固体干燥.ppt

武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14 固体干燥固体干燥 14.1 概述概述 14.2 干燥静力学干燥静力学14.3 干燥速率与干燥过程计算干燥速率与干燥过程计算14.4 干燥器干燥器 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.1 概述概述 14.1.1 固体去湿方法和干燥过程固体去湿方法和干燥过程 14.1.2 对流干燥流程及经济性对流干燥流程及经济性 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.1.1 固体去湿方法和干燥过程固体去湿方法和干燥过程 一、一、物料的去湿方法物料的去湿方法 去湿：去湿：将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂）将固体物料中所含的湿分（水或有机溶剂）去除至规定指标。去除至规定指标。机诫去湿：机诫去湿：用于去除固体物料中大部分湿分。用于去除固体物料中大部分湿分。吸附去湿：吸附去湿：用于去除少量湿分。用于去除少量湿分。热能去湿（干燥）：热能去湿（干燥）：向物料供热以汽化其中向物料供热以汽化其中 的湿分的单元操作。的湿分的单元操作。去去湿湿方方法法武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、干燥操作分类二、干燥操作分类 真空干燥真空干燥间歇式间歇式按操作压力分按操作压力分按操作方式分按操作方式分常压干燥常压干燥连续式连续式武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件介电加热干燥：介电加热干燥：将湿物料置于高频电场内，使其被加热。将湿物料置于高频电场内，使其被加热。传导干燥（间接加热干燥）：传导干燥（间接加热干燥）：热能通过壁面以传导方式加热物料。热能通过壁面以传导方式加热物料。对流干燥（直接加热干燥）：对流干燥（直接加热干燥）：干燥介质与湿物料直接接触，并以对流干燥介质与湿物料直接接触，并以对流 方式加热湿物料。方式加热湿物料。辐射干燥：辐射干燥：热能以电磁波的形式射到湿物料表面。热能以电磁波的形式射到湿物料表面。按按供供热热方方式式分分 本章主要讨论对象本章主要讨论对象:以以空气空气为干燥介质、为干燥介质、湿分为水湿分为水的对流干燥过程。的对流干燥过程。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三、三、对流干燥的特点对流干燥的特点 传热：传热：固相固相气相气相 推动力：推动力：温度差温度差传质：传质：固相固相气相气相 推动力：水汽分压差推动力：水汽分压差固体干燥是热、质反向传递过程。固体干燥是热、质反向传递过程。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件需解决的问题：需解决的问题：1.空气接纳水汽的能力空气接纳水汽的能力4.预热器补入的热量预热器补入的热量2.水分在气固两相间的平衡水分在气固两相间的平衡3.干燥器的尺寸干燥器的尺寸5.向干燥器补入的热量向干燥器补入的热量6.空气的用量空气的用量干燥过程的速率干燥过程的速率干燥静力学干燥静力学干燥过程的物料干燥过程的物料与热量衡算与热量衡算武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、干燥操作的经济性二、干燥操作的经济性 干燥过程的经济性干燥过程的经济性取决于能耗和热的利用率。取决于能耗和热的利用率。输入系统的热量的应用：输入系统的热量的应用：汽化水分，物料升温、汽化水分，物料升温、废气带走及设备的热损失。废气带走及设备的热损失。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.2 干燥静力学干燥静力学14.2.1 湿空气的状态参数湿空气的状态参数 14.2.2 湿空气的湿度图及应用湿空气的湿度图及应用 14.2.3 水分在气水分在气固两相间的平衡固两相间的平衡武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.2.1 湿空气的状态参数湿空气的状态参数 注意：湿空气中的各种有关性质均以注意：湿空气中的各种有关性质均以1kg绝干空气为绝干空气为基准基准 一、一、空气中水分含量的表示方法空气中水分含量的表示方法 1.水汽分压水汽分压pV与露点与露点td 露点：露点：总压一定的情况下，将不饱和空气总压一定的情况下，将不饱和空气等湿降温等湿降温至饱和至饱和时空气的温度。时空气的温度。实验测实验测定：定：在在总压总压不不变变的条件下将空气与不断降温的的条件下将空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁表面上析出水冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁表面上析出水雾雾，此，此时时的冷壁温度称的冷壁温度称为为露点。露点。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件结果分析：结果分析：水汽分水汽分压为压为pV的的湿空气在露点温度下达到饱和状态湿空气在露点温度下达到饱和状态 水汽在温度水汽在温度为为td时对应时对应的的饱饱和蒸汽和蒸汽压为压为pd 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.空气的湿度空气的湿度H定义：定义：1kg干空气所带有的水汽量，单位是干空气所带有的水汽量，单位是kg/kg干气干气 特例：特例：饱饱和湿度和湿度武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件3.相对湿度相对湿度定义定义计算计算例如：总压为例如：总压为101.3kPa，空气温度低于，空气温度低于100。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件相对湿度的意义相对湿度的意义空气中水汽已饱和，不能再接纳水分空气中水汽已饱和，不能再接纳水分愈小，空气距离饱和越远，可接纳的水分愈多愈小，空气距离饱和越远，可接纳的水分愈多 湿度湿度 H 只能表示出水汽含量的绝对值，而相只能表示出水汽含量的绝对值，而相对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。对湿度却能反映出湿空气吸收水汽的能力。结论结论之间的函数关系之间的函数关系武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件【例【例14-1】湿空气中水的蒸汽分压湿空气中水的蒸汽分压 pV=17.5mmHg，总压，总压p=760mmHg，求，求20 时的相对湿度时的相对湿度 ；若空气分；若空气分别被加热到别被加热到50和和120，求，求 值值。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件4.干、湿球温度干、湿球温度 在空气流中放置一支普通温度计，所测得空气的温在空气流中放置一支普通温度计，所测得空气的温度为度为t，相对于湿球温度而言，此温度称为空气的干球温，相对于湿球温度而言，此温度称为空气的干球温度。度。(1)干球温度干球温度(2)湿球温度湿球温度 条件：条件：a.大量空气与少量水接触大量空气与少量水接触 b.空气流速足够大空气流速足够大(5m/s)，气温不太高，气温不太高，能排除热辐射与流动条件能排除热辐射与流动条件对测量的影响。对测量的影响。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件单位时间由空气向湿纱布传递的热量单位时间由空气向湿纱布传递的热量动态平衡的条件动态平衡的条件单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的热量单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的热量武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件单位时间由空气向湿纱布传递的热量单位时间由空气向湿纱布传递的热量单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的热量单位时间自湿纱布表面汽化水分所需的热量 湿空气在温度湿空气在温度tw下的饱和湿度，下的饱和湿度，kg水水/kg干气干气 当流速足够大时，热、质传递均以对流为主，当流速足够大时，热、质传递均以对流为主，且且kH及及都与空气速度的都与空气速度的0.8次幂成正比，一般在气次幂成正比，一般在气速为速为3.810.2m/s的范围内，比值的范围内，比值/kH近似为一常近似为一常数数(对水蒸汽与空气的系统，对水蒸汽与空气的系统，/kH=0.961.005)。此时，湿球温度此时，湿球温度tw为湿空气温度为湿空气温度t和湿度和湿度H的函数。的函数。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件5 绝热饱和温度绝热饱和温度tas 绝热饱和温度：绝热饱和温度：空气绝热增湿至饱和时的温度。空气绝热增湿至饱和时的温度。气体放出的显热液体汽化潜热气体放出的显热液体汽化潜热 过程特点：过程特点：降温降温 增湿增湿 等焓等焓计算基准：计算基准：1kg干空气干空气武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件6.湿球温度湿球温度 tw 与绝热饱和温度与绝热饱和温度 tas 的关系的关系tw ：大量空气与少量水接触，大量空气与少量水接触，空气空气t、H不变不变；tas ：大量水与一定量空气接触，：大量水与一定量空气接触，空气降温、增湿空气降温、增湿。tw ：是传热与传质速率均衡的结果，属于：是传热与传质速率均衡的结果，属于动平衡动平衡；tas ：是由热量横算与物料衡算导出的，属于：是由热量横算与物料衡算导出的，属于静平衡静平衡。tw 与与 tas 数值上的差异取决于数值上的差异取决于/kH 与与cH两者之间的差别。两者之间的差别。对于空气对于空气-水体系水体系 tw tas武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件7.湿空气的湿空气的t，tw，td，tas 的关系的关系饱和湿空气：饱和湿空气：ttw(tas)td不饱和湿空气：不饱和湿空气：ttw(tas)td武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、二、与过程计算有关的参数与过程计算有关的参数 1.湿空气的焓湿空气的焓 湿空气的焓湿空气的焓I:1kg干空气及其所干空气及其所带带H kg水汽所具有的水汽所具有的焓，焓，kJ/kg干气。干气。焓是状态函数焓是状态函数，焓变是状态函数的增量。，焓变是状态函数的增量。焓的基准状态：焓的基准状态：干气体干气体 0的气体的气体水汽水汽 0的液态水的液态水武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件 1kg干空气的干空气的焓焓1kg水汽的水汽的焓焓湿空气的湿空气的焓焓I武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件干气比热容，空气为干气比热容，空气为1.01kJ/（kg）蒸汽比热容，水汽为蒸汽比热容，水汽为1.88 kJ/（kg）0时水的汽化热，取时水的汽化热，取2500 kJ/（kg）湿空气的比热容（湿比热容）湿空气的比热容（湿比热容）cpH 湿空气的比热容：湿空气的比热容：将将1kg干空气和其所带的干空气和其所带的Hkg水水蒸气的温度升高蒸气的温度升高1所需的热量。所需的热量。空气空气-水系水系统统 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.湿空气的比体积湿空气的比体积 湿空气的比体湿空气的比体积积vH：指指1kg干气及所带的干气及所带的Hkg水汽所占水汽所占的总体积，单位的总体积，单位m3/kg干气。干气。在在常常压压下下1kg干空气的体干空气的体积为积为在在常压常压下下Hkg水汽的体水汽的体积为积为常常压压下温度下温度为为t、湿度为、湿度为H的湿空气比体积为的湿空气比体积为武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件湿空气密度湿空气密度 压压力力为为p(Pa)、温度温度为为t、湿度为、湿度为H的湿空气比体的湿空气比体积为积为武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.2.2 湿空气的湿度图及应用湿空气的湿度图及应用 约约束方程束方程 独立独立变变量量:HpVIttwtd p一定时独立参数：两个一定时独立参数：两个 独立参数的选取独立参数的选取t HI H武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件一、一、空气空气-水体系的水体系的I-H图图 1.等等I线线2.等等H线线3.等等t线线4.等等线线武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件 当当H一定时，一定时，t，吸收水汽能力，吸收水汽能力。所以。所以湿空气湿空气进入干燥器之前须先经过预热进入干燥器之前须先经过预热以以提高其温度和焓值提高其温度和焓值有利于有利于载热外，同时也是为了载热外，同时也是为了降低相对湿度降低相对湿度而有利于载湿；而有利于载湿；=100%的的线称为饱和曲线线称为饱和曲线 此线上方为未饱和区域此线上方为未饱和区域 此线下方为过饱和区域此线下方为过饱和区域 ps=100kPa=p,H=常数常数 说明说明:一定一定,t 99.7武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、二、空气空气-水体系的水体系的H-t图图 1.等等t线线(等干球温度线等干球温度线)2.等等H线线(等湿度线等湿度线)3.等等线线(等相对湿度线等相对湿度线)4.4.绝热冷却线绝热冷却线(等湿球温度温度线等湿球温度温度线)武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三、湿度图的应用三、湿度图的应用 1.确定空气的状态确定空气的状态确定唯一的空气状确定唯一的空气状态态点点A 2.加热与冷却过程加热与冷却过程 加热过程加热过程 H不变不变,t,I冷却过程冷却过程 t1t2 t2td H不变不变,t,I t2td t1td H不变不变tdt2武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件【例【例14-2】在总压为】在总压为101.3kPa下，空气的温度下，空气的温度为为20，湿度为，湿度为0.01 kg水水/kg干气。试求：干气。试求：1.、td、tw；2.总压总压p与湿度与湿度H不变，将空气温度提高至不变，将空气温度提高至50时的时的；3.温度温度t与湿度与湿度H不变，将空气总压提高至不变，将空气总压提高至120kPa时的时的；4.若总压提高至若总压提高至300kPa，温度仍为，温度仍为20，每，每100m3原来的湿空气所冷凝出来的水分量？原来的湿空气所冷凝出来的水分量？武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.2.3 水分在气水分在气固两相间的平衡固两相间的平衡 一一、湿物料中水分含量的表示方法、湿物料中水分含量的表示方法 1.湿基含水量湿基含水量w kg水水/kg湿料湿料2.干基含水量干基含水量X kg水水/kg绝绝干物料干物料 3.二者关系二者关系 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二二、水分与物料的结合方式、水分与物料的结合方式 附着水分附着水分 毛细管水分毛细管水分 湿物料内毛细管中所含的水分湿物料内毛细管中所含的水分 湿物料表面的机械附着的水分湿物料表面的机械附着的水分 溶胀水分溶胀水分 物料细胞壁或纤维皮壁内的水分物料细胞壁或纤维皮壁内的水分 化学结合水分化学结合水分 靠化学结合力与物料结合的水分靠化学结合力与物料结合的水分 水分种类水分种类 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件附着水分附着水分 毛细管水分毛细管水分 溶胀水分溶胀水分 化学结合水分化学结合水分 直径大的毛细管直径大的毛细管直径小的毛细管直径小的毛细管以机械力与物料结合以机械力与物料结合以化学力与物料结合以化学力与物料结合武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三、三、结合水分与非结合水分结合水分与非结合水分 总水分总水分=结合水分结合水分+非结合水分非结合水分 pe=ps的水分（附着水分和直径大的毛的水分（附着水分和直径大的毛细细管中的水分）管中的水分）peX*)所需时间所需时间 2.计算计算 近似计算法近似计算法 数值积分法或图解积分法数值积分法或图解积分法武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件近似计算法近似计算法用虚线用虚线CE代替代替CDEX实际含水量实际含水量X自由含水量自由含水量武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件3.总干燥时间总干燥时间 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.3.3 连续干燥过程的一般特性连续干燥过程的一般特性 一一、连续干燥器中气流与物料的接触方式、连续干燥器中气流与物料的接触方式 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、连续干燥过程的特点二、连续干燥过程的特点 1.预热段预热段(物料中的水分临界水分）物料中的水分临界水分）沿设备长度增加，物料表面温度上升到气流的湿球温度，沿设备长度增加，物料表面温度上升到气流的湿球温度，气流温度下降。气流温度下降。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.表面汽化阶段表面汽化阶段(物料中的水分临界水分物料中的水分临界水分)沿设备长度增加，物料表面水分汽化，空气湿度增加，空气沿设备长度增加，物料表面水分汽化，空气湿度增加，空气经历绝热增湿过程经历绝热增湿过程；物料表面温度基本保持不变，为空气的湿球；物料表面温度基本保持不变，为空气的湿球温度。温度。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件3.升温阶段升温阶段(物料中的水分临界水分物料中的水分临界水分)沿设备长度增加，物料温度升高，气流温度继续下降。沿设备长度增加，物料温度升高，气流温度继续下降。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、连续干燥过程的数学描述分析二、连续干燥过程的数学描述分析 1.考察方法：考察方法：欧拉法欧拉法 考察对象：在垂直于气流运动方向上取一设备微元考察对象：在垂直于气流运动方向上取一设备微元 2.过程数学描述方程过程数学描述方程 气固相际传热及传质速率方程式气固相际传热及传质速率方程式 物料内部的传热、传质速率方程式物料内部的传热、传质速率方程式 物料衡算式物料衡算式热量衡算式热量衡算式武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算 一一、空气干燥器的操作原理图、空气干燥器的操作原理图 1.进料口；进料口；2干燥室；干燥室；3卸料口；卸料口；4抽风机；抽风机；5空气预热器；空气预热器；6补充加热器补充加热器武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二二、物料衡算、物料衡算 水分蒸发量；水分蒸发量；空气消耗量；空气消耗量；干燥产品流量干燥产品流量 2.水分蒸发量水分蒸发量W 1.计算目的计算目的武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件3.空气消耗量空气消耗量 干空气质量流量干空气质量流量 实际实际空气（新空气（新鲜鲜空气）空气）质质量流量量流量kg湿空气湿空气/s风风机的机的风风量量qV（m3湿空气湿空气/s）比空气用量比空气用量 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件4.干燥产品质量流量干燥产品质量流量 注意：注意：G2是指离开干燥器的物料的流量，其中包括是指离开干燥器的物料的流量，其中包括绝干物料及含有的少量水分。绝干物料及含有的少量水分。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三、三、热量衡算热量衡算 忽略预热器的热损失忽略预热器的热损失 1.预热器的热量衡算预热器的热量衡算 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.干燥器的热量衡算干燥器的热量衡算 或或cpm湿物料的比湿物料的比热热容，容，kJ/(kg干物料干物料.)对对于水于水cpl=4.18 kJ/(kg.)武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件四、四、物料衡算与热量衡算的联立求解物料衡算与热量衡算的联立求解 1.设计型问题分析设计型问题分析 目标：目标：计算完成一定干燥任务所需干空气用量计算完成一定干燥任务所需干空气用量 干燥任干燥任务务Gc、W、1、X1、X2空气初始状空气初始状态态H1(=H0)QL可按可按传热传热公式求或取公式求或取QL=(0.050.10)QP 2不能任意选择不能任意选择 未知变量：未知变量：V、H2、t1、t2、QD V、W、H2、H0、t1、Gc、1X1、QD、t2、1、X2、QL武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件未知变量：未知变量：V、H2、t1、t2、QD t1可以选定可以选定未知变量：未知变量：V、H2、t2、QD 约束方程：约束方程：2个个 设计者应选择的参数设计者应选择的参数2个个 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2、干燥过程的物料和热量衡算常遇到以下两种情况、干燥过程的物料和热量衡算常遇到以下两种情况 未知变量：未知变量：V、H2、t2、QD 选择选择气体出干燥器的状气体出干燥器的状态态（如（如t2及及 即即H2已定，求已定，求V与与QD。选选定定QD（如许多干燥器（如许多干燥器QD=0，即不补充热量），即不补充热量）及气体出干燥器状态的一个参数，求及气体出干燥器状态的一个参数，求V及另一个气体出及另一个气体出口参数。口参数。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件五、理想干燥器过程的物料和热量衡算五、理想干燥器过程的物料和热量衡算 1.理想干燥过程理想干燥过程 热量衡算式热量衡算式 整个干燥整个干燥过过程湿物料不升温（物料中的水分都在表程湿物料不升温（物料中的水分都在表面汽化段去除，物料的升温很小面汽化段去除，物料的升温很小1 2）、无热损失、干、无热损失、干燥器不补充热量；燥器不补充热量；干燥干燥过过程中湿物料中水分程中湿物料中水分带带入的入的热热量及量及补补充的充的热热量量刚刚好与好与热损热损失及升温物料所需的失及升温物料所需的热热量相抵消。量相抵消。理想干燥过程（或等焓干燥、绝热干燥过程）。理想干燥过程（或等焓干燥、绝热干燥过程）。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.湿度图表示湿度图表示 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件六、六、实际干燥过程的物料和热量衡算实际干燥过程的物料和热量衡算(1)当当(2)当当武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.3.5 干燥过程的热效率干燥过程的热效率 一、一、空气在干燥器中放出热量的分析空气在干燥器中放出热量的分析 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件加入干加入干燥系统燥系统的热量的热量蒸发水蒸发水分耗热分耗热Q1物料升温物料升温耗热耗热Q2加热加热空气空气耗热耗热Q3热热损损失失QL武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二、干燥器的热效率二、干燥器的热效率 若若（等（等焓焓、理想、理想、绝热绝热干燥），干燥），则则 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三、三、提高提高的措施的措施 1.当当t0，t1一定时，降低废气的温度一定时，降低废气的温度t2 干燥速率干燥速率NA，,设备设备容容积积弊：弊：t2不能不能过过低以避免出低以避免出现现返潮返潮现现象象）武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件2.当当t0，t2一定时，提高空气的预热温度一定时，提高空气的预热温度t1 弊：弊：t1除受除受热热源能位的限制外源能位的限制外还应还应以物料不致在以物料不致在高温下受高温下受热热破坏破坏为为限。限。3.减少干燥过程的各项热损失减少干燥过程的各项热损失 a.做好干燥设备和管道的保温工作，做好干燥设备和管道的保温工作，b.防止干燥系统的渗透。防止干燥系统的渗透。4.采用部分废气循环操作采用部分废气循环操作 弊：干燥速率降低，干燥时间增加，装置费用增弊：干燥速率降低，干燥时间增加，装置费用增加，存在一最佳废气循环量，一般废气循环量为总气加，存在一最佳废气循环量，一般废气循环量为总气量的量的20%30%。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.4 干燥器干燥器 14.4.1 干燥器的基本要求干燥器的基本要求 14.4.2 常用对流干燥器常用对流干燥器武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.4.1 干燥器的基本要求干燥器的基本要求 一、一、对被干燥物料的适应性对被干燥物料的适应性 二、二、设备的生产能力要高设备的生产能力要高 要尽可能缩短降速阶段的干燥时间。要尽可能缩短降速阶段的干燥时间。具体措施：具体措施：(1)降低物料的临界含水量，使更多降低物料的临界含水量，使更多的水分在恒速段除去；的水分在恒速段除去；(2)提高降速段本身的速率。提高降速段本身的速率。湿物料的外表形态多湿物料的外表形态多(如大块整体物料、粉粒体、如大块整体物料、粉粒体、黏稠溶液、糊状团块、薄膜涂层黏稠溶液、糊状团块、薄膜涂层)，适应被干燥物料的外适应被干燥物料的外观性状观性状是对干燥器的基本要求，也是选用干燥器的首要是对干燥器的基本要求，也是选用干燥器的首要条件。条件。如：尽可能分散物料如：尽可能分散物料 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三三、能耗的经济性、能耗的经济性 设法提高干燥过程的热效率。设法提高干燥过程的热效率。(1)减少废气带热减少废气带热在物料耐热允许条件下尽可能提高干燥器的入口气温在物料耐热允许条件下尽可能提高干燥器的入口气温在干燥器内设置中间加热在干燥器内设置中间加热(2)物料在不同的干燥阶段采用不同类型的干燥器物料在不同的干燥阶段采用不同类型的干燥器对粉状物料对粉状物料恒速段：气流干燥器恒速段：气流干燥器 降速段：流化床干燥器降速段：流化床干燥器(3)逆流操作逆流操作注：对热敏性物料，并流操作可采用较高的预热温度，并流操注：对热敏性物料，并流操作可采用较高的预热温度，并流操作优于逆流作优于逆流武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件14.4.2 常用对流干燥器常用对流干燥器 问题：问题：厢式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化床厢式干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、转筒干燥器的优缺点？干燥器、转筒干燥器的优缺点？武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件一、一、箱式干燥器箱式干燥器 特点：特点：对各种物料的适应性强，干燥产物易于进一步粉碎对各种物料的适应性强，干燥产物易于进一步粉碎 缺点：缺点：湿物料得不到分散，干燥时间长；湿物料得不到分散，干燥时间长；设备容积大；设备容积大；热效率低；热效率低；间歇操作。间歇操作。适用范围：适用范围：产量不大、品种需要更换的物料的干燥产量不大、品种需要更换的物料的干燥 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件二二、喷雾干燥器、喷雾干燥器 干燥速率快，干燥时间短（仅干燥速率快，干燥时间短（仅530s），特别适用于），特别适用于热敏热敏性物料性物料的干燥；的干燥；能处理低浓度溶液，且可由料液直接得到干燥产品。能处理低浓度溶液，且可由料液直接得到干燥产品。优点：优点：适应物料：适应物料：黏性溶液、悬浮液、糊状物黏性溶液、悬浮液、糊状物组成：组成：雾化器、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统雾化器、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统不足：不足：设备尺寸大，能量消耗多设备尺寸大，能量消耗多 武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件三三、气流干燥器、气流干燥器 气流干燥器：气流干燥器：利用高温高速的干燥介质的流动，使湿利用高温高速的干燥介质的流动，使湿物料的粉粒分散并悬浮于热气流中，达到边输送边干燥的物料的粉粒分散并悬浮于热气流中，达到边输送边干燥的目的。在干燥管内，气固并流流动。目的。在干燥管内，气固并流流动。要求：管内气速大大超过单个颗粒的沉降速度要求：管内气速大大超过单个颗粒的沉降速度武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件 处理量大。处理量大。优点：优点：颗粒在管内的停留时间很短，一般仅颗粒在管内的停留时间很短，一般仅2s左右；左右；热效率高；热效率高；并非干燥管的每一段都有效。并非干燥管的每一段都有效。在加料口以上在加料口以上1m左右，左右，物料被加速，气固相对速度最大，给热系数和干物料被加速，气固相对速度最大，给热系数和干燥速率也最大，燥速率也最大，是整个干燥管最有效的部分。是整个干燥管最有效的部分。注意：注意：当要求干燥产物的含水量很低时，应改用其它低当要求干燥产物的含水量很低时，应改用其它低气速干燥器继续干燥。气速干燥器继续干燥。武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件四四、流化床干燥器、流化床干燥器 密封性能好，传动机密封性能好，传动机械不接触物料，不会有杂质械不接触物料，不会有杂质混入，这对要求纯洁度高的混入，这对要求纯洁度高的制药工业来说是十分重要的。制药工业来说是十分重要的。特点：特点：气速较气流干燥器低，停留时间长（停留时间可气速较气流干燥器低，停留时间长（停留时间可由出料口控制）由出料口控制）传热、传质速率高，生产能力大；传热、传质速率高，生产能力大；武汉工程大学化工原理课件武汉工程大学化工原理课件 缺点：缺点：不适用于对温度有严格要求的物料。因为物不适用于对温度有严格要求的物料。因为物料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间的停留时间料在干燥器内停留时间长，且物料颗粒之间的停留时间差异较大。差异较大。五、五、转筒干燥器转筒干燥器优点：优点：生产能力大，可连续操作；生产能力大，可连续操作；适用范围广；适用范围广；操作弹性大。操作弹性大。