干燥教程解析.ppt

第七章干燥 Chapter 7 Drying 概述概述( ( Introduction Introduction ) ) 目的举例贮存药品湿含量↑→有效期↓运输煤粉含水量↑→净煤运输量↓运费↑加工塑料原体含水量↑→成型时产生气泡使用染料或纸张水分不一产量产品水分过低,产量(值)↓在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分或有机溶剂( 湿分) ,要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿分。除湿方法: 机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。干燥——利用热能使湿物料中的湿分汽化。除湿程度高,但能耗大。惯用做法: 先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去,然后再通过加热把机械方法无法脱除的湿分干燥掉, 以降低除湿的成本。干燥分类: 操作压力操作方式传热方式( 或组合) 常压真空连续间歇导热对流辐射介电加热 热能通过传热壁面以传导方式传给物料,产生的湿分蒸汽被气相(又称干燥介质)带走, 或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进行干燥。 使干燥介质直接与湿物料接触,热能以对流方式加入物料,产生的蒸汽被干燥介质带走。 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到物体的表面,为物料吸收而重新变为热能,从而使湿分气化。例如用红外线干燥法将自行车表面油漆烘干。 将需要干燥电解质物料置于高频电场中,电能在潮湿的电介质中变为热能,可以使液体很快升温气化。这种加热过程发生在物料内部, 故干燥速率较快,例如微波干燥食品。 5、冷冻干燥物料冷冻后,用干燥器抽成真空, 并使再热体循环,对物料提供必要的升华热。冷冻干燥常用于医药品、生物制品及食品的干燥。真空干燥的特点: (1)操作温度低,干燥速度快,热的经济性好; (2 )适用于维生素、抗菌素等热敏性产品以及在空气中易氧化、易燃易爆的物料; (3 )适用于含有溶剂或有毒气体的物料,溶剂回收容易; (4 )在真空下干燥,产品含水量可以很低,适用于要求低含水量的产品; (5 )由于加料口与产品排除口等处的密封问题, 大型化、连续化生产有困难。本章重点: 以不饱和热空气为干燥介质,除去湿物料中水分的连续对流干燥过程。干燥介质: 用来传递热量(载热体)和湿分(载湿体)的介质。由于温差的存在,气体以对流方式向固体物料传热,使湿分汽化; 在分压差的作用下,湿分由物料表面向气流主体扩散,并被气流带走。对流干燥过程原理温度为 t、湿分分压为 p 的湿热气体流过湿物料的表面, 物料表面温度 t i低于气体温度 t 。注意: 只要物料表面的湿分分压高于气体中湿分分压, 干燥即可进行,与气体的温度无关。气体预热并不是干燥的充要条件,其目的在于加快湿分汽化和物料干燥的速度,达到一定的生产能力。? HtqW t ip p i? M 干燥是热、质同时传递的过程干燥过程热空气流过湿物料表面热量传递到湿物料表面湿物料表面水分汽化并被带走表面与内部出现水分浓度差内部水分扩散到表面传热过程传质过程传质过程干燥过程推动力: 传质推动力:物料表面水分压 P 表水> 热空气中的水分压 P 空水传热推动力:热空气的温度 t 空气>物料表面的温度 t 物表对流干燥过程实质除水分量空气消耗量干燥产品量热量消耗干燥时间物料衡算能量衡算涉及干燥速率和水在气固相的平衡关系涉及湿空气的性质干燥过程基本问题解决这些问题需要掌握的基本知识有: (1) 湿分在气固两相间的传递规律; (2) 湿气体的性质及在干燥过程中的状态变化; (3) 物料的含水类型及在干燥过程中的一般特征; (4) 干燥过程中物料衡算关系、热量衡算关系和速率关系。本章主要介绍运用上述基本知识解决工程中物料干燥的基本问题,介绍的范围主要针对连续稳态的干燥过程。