干燥設(shè)備系統(tǒng)培訓(xùn)講義(已修改)
2025-09-03 08:31 本頁(yè)面
【正文】 干 燥 概述（ Introduction） 在化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中所得到的固態(tài)產(chǎn)品或半成品往往含有過多的水分或有機(jī)溶劑 (濕份 )， 要制得合格的產(chǎn)品需要除去固體物料中多余的濕份 。 除濕方法：機(jī)械除濕 —— 如離心分離 、 沉降 、 過濾 。 干燥 —— 利用熱能使?jié)裎锪现械臐穹萜?。 除濕程度高 ， 但能耗大 。 慣用做法：先采用機(jī)械方法把固體所含的絕大部分濕份除去 ， 然后再通過加熱把機(jī)械方法無法脫除的濕份干燥掉 ， 以降低除濕的成本 。 干燥分類： 操作壓力 操作方式 傳熱方式 ( 或組合 )常壓 真空 連續(xù) 間歇 導(dǎo)熱 對(duì)流 輻射 介電加熱對(duì)流干燥過程原理 濕熱氣體流過濕物料的表面 ， 物料表面溫度低于氣體溫度 。由于溫差的存在 ，氣體以對(duì)流方式向固體物料傳熱 ， 使?jié)穹萜?；在分壓差的作用?， 濕份由物料表面向氣流主體擴(kuò)散 ， 并被氣流帶走 。 干燥是熱 、 質(zhì)同時(shí)傳遞的過程 干燥介質(zhì)：用來傳遞熱量 （ 載熱體 ） 和濕份 （ 載濕體 ） 的介質(zhì) 。 注意：只要物料表面的濕份分壓高于氣體中濕份分壓 ， 干燥即可進(jìn)行 ， 與氣體的溫度無關(guān) 。 氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件 ， 其目的在于加快濕份汽化和物料干燥的速度 ， 達(dá)到一定的生產(chǎn)能力 。 ?H t q W ti p pi ?M 對(duì)流 干燥示意圖預(yù)熱器空氣干燥器廢氣濕物料干燥產(chǎn)品干燥過程 熱空氣流過濕物料表面 熱量傳遞到濕物料表面 濕物料表面水分汽化并被帶走 表面與內(nèi)部出現(xiàn)水分濃度差 內(nèi)部水分?jǐn)U散到表面 傳熱過程 傳質(zhì)過程 傳質(zhì)過程 干燥過程推動(dòng)力 傳質(zhì)推動(dòng)力：物料表面水分壓 P表水 熱空氣中的水分壓 P空水 傳熱推動(dòng)力：熱空氣的溫度 t空氣 物料表面的溫度 t物表 對(duì)流干燥過程實(shí)質(zhì) 除水分量 空氣消耗量 干燥產(chǎn)品量 熱量消耗 干燥時(shí)間 物料衡算 能量衡算 涉及干燥速率和水在氣固相的平衡關(guān)系 涉及濕空氣的性質(zhì) 干燥過程基本問題 解決這些問題需要掌握的基本知識(shí)有： (1) 濕分在氣固兩相間的傳遞規(guī)律； (2) 濕氣體的性質(zhì)及在干燥過程中的狀態(tài)變化； (3) 物料的含水類型及在干燥過程中的一般特征； (4)干燥過程中物料衡算關(guān)系 、 熱量衡算關(guān)系和速率關(guān)系 。 本章主要介紹運(yùn)用上述基本知識(shí)解決工程中物料干燥的基本問題 ， 介紹的范圍主要針對(duì)連續(xù)穩(wěn)態(tài)的干燥過程 。 第一節(jié) 濕氣體的熱力學(xué)性質(zhì) 濕空氣：指絕干空氣與水蒸汽的混合物 。 在干燥過程中 ， 隨著濕物料中水份的汽化 ， 濕空氣中水份含量不斷增加 ， 但絕干空氣的質(zhì)量保持不變 。 因此 ， 濕空氣性質(zhì)一般都以 1kg絕干空氣為基準(zhǔn) 。 操作壓強(qiáng)不太高時(shí) ， 空氣可視為理想氣體 。 系統(tǒng)總壓 P ：濕空氣的總壓 （ kN/m2） ， 即 P干空氣 與 P水 之和 。 干燥過程中系統(tǒng)總壓基本上恒定不變 。 干燥操作通常在常壓下進(jìn)行 ， 常壓干燥的系統(tǒng)總壓接近大氣壓力 ，熱敏性物料的干燥一般在減壓下操作 。 干空氣干空氣 nnpp OHOH22 ?gv ppp ??濕空氣是混合物 ， 則混合的比例是多少呢 ？ 所以要研究 ， —— 濕度性質(zhì) （ 濕度 H， 相對(duì)濕度 φ ， 絕對(duì)濕度百分?jǐn)?shù) ） 空氣是氣體 ， 應(yīng)適用于氣體狀態(tài)方程 ， 即溫度 、 壓力 、 體積 。 所以要研究 ， —— 溫度性質(zhì) （ 干球溫度 t、 濕球溫度 tw、 絕熱飽和濕度 tas、 露點(diǎn) td） —— 容積性質(zhì) （ 濕容積 、 飽和濕容積 ） 。 由于大氣壓力 ， 對(duì)一定地區(qū) ，約為定值 ， 所以不研究壓力性質(zhì) 。 要研究空氣對(duì)濕物料的傳熱 ， 所以要研究 ， —— 空氣的比熱性質(zhì) （ 濕熱 r． 焓 I） 實(shí)質(zhì)是研究空氣的四大類性質(zhì) 。 為了敘述方便 ， 我們假設(shè)下面三個(gè)前提： （ 1） 干燥過程的濕空氣 ， 可作為理想氣體處理 ， 諸如理想氣體方程式 ， 道爾頓分壓定律 ， 均可應(yīng)用于濕空氣 。 （ 2） 因?yàn)楦煽諝馐亲鳛闊彷d體 ， 它的質(zhì)量在干燥過程中始終不變 ， 所以濕空氣的有關(guān)參數(shù)均為單位質(zhì)量的干空氣為基準(zhǔn) 。 （ 3） 系統(tǒng)總壓 。 濕空氣中含量的表示方法 濕空氣中水汽分壓 pv 濕度 H： 濕空氣中單位質(zhì)量干空氣所具有的水汽質(zhì)量 相對(duì)濕度 ? ： 在一定總壓下，濕空氣的水汽分壓與同溫下飽和水蒸汽壓之比 vvgvggvvgvpppMMnMnMmmH???? 濕空氣中干空氣的質(zhì)量濕空氣中水汽的質(zhì)量svpp??)1( ?? ?????? sssvs ppppp表示了濕空氣吸濕能力 ypppppvgv????對(duì)于空氣 水蒸氣系統(tǒng)： Mw=， Mg= kg/kmol vvpPpH?? 濕空氣中水氣的質(zhì)量與絕干空氣的質(zhì)量之比 。 若濕份蒸汽和絕干空氣的摩爾數(shù) (nw, ng) 和摩爾質(zhì)量 (Mw , Mg) 絕對(duì)濕度 (濕度 )
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