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第六章 干燥操作技术
【考纲要求】
●了解去湿的方法和干燥的分类。●了解湿空气的性质和干球温度、湿球温度、绝热饱和温度的概念,了解湿空气H-I图的应用
●掌握干燥器的物料衡算方程
●了解干燥速率和干燥时间
●理解干燥器的结构、特点,掌握干燥器的选择
●掌握干燥操作条件的确定和流化床干燥器的基本操作
【考点解析】
去湿的方法和干燥的分类
1.去湿的概念:除去固体物料中湿分的方法
2.去湿的方法:机械去湿方法、化学去湿方法、热能去湿方法(干燥)
方法介绍 适用场合 机械去湿方法 用压榨、抽吸、过滤和离心分离等方法除去湿分 适用于不需要将湿分完全除去的情况 化学去湿方法 用生石灰、浓硫酸、无水氯化钙等吸湿性物料除去湿分 费用高、操作麻烦,适用于小批量固体物料的去湿或除去气体中水分的情况 热能去湿方法(干燥) 用热能使湿分从物料中汽化,并排除生成的蒸气来除去湿分 相当完全地除去物料中的湿分
3.干燥的分类:
(1)按照热能传给湿物料的方式,干燥可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥。
(2)按操作总压的大小来分类,干燥可分为常压干燥和真空干燥。
(3)按操作方式来分类,干燥可分为连续式干燥和间歇式干燥。
4.对流干燥
目前工业上应用最普遍的是对流干燥,通常使用的干燥介质是空气,湿物料中被除去的湿分是水分。
(1)典型的对流干燥工艺流程 如图5-1
空气经预热器加热后进入干燥器,气流与湿物料在此直接接触,空气沿流动方向温度降低,湿含量H增加,废气自干燥器另一端排出。
对流干燥的原理 如图5-2
传热:对流干燥过程中,物料表面温度θi低于气相主体温度t,因此热气流将热能传至固体物料表面,再由物料表面传至物料内部,这是一个传热过程。
传质:固体物料表面水气分压 Pi高于气相主体中水气分压P水气,因此水气分由固体物料内部以液态或气态扩散至物料表面,再透过物料表面气膜扩散至热气流主体,这是一个传质过程。
所以,对流干燥是传热和传质同时进行的过程。干燥速率的快慢与好坏,与湿物料和热空气之间的传热、传质速率有关。
(3)对流干燥的条件
要使上述干燥过程得以进行,其必要条件是:物料表面气膜两侧必须有压力差,即被干燥物料表面产生的水蒸气分压Pi必须大于干燥介质(空气)中水蒸气分压P水气。
两者的压力差即是汽化水分的推动力。压力差越大,干燥过程进行的越迅速。如果压力差等于零,表示干燥介质与物料之间的水蒸气达到动态平衡,干燥过程即停止。
要保证此条件,生产过程中,需要不断及时的将汽化的水分带走,这一任务由湿空气来承担,所以,湿空气既是载热体又是载湿体。
【跟踪练习】
1.将氯化钙与湿物料放在一起,使物料中水分除去,这是采用哪种去湿方法?( )
A.机械去湿; B、化学去湿; C、供热去湿; D、无法确定
2.干燥进行的条件是被干燥物料表面所产生的水蒸气分压( )干燥介质中水蒸气分压。
A、小于; B、等于; C、大于; D、不等于
3.干燥过程为( )
A、传热过程 B.传质过程 C.既有传热也有传质 D.流体流动过程
解答: 1、B 2、C 3、C
湿空气的性质
1.湿度H
湿度H(又称湿含量或绝对湿度)表明湿空气中水蒸气含量,即湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干空气质量之比。
定义式
( 5-1 )
式中:Mg——干空气的摩尔质量,kg/kmol;
Mw——水蒸汽的摩尔质量,kg/kmol;
——湿空气中干空气的千摩数,kmol;
——湿空气中水蒸汽的千摩尔数,kmol。
(2)以分压比表示
( 5-2 )
式中:——湿空气中水气分压,Pa;
——湿空气总压,Pa。
(3)饱和湿度Hs
若湿空
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