干燥解析.ppt

第7章干燥干燥概述: (一)目的: 将湿固体物料除去湿分(水或其他液体) —去湿。(二)去湿的方法: (1) 机械去湿,即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿, 这是一种低能耗的去湿方法,但这种方法湿分的除去不完全。(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,这种方法简称为干燥。一般,在工业生产中要除去的湿分多为水分。(三)干燥过程的分类按热量供给方式分: 传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。工业中最常见的为对流干燥: 热能以对流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料,产生的蒸汽也由热空气带走。在工业上对湿分较高的散粒状物料,常常是先用机械分离或蒸发除去湿物料中的大部分水分,然后再采用对流干燥获得合格的产燥产品。其他加热方式也往往同对流方式结合使用。本章主要讨论以空气为干燥介质,除去的湿分为水的对流干燥过程。(四)对流干燥过程 (并流、连续) 预热器湿物料干燥产品空气干燥器废气空气经鼓风机在预热器中被加热至一定温度后进入干燥器,与进入干燥器的湿物料直接接触,热空气流将热量传给湿物料使其水分汽化得到干燥产品,气流温度则逐步降低,并夹带被汽化的水汽作为废气排除。? HtqW t Wp Wp s? M t 、湿份分压为 p W 的湿热气体流过湿物料的表面,物料表面温度 t W 低于气体温度 t 。由于温差的存在, 气体以对流方式向固体物料传热, 使湿份汽化;在分压差的作用下, 湿份由物料表面向气流主体扩散, 并被气流带走。(1) 对流干燥过程是气、固两相间进行的热、质同时反向传递的过程。传热传质方向推动力气固固气温度差水汽分压差图9-2 热空气与物料间的传热与传质(2) 只要物料表面的湿份分压高于气体中湿份分压, 干燥即可进行,与气体的温度无关。 0)( > W Sppp???是干燥过程得以进行的必要条件。(3) 作为干燥介质的热空气,既是载热体,又是载湿体。(4) 对流干燥过程是干燥介质(一般为热空气)与湿物料之间相互作用的结果。热量传递与质量传递不仅是同时发生的、又是互相制约的。注意: 气体预热并不是干燥的充要条件,其目的在于提高气体的载湿能力,加快湿份汽化和物料干燥的速度, 达到一定的生产能力。§ 湿空气的性质和湿度图湿空气是干空气和水汽的混合物,在干燥操作中通常可作为理想气体来处理。在干燥过程中,干空气的质量是不变的,因此,在讨论湿空气性质和干燥过程计算中常取干空气作为物料基准。 表示湿空气性质的主要参数(一)水蒸汽分压 p w( kPa ) 空气中水蒸汽分压 p w↑, 水汽含量就越高,根据分压定律, p w与干空气分压 p g之比等于水汽与干空气的摩尔数之比, 其中 p为湿空气的总压。 g wg w g wn npp pp p???定义: 湿空气中单位质量绝干空气所带有的水蒸汽的质量, 或湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比值。即: (二)湿度(湿含量) H 干空气水湿空气中干空气的质量湿空气中水汽的质量 kg / kg ?H由于气体的质量(kg) 等于气体的干摩尔数乘以千摩尔质量, W W g W gg W Wpp pM M Mn MnH????则式中 n w、n g—湿空气中水汽、干空气的千摩尔数, kmol ; M W、M g—水汽和干空气的千摩尔质量, kg / kmol 。对于空气-水蒸气系统: M w = ,M g = kg/ kmol W Wpp pH??622 .0总压一定时,湿空气的湿度只与水蒸汽的分压有关。当p= p s时,湿度称为饱和湿度,以 H s表示。 s sspp pH?? 622 .0式中 H S —湿空气的饱和湿度. kg 水儿 8干空气; p S—湿空气温度 t下的饱和水蒸汽压, Pa 。在一定总压 p下、空气的饱和湿度 H S,只取决于其温度。(三)相对湿度?定义:在一定温度及总压下,湿空气的水汽分压 p w与同温度下水的饱和蒸汽压 p s之比的百分数。% 100 S w??p p?0≤?≤ 1,相对湿度可用来衡量湿空气的不饱和程度。?=0 ,即 p w =0 ,为绝干空气; ?=1 ,即 p w = p s,湿空气被水蒸汽所饱和,不能再吸湿。结论: 湿度 H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。?越小,湿空气偏离饱和程度越远,干燥能力越大。 s s 622 .0pp pH????饱和湿度 s ss 622 .0pp pH??当总压 p一定时, H随温度 t而变,在一定总压 p下,只要知道?、 t 就可求 H。说明: 从减少干燥介质的用量和提高传质推动力的角度看