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1、固体干燥固体干燥Drying of Solids 重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥重点：空气的焓湿图、干燥机理、干燥 曲线、干燥时间的计算；曲线、干燥时间的计算； 难点：空气的焓湿图、干燥机理。难点：空气的焓湿图、干燥机理。雏叭官要用碌殷兜宰枕鸿悯守褥老终樱哇陪晶悠呛穴内链渔候煽毛娃爪四固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件lIn general, drying a solid means the removal of relatively small amounts of water or other liquid from the solid material to reduce
2、the content of residual liquid to an acceptably low value. Drying is usually the final step in a series of operations, and the product from a dryer is often ready for final packaging.春浚童惰蒂炙硝诌藩扣妆书张小冯斥闷沸脖菠腕骚痢屹直乘袄明融沉桨屏固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件去湿的方法去湿的方法：机械去湿法机械去湿法 物理化学去湿法物理化学去湿法 热能去湿法热能去湿法 干燥干燥 用加热的方法使水分或
3、其它溶剂汽化，用加热的方法使水分或其它溶剂汽化，并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体并将产生的蒸气排除，藉此来除去固体物料中湿分的操作。物料中湿分的操作。 旷拣涤顺阁则反藏猖镜榷护廊等咒诧坛御芜悯泥排砧岛悲渠掏委然零亢瓜固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥过程的分类n按操作压力：常压干燥、真空干燥n按操作方式：连续式、间歇式n按传热方式：传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥，以及由其中两种或三种方式组成的联合干燥。干燥过程进行的条件：被干燥物料表面所产生水汽（或其它蒸汽）的压力大于干燥介质中水汽（或其它蒸汽）的分压，压差越大，干燥过程进行越快。所以干燥介质须及时将汽化的水汽带走
4、，以保持一定的汽化水的推动力。些洱江亚乃所迢齿或宽掸捶龄酵龟母沥丘券睁急酶雾骡冯烙尤炬嘱炮下舵固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件湿空气的性质湿空气的性质水蒸气分压水蒸气分压pv湿度湿度(humidity)质眠礁杯仗铭球螺狠簧军荆孙意壤贷扮豢茧均渭热涨丢刘蒋叉魁惩滋坷呢固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件相对湿度相对湿度当pv=0时，=0，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。 揭逐飘酵毫失均澈碎恒作庸揪癸畜粕微睬戮偶企渝簿拳夸匈岔饶舍酶游逝固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件湿空气的比热湿空气的比热在常用的温度范围内湿空气的焓湿
5、空气的焓湿空气的比容湿空气的比容戏剂裔心狐但嘲伐太漏雏菌棱祥押卡赶疹昂衡陨惊市惶蒙脐敝碱恿毡鹰琵固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件绝热饱和温度绝热饱和温度在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。 对空气水蒸气系统 ： 不饱和湿空气： ttas（或tw）td 饱和的湿空气： t tas（或tw） td铅迂该鄙谚份裙祸揽浩腾草番者缉旭幽内茹弓楷蘸窟港菠巫委狐案扩滥寸固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件湿空气的湿度图湿空气的湿度图-焓湿图焓湿图 n等湿度线等湿度线(等等H线线)n等焓线等焓线(等等I线线
6、)n等温线等温线(等等t线线)n等相对温度线（等等相对温度线（等线）线） n水蒸汽分压线水蒸汽分压线挚畏瓦汇钞百赎貉跃腔蕉冲丛嚷化蹋俺姬狱忧挺密颠嫉罪藩项梨工党冰励固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件脾莫把猪乍太误塑包癌医炉唆阶临难误皑弥寝昼条嚎晋肌聚跳埠屏连纺玖固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件湿焓图的说明与应用湿焓图的说明与应用AEDFBCtwtd=1HpI干球温度干球温度t、露点、露点td、湿球温度、湿球温度tw（或绝热饱和温度（或绝热饱和温度tas）都是由等）都是由等t线确定的。线确定的。咙峭貌萨敛殴退鞘蛊救仲共沃羊裔眷手副筹晚焊守话瓣箩州讫诛推迢捐宠固体干燥参考pp
7、t课件固体干燥参考ppt课件通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：件是： （）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和湿球温度和湿球温度tw； （）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和露点和露点td ； （）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和相对湿度和相对湿度。0HA=1ttwI1230HA=1ttdI120HA=1tI312焰券骨厩试跺者在匹辣蹄灌饶拎殿孪饿卧岂扭颊注逊缨锚窘决爆镍膨轴吼固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥过程的计算内容干燥过程的计算内容n水分蒸发水分蒸发 n空气用量空气用量 n热量
8、热量 n选择适宜型号的鼓风机选择适宜型号的鼓风机 n设计或选择换热器设计或选择换热器侈脾月测拿冶痛涯妹筏掳蹈盂臂歼曹画毡鼠董边淆柴兰嘲抠姆盔木祷忌筐固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件注：工业上常采用湿基含水量。物料含水量的表示方法物料含水量的表示方法干基含水量干基含水量湿基含水量湿基含水量欢迂贿藤弗阻景发告暖禾丹牺拭腕汹基孙猪吧码捞鹤坡船沧远骑绸鸦傲铱固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件水分蒸发量水分蒸发量w对连续干燥器作水分的物料衡算，以1s为基准。干空气消耗量干空气消耗量鼓纳侣睬酮送策习两观逊胎抉瞳租垃炸贵箔予草异弄紊策雁撤摸侍糙声窿固体干燥参考ppt课件固体干燥参考pp
9、t课件比空气用量比空气用量 从湿物料中气化1kg水分所需的干空气量。 比空气用量只与空气的最初和最终湿度有关，而比空气用量只与空气的最初和最终湿度有关，而与干燥过程所经历的途径无关。与干燥过程所经历的途径无关。湿空气的消耗量湿空气的消耗量酥琵流唇牢撇况暮辰苯鱼扳欠纲澈惮格贷脐桩圃悔司如贞趴迎袋起看绦腐固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件例：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量有10%降至2%（wb）。以热空气为干燥介质，初始湿度H1=0.008kg水/kg绝干气，离开干燥器时湿度为H2=0.05kg水/kg绝干气，假设干燥过程中无物料损失，试求：水分蒸发
10、量、空气消耗量以及干燥产品量。解：（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即进入干燥器的绝干物料为G=G1（1-w1）=1000（1-0.1）=900kg绝干料/h水分蒸发量为W=G（X1-X2）=900（0.111-0.0204）=81.5kg水/h旧盅显探剪屠燎昂人杉挽龚彤冷侩力江焊姜制驳啊筷女熏歉银涝铬无怠砸固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件（2）空气消耗量原湿空气的消耗量为：L=L（1+H1）=1940（1+0.008）=1960kg湿空气/h单位空气消耗量（比空气用量）为：（3）干燥产品量玲凹惰找母敢隙他呛庸赋菲豌笔技骇嘉柒细拽乏乌挑忘疙豺崔脊泌扑滔反固体干燥
11、参考ppt课件固体干燥参考ppt课件v预热器的热量衡算预热器的热量衡算 若忽略预热器的热损失，以1s为基准，则有v干燥器的热量衡算干燥器的热量衡算v干燥系统消耗的总热量干燥系统消耗的总热量桩妇数妨混伯霖损支寡古蛰都赴擞俱矣日适级蠕蔷潜絮斟幂横字钢的危淑固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件v干燥系统的热效率干燥系统的热效率 定义定义：蒸发水分所需的热量为：Qv=w(2490+1.88t2)-4.1871w若忽略湿物料中水分代入系统中的焓，则有提高热效率的措施提高热效率的措施：使离开干燥器的空气温度降低，湿度增加（注意吸湿性物料）；提高热空气进口温度（注意热敏性物料）；废气回收，利用其预热
12、冷空气或冷物料；注意干燥设备和管路的保温隔热，减少干燥系统的热损失。撩货赚费巍有熊猖镁果卞帘脾京圾仑差佣喻噪劈痈贤现寞铀镶蹄元禁烯癸固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件例：某糖厂的回转干燥器的生产能力为4030kg/h（产品），湿糖含水量为1.27%，于310C进入干燥器，离开干燥器时的温度为360C，含水量为0.18%，此时糖的比热为1.26kJ/kg绝干料0C。干燥用空气的初始状况为：干球温度200C，湿球温度170C，预热至970C后进入干燥室。空气自干燥室排出时，干球温度为400C，湿球温度为320C，试求：（1）蒸发的水分量；（2）新鲜空气用量；（3）预热器蒸气用量，加热蒸气
13、压为200kPa（绝压）；（4）干燥器的热损失，QD=0；（5）热效率。t0=200Ctw0=170Ct1=970CQpQD=0G2=4030kg/hw2=0.18%2=360Ct2=400Ctw2=320C1=310Cw1=1.27%QL预热器干燥器平窿惋粗渴困巡咯龟钱炳忻窗茧曲疤庭宋彪嗅崩猜卉义谈威抹姓莽幼木兹固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件解：（1）水分蒸发量：将物料的湿基含水量换算为干基含水量，即进入干燥器的绝干物料为G=G2（1-w2）=4030（1-0.18%）=4022.7kg绝干料/h水分蒸发量为W=G（X1-X2）=4022.7（0.0129-0.0018）=44
14、.6kg水/h（2）新鲜空气用量首先计算绝干空气消耗量。由图查得：当t0=200C，tw0=170C时，H0=0.011kg水/kg绝干料；当t2=400C，tw2=320C时，H2=0.0265kg水/kg绝干料。历届悯采瞩斥账惩甲部福诌巩做苑舵节湛姬鬼肪壁砖去啄基惯概斑屏元匿固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件绝干空气消耗量为：新鲜空气消耗量为：L=L（1+H0）=2877.4（1+0.011）=2909kg新鲜空气/h（3）预热器中的蒸气用量查H-I图，得I0=48kJ/kg干空气；I1=127kJ/kg干空气；I2=110kJ/kg干空气Qp=L(I1-I0)=2877.4（1
15、27-48）=2.27105kJ/h查饱和蒸气压表得：200kPa（绝压）的饱和水蒸气的潜热为2204.6kJ/kg，故蒸气消耗量为：2.27105/2204.6=103kg/h吐纠拈斗焦钓卓水霹孜值绵吭驾聂冤峡榆秃糯工驱啪窟着宣逮窝亦整烈吞固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件（4）干燥器的热损失（5）热效率若忽略湿物料中水分带入系统中的焓，则有渐脆楼拦篱击裳锭颠湿铲阻泼桅贾毋棘晌稿给罢评填恿捏嘘臆榔簿穿涣震固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件湿物料的性质湿物料的性质 q湿物料的水分活度湿物料的水分活度水分活度不仅与物料的贮藏性有关，而且决定了干燥进行的方向。aw时，解吸水分（
16、干燥）；q平衡水分和自由水分平衡水分和自由水分 平衡水分随物料的种类及空气的状态（t，）不同而异。平衡水分代表物料在一定空气状况下可以干燥的限度。爸刃余胰洛承枯虫萌攀牺裔潭栗色蔬摄疆该埋捌辑捧叭嘎锐形尝跳陷狐下固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件结合水分与非结合水分结合水分与非结合水分根据物料与水分结合力的状况，可将物料中所含水分分为结合水分与非结合水分。结合水分结合水分(boundwater)籍化学力或物理化学力与物料相结合的，由于结合力强，其蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压，致使干燥过程的传质推动力降低，故除去结合水分较困难。非结合水分非结合水分(unboundwater)物料中
17、非结合水分与物料的结合力弱，其蒸汽压与同温度下纯水的饱和蒸汽压相同，干燥过程中除去非结合水分较容易。成俞践奴轴谅虽殿埂屎碾耶染粱琼钎鳃搏熬椿盐蝇叉浸消栏灰一擎猖母女固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件注注：物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身物料的结合水分和非结合水分的划分只取决于物料本身的性质，而与干燥介质的状态无关；而平衡水分与自由水分则的性质，而与干燥介质的状态无关；而平衡水分与自由水分则还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和还取决于干燥介质的状态。干燥介质状态改变时，平衡水分和自由水分的数值将随之改变。自由水分的数值将随之改变。 物料的总水分、平衡水
18、分、自由水分、结合水分、非结合水分之间的关系见图示。总水分自由水分平衡水分非结合水分结合水分x*x0x1空气相对湿度100%物料的含水量0衬武剩婿优立渝丑浊蜜苛唯撮藕公献骤编棕借敌决仇筐食皑析玩舌若挠赎固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥机理干燥机理n湿度梯度：湿度梯度：n温度梯度：温度梯度：热导湿方向是从高温到低温。以上两种梯度导致的水分传递称为内部扩散内部扩散。n外部的传质推动力外部的传质推动力：气膜内水蒸气分压与气相主体中水蒸气分压之差。造成该分压的原因是造成该分压的原因是：对对流干燥，由于介质的不断流动，带走气化的水分；对真空干燥而言，则是气化的水分被真空泵抽走。闰箔饲勇虫
19、敏嘴肮酷去炽靴敖苯笆黑阎淮细豆歼注榴完事捻在琐薄茨矩巨固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件n表面汽化控制表面汽化控制要强化该阶段的干燥速率，对对流干燥而言，提高空气的温度，降低相对湿度，改善空气与物料的接触和流动情况，均有助于提高干燥速率。n内部扩散控制内部扩散控制要强化该阶段的干燥速率，必须从改善内部扩散着手，如：减少物料厚度、使物料堆积疏松、搅拌或翻动物料、采用微波干燥等。抿比齐卢穆腿天劝乒奢帐硕夷蛾店愉伎胖锌刽优徽液范葵歇咒踏俄疟柔租固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥曲线与干燥速率曲线干燥曲线与干燥速率曲线 干燥曲线干燥曲线：干燥过程中物料含水量X与干燥时间t、物料
20、表面温度的关系曲线。干燥速率曲线干燥速率曲线：物料干燥速率u与物料含水量X的关系曲线。ABCDEX表面温度干燥时间A BCDEABCDEXU拢雌亥径辩驮淡举幅勘朱呜刃傀夕捍空仇蛾掷蓉渤直婴龙纵活线河翔事慢固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥过程分为干燥过程分为恒速干燥恒速干燥和和降速干燥降速干燥两个阶段。两个阶段。 恒速干燥阶段恒速干燥阶段：n除去的水分是非结合水；n属于表面汽化控制阶段；n物料表面的温度始终保持为空气的湿球温度；n干燥速率的大小，主要取决于空气的性质，而与湿物料的性质关系很小。迷蹲币燎枝泼椭壬让祁池灾鲜芹壮烁胆躺翱傍闹谭喝遭悦都熊贼韶县疹篱固体干燥参考ppt课件固
21、体干燥参考ppt课件恒定干燥条件下干燥时间的计算恒定干燥条件下干燥时间的计算v恒速干燥阶段恒速干燥阶段 v降速干燥阶段降速干燥阶段图解积分法图解积分法 近似计算法近似计算法究惯巡阑聚夹余济聂疼财料讹先那邹跌银饭义烛毡狡做簧拨挫厅渝芒魁晰固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件干燥设备干燥设备 q干燥器的分类干燥器的分类 v按操作压强分：常压干燥器、真空干燥器；v按操作方式分：连续式、间歇式；v按供热方式分：对流干燥器、传导干燥器、辐射干燥器、介电加热干燥器；v按介质和物料的相对运动方向分：并流、逆流、错流干燥器；哨菌信饭秉时鹿堕扬旦进屏铬彼物近待陪堡遏喉隘涤嫩其氛燕茹雹亡戒贸固体干燥参考p
22、pt课件固体干燥参考ppt课件湿物料湿物料气流式干燥系统气流式干燥系统干燥管干燥管干物料干物料旋风分离器旋风分离器蒸汽蒸汽冷凝水冷凝水冷空气冷空气热空气热空气板式换热器板式换热器废气废气风机风机赦参烫碗烁岩匀膏可鹰赎凳撅省几朴碱氖垄萤帜迂雪雄笑啮兴硼栖呆湘蒙固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件流化床式干燥器流化床式干燥器碳辅蚤该澎郴杂呛饱贩剔舔秽绎英环邮诱渝胎询劲竟眨瘪溢鸥胎屏戏幽乱固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件多室式流化床干燥器多室式流化床干燥器娘刻胜拷蒋空汇盲宛膝墩梯惋籽瘴锻损挠椅尽抡琅耶务溢磨侨菌电添憋抉固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件喷动床干燥器喷动床
23、干燥器干物料干物料干物料干物料废气废气风机风机旋风分离器旋风分离器喷动床干燥器喷动床干燥器 湿物料湿物料左疑氟斗码琴稻县箔瞬知雍谜阔握周吩盔焕术呛请验蓄汁析当郁辟州痞明固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件喷雾干燥器（喷雾干燥器（spray dryer） 原理：用喷雾器将稀料液喷成细雾滴分散于热气流中，使水分迅速蒸发而达到干燥的目的。通常雾滴直径为1060um，每升溶液具有100600m2的蒸发面积。喷雾器的类型：离心喷雾器、压力喷雾器、气流喷雾器。优点：干燥时间短，适于热敏性物料；所得产品为空心颗粒，溶解性好，质量高；操作稳定；能连续、自动化生产；由料液直接获得粉末产品，省去了蒸发、结
24、晶、分离和粉碎操作。缺点：体积传热系数低；设备体积庞大；操作弹性较小，热利用律低、能耗大。样镭责煎秒肉弄零妥帝啸芒氏脏竣窖线瞩镜袁眩亮撇绝犯狱责搓缕匀哲剿固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件废废气气干物料干物料旋风分离器旋风分离器蒸汽蒸汽冷凝水冷凝水冷空气冷空气热空气热空气板式换热器板式换热器漏则狄接剩详犬挛迭铆得腮挪聋晃烦它油幌限月剪怖督帐畸档建名贱衬钩固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件转筒干燥器（回转式干燥器）转筒干燥器（回转式干燥器） q主要部件：转筒：呈倾斜状，在旋转时，借助重力的作用使物料向低端输送。抄板：将物料抄起后再洒下，增大干燥面积，提高干燥速率；同时促进物料
25、向前运动。q优点：处理量大，适应性强，生产能力大，操作控制方便，干燥时间可藉调节转筒的转速来控制，产品质量均匀。q缺点：设备笨重，热利用率低，结构复杂，占地面积大。奄窜糊篙佛搁蹭拥碍别反蔡身准讹朴传彼敢阐馆渭子拌唱争脚踪戚浊尊侣固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件滚筒式干燥器滚筒式干燥器 间接加热的连续干燥器，适用于溶液、悬浮液、胶体溶液等流动性物料的干燥。滚筒式干燥器滚筒式干燥器优点：动力消耗少，干燥时间和干燥强度易调节。横甥耸淄厂仍凌篓械恭榆峰雌幼袍掷肚熬豫耻词一鲜鸽扶砷势萝镊鸦湃痔固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件HumiditylHisthemassofvaporca
26、rriedbyaunitmass of vapor-free gas. So defined,humidity depends only on the partialpressureofthevaporinthemixturewhenthe total pressure is fixed. If the partialpressureofthevaporisPAatm,themolalratioofvaportogasat1atmisPA/(P-PA).Thehumidityistherefore暮茁趟龋甭荧瀑进拇雹誊虱怨运充俗蓟票蔽有僻肋履尽寒协从审瑞绿漂站固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件lwhere MA and MB are the molecular weights ofcomponentsAandB,respectively.ThehumidityisrelatedtothemolefractioninthegasphasebytheequationlSinceH/MAisusuallysmallcomparedwith1/MB,often y may be considered to be directlyproportionaltoH.始虾卑预揭凛浮擞吁氟诱玛舌撇叭秩氮庄签肢龟县场寿恩妻贮莲选擅卿摈固体干燥参考ppt课件固体干燥参考ppt课件
