕后可直接包装，无需粉碎。较为适用，干燥完毕后可直接包装，无需粉碎。(3)进进料料含含水水率率可可达达90%，被被干干燥燥物物料料有有浆浆状状、膏膏状状、粒粒状状、粉状或纤
122、维状，干燥后物料水份可达粉状或纤维状，干燥后物料水份可达1%，甚至，甚至0.5%。特点特点(1)适用性强，干燥速度快。由于耙式干燥机利用夹套加热，适用性强，干燥速度快。由于耙式干燥机利用夹套加热，较高真空排气，所以几乎对所有不同性质、不同状态物料都较高真空排气，所以几乎对所有不同性质、不同状态物料都适用，特别适用于易爆、易氧化物料；适用，特别适用于易爆、易氧化物料；(2)产品质量高，干燥过程耙齿不断正反转动，物料搅抖均匀；产品质量高，干燥过程耙齿不断正反转动，物料搅抖均匀；(3)蒸汽耗量小；蒸汽耗量小；(4)易于操作，可回收挥发气体，减少了对环境的污染。易于操作，可回收挥发气体，减少了对环境的污染。
