8精细化工过程与设备-第八章-固体干燥---副本解析优秀PPT.ppt
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1、第八章第八章 固体的干燥固体的干燥8.18.1概述概述概述概述固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料,受热之后使其中的固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料,受热之后使其中的固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料,受热之后使其中的固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料,受热之后使其中的水分或其他溶剂汽化,除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过水分或其他溶剂汽化,除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过水分或其他溶剂汽化,除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过水分或其他溶剂汽化,除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过滤等机械去
2、湿的分别过程,它是一个传热、传质的过程,可较为彻底地去除物滤等机械去湿的分别过程,它是一个传热、传质的过程,可较为彻底地去除物滤等机械去湿的分别过程,它是一个传热、传质的过程,可较为彻底地去除物滤等机械去湿的分别过程,它是一个传热、传质的过程,可较为彻底地去除物料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中,湿分发生相变,所以与机械去湿相料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中,湿分发生相变,所以与机械去湿相料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中,湿分发生相变,所以与机械去湿相料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中,湿分发生相变,所以与机械去湿相比,其能耗较大,费用较高。比,其能耗较大,费用较高。比,其能耗较大
3、,费用较高。比,其能耗较大,费用较高。干燥在很多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和运干燥在很多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和运干燥在很多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和运干燥在很多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和运用。例如,化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度匀整的干用。例如,化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度匀整的干用。例如,化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度匀整的干用。例如,化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度匀整的干颗粒产品;呈悬浮液状的染料或经过过
4、滤所得的染料滤饼,若不经过干燥,湿颗粒产品;呈悬浮液状的染料或经过过滤所得的染料滤饼,若不经过干燥,湿颗粒产品;呈悬浮液状的染料或经过过滤所得的染料滤饼,若不经过干燥,湿颗粒产品;呈悬浮液状的染料或经过过滤所得的染料滤饼,若不经过干燥,湿物料在储存中就要发生分层,出现色差;食品工业中,干燥是食品保藏和食品物料在储存中就要发生分层,出现色差;食品工业中,干燥是食品保藏和食品物料在储存中就要发生分层,出现色差;食品工业中,干燥是食品保藏和食品物料在储存中就要发生分层,出现色差;食品工业中,干燥是食品保藏和食品加工的重要手段之一,要长期保存食品,一般都接受干燥的方法。其它各行各加工的重要手段之一,要
5、长期保存食品,一般都接受干燥的方法。其它各行各加工的重要手段之一,要长期保存食品,一般都接受干燥的方法。其它各行各加工的重要手段之一,要长期保存食品,一般都接受干燥的方法。其它各行各业也都离不开干燥过程。业也都离不开干燥过程。业也都离不开干燥过程。业也都离不开干燥过程。一,干燥方式一,干燥方式一,干燥方式一,干燥方式干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同,可将干燥分成以下几类。干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同,可将干燥分成以下几类。干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同,可将干燥分成以下几类。干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同,可将干燥分成以下几类。第八章第八章 固体的干燥固体的干燥(1 1
6、)传导干燥)传导干燥)传导干燥)传导干燥利用加热表面将热量传给湿物料,湿物料中的湿分汽化利用加热表面将热量传给湿物料,湿物料中的湿分汽化利用加热表面将热量传给湿物料,湿物料中的湿分汽化利用加热表面将热量传给湿物料,湿物料中的湿分汽化而与物料分开的干燥操作过程,称为传导干燥。由于该过程而与物料分开的干燥操作过程,称为传导干燥。由于该过程而与物料分开的干燥操作过程,称为传导干燥。由于该过程而与物料分开的干燥操作过程,称为传导干燥。由于该过程中湿物料与加热介质不干脆接触,故又称为间接加热干燥。中湿物料与加热介质不干脆接触,故又称为间接加热干燥。中湿物料与加热介质不干脆接触,故又称为间接加热干燥。中湿
7、物料与加热介质不干脆接触,故又称为间接加热干燥。假如被干燥物料很稀或很湿时,则可接受传导加热。传导加假如被干燥物料很稀或很湿时,则可接受传导加热。传导加假如被干燥物料很稀或很湿时,则可接受传导加热。传导加假如被干燥物料很稀或很湿时,则可接受传导加热。传导加热的热能利用率高,但干燥湿度比对流干燥高。热的热能利用率高,但干燥湿度比对流干燥高。热的热能利用率高,但干燥湿度比对流干燥高。热的热能利用率高,但干燥湿度比对流干燥高。(2 2)对流干燥)对流干燥)对流干燥)对流干燥将干燥介质(热空气等)送入干燥器,以对流传热方式,将干燥介质(热空气等)送入干燥器,以对流传热方式,将干燥介质(热空气等)送入干
8、燥器,以对流传热方式,将干燥介质(热空气等)送入干燥器,以对流传热方式,将热能传给湿物料,使物料中的水分(或溶剂)汽化,物料将热能传给湿物料,使物料中的水分(或溶剂)汽化,物料将热能传给湿物料,使物料中的水分(或溶剂)汽化,物料将热能传给湿物料,使物料中的水分(或溶剂)汽化,物料内部的水分(或溶剂)以气态或液态形式扩散至物料表面,内部的水分(或溶剂)以气态或液态形式扩散至物料表面,内部的水分(或溶剂)以气态或液态形式扩散至物料表面,内部的水分(或溶剂)以气态或液态形式扩散至物料表面,然后汽化的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器,这一干然后汽化的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器,这一干然后汽化
9、的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器,这一干然后汽化的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器,这一干燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生,燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生,燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生,燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生,干燥介质在将热量传给湿物料的同时,又将汽化的水分(或干燥介质在将热量传给湿物料的同时,又将汽化的水分(或干燥介质在将热量传给湿物料的同时,又将汽化的水分(或干燥介质在将热量传给湿物料的同时,又将汽化的水分(或溶剂)带出干燥器,故干燥介质既是载热体又是载湿体,干溶剂)带出干燥器,故干燥介质既是载热
10、体又是载湿体,干溶剂)带出干燥器,故干燥介质既是载热体又是载湿体,干溶剂)带出干燥器,故干燥介质既是载热体又是载湿体,干燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。第八章第八章 固体的干燥固体的干燥(3 3)辐射干燥)辐射干燥)辐射干燥)辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面,并被湿热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面,并被湿热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面,并被湿热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面,并被湿物料吸取转化为热能,而使水分或溶剂汽化,这一干燥过程称
11、为物料吸取转化为热能,而使水分或溶剂汽化,这一干燥过程称为物料吸取转化为热能,而使水分或溶剂汽化,这一干燥过程称为物料吸取转化为热能,而使水分或溶剂汽化,这一干燥过程称为辐射干燥。辐射器有电能辐射器(如用于放射红外线的灯泡)和辐射干燥。辐射器有电能辐射器(如用于放射红外线的灯泡)和辐射干燥。辐射器有电能辐射器(如用于放射红外线的灯泡)和辐射干燥。辐射器有电能辐射器(如用于放射红外线的灯泡)和热能辐射器,干燥过程中热能比较集中,适用于干燥固体扁平状热能辐射器,干燥过程中热能比较集中,适用于干燥固体扁平状热能辐射器,干燥过程中热能比较集中,适用于干燥固体扁平状热能辐射器,干燥过程中热能比较集中,适
12、用于干燥固体扁平状物料。物料。物料。物料。(4 4)介电加热干燥)介电加热干燥)介电加热干燥)介电加热干燥利用高频沟通电压,以物料中介电损失所产生的内部热使湿物利用高频沟通电压,以物料中介电损失所产生的内部热使湿物利用高频沟通电压,以物料中介电损失所产生的内部热使湿物利用高频沟通电压,以物料中介电损失所产生的内部热使湿物料加热,水分汽化,物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高,料加热,水分汽化,物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高,料加热,水分汽化,物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高,料加热,水分汽化,物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高,干燥时间短,但费用大,运用上也受到确定限制。干
13、燥时间短,但费用大,运用上也受到确定限制。干燥时间短,但费用大,运用上也受到确定限制。干燥时间短,但费用大,运用上也受到确定限制。化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。第八章第八章 固体的干燥固体的干燥二,对流干燥过程二,对流干燥过程二,
14、对流干燥过程二,对流干燥过程11,对流干燥流程,对流干燥流程,对流干燥流程,对流干燥流程图图图图8.18.1为典型的对流干燥流程示意图,空气经预热器加热到适为典型的对流干燥流程示意图,空气经预热器加热到适为典型的对流干燥流程示意图,空气经预热器加热到适为典型的对流干燥流程示意图,空气经预热器加热到适当温度后进入干燥器,在干燥器中,空气与湿物料干脆接触,沿当温度后进入干燥器,在干燥器中,空气与湿物料干脆接触,沿当温度后进入干燥器,在干燥器中,空气与湿物料干脆接触,沿当温度后进入干燥器,在干燥器中,空气与湿物料干脆接触,沿其行程,气体温度降低,湿含量增加,废气从干燥器另一端排出。其行程,气体温度降
15、低,湿含量增加,废气从干燥器另一端排出。其行程,气体温度降低,湿含量增加,废气从干燥器另一端排出。其行程,气体温度降低,湿含量增加,废气从干燥器另一端排出。对间隙干燥过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含对间隙干燥过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含对间隙干燥过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含对间隙干燥过程,湿物料成批放入干燥器内,待干燥至指定的含湿量要求后一次取出。对连续干燥过程,湿物料被连续地加入和湿量要求后一次取出。对连续干燥过程,湿物料被连续地加入和湿量要求后一次取出。对连续干燥过程,湿物料被连续地加入和湿量要求后一次取出。对连续干燥过程,湿物料被连续地加
16、入和排出,湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。排出,湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。排出,湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。排出,湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。图图8.1 8.1 典型的对流干燥流程示意图典型的对流干燥流程示意图第八章第八章 固体的干燥固体的干燥22,对流干燥过程的特点,对流干燥过程的特点,对流干燥过程的特点,对流干燥过程的特点在对流干燥过程中,经过预热的不饱和热空气从湿物料的表面流在对流干燥过程中,经过预热的不饱和热空气从湿物料的表面流在对流干燥过程中,经过预热的不饱和热空气从湿物料的表面流在对流干燥过程中,经过预热的不饱和热空气从
17、湿物料的表面流过,将热量传给湿物料,使物料表面水分汽化,汽化的水分由空气带过,将热量传给湿物料,使物料表面水分汽化,汽化的水分由空气带过,将热量传给湿物料,使物料表面水分汽化,汽化的水分由空气带过,将热量传给湿物料,使物料表面水分汽化,汽化的水分由空气带走。干燥介质既是载热体又是载湿体,它将热量传给物料的同时,又走。干燥介质既是载热体又是载湿体,它将热量传给物料的同时,又走。干燥介质既是载热体又是载湿体,它将热量传给物料的同时,又走。干燥介质既是载热体又是载湿体,它将热量传给物料的同时,又把由物料中汽化出来的水分带走,所以,干燥是传热和传质同时进行把由物料中汽化出来的水分带走,所以,干燥是传热
18、和传质同时进行把由物料中汽化出来的水分带走,所以,干燥是传热和传质同时进行把由物料中汽化出来的水分带走,所以,干燥是传热和传质同时进行的过程。传热的方向是由气相到固相,热空气与湿物料的温差是传热的过程。传热的方向是由气相到固相,热空气与湿物料的温差是传热的过程。传热的方向是由气相到固相,热空气与湿物料的温差是传热的过程。传热的方向是由气相到固相,热空气与湿物料的温差是传热的推动力,传质的方向是由固相到气相,传质的推动力是物料表面的的推动力,传质的方向是由固相到气相,传质的推动力是物料表面的的推动力,传质的方向是由固相到气相,传质的推动力是物料表面的的推动力,传质的方向是由固相到气相,传质的推动
19、力是物料表面的水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反,但亲密相水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反,但亲密相水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反,但亲密相水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反,但亲密相关,干燥速率由传热速率和传质速率共同限制。关,干燥速率由传热速率和传质速率共同限制。关,干燥速率由传热速率和传质速率共同限制。关,干燥速率由传热速率和传质速率共同限制。干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必需大于干燥介质干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必需大于干燥介质干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必需大于干燥介质干燥操作的必要条
20、件是物料表面的水汽分压必需大于干燥介质(空气)中的水汽分压,在其他条件相同的状况下,两者差别越大干(空气)中的水汽分压,在其他条件相同的状况下,两者差别越大干(空气)中的水汽分压,在其他条件相同的状况下,两者差别越大干(空气)中的水汽分压,在其他条件相同的状况下,两者差别越大干燥操作进行得越快。所以干燥介质应刚好将汽化的水汽带走,以维持燥操作进行得越快。所以干燥介质应刚好将汽化的水汽带走,以维持燥操作进行得越快。所以干燥介质应刚好将汽化的水汽带走,以维持燥操作进行得越快。所以干燥介质应刚好将汽化的水汽带走,以维持确定的传质推动力。假如干燥介质被水汽所饱和,即物料表面的水汽确定的传质推动力。假如
21、干燥介质被水汽所饱和,即物料表面的水汽确定的传质推动力。假如干燥介质被水汽所饱和,即物料表面的水汽确定的传质推动力。假如干燥介质被水汽所饱和,即物料表面的水汽分压等于干燥介质中的水汽分压,推动力为零,干燥操作停止。分压等于干燥介质中的水汽分压,推动力为零,干燥操作停止。分压等于干燥介质中的水汽分压,推动力为零,干燥操作停止。分压等于干燥介质中的水汽分压,推动力为零,干燥操作停止。第八章第八章 固体的干燥固体的干燥8.28.2干燥设备干燥设备干燥设备干燥设备一,干燥器的分类一,干燥器的分类一,干燥器的分类一,干燥器的分类各种干燥器的分类方法很多,常见的有下面几种分类分类方法:各种干燥器的分类方法
22、很多,常见的有下面几种分类分类方法:各种干燥器的分类方法很多,常见的有下面几种分类分类方法:各种干燥器的分类方法很多,常见的有下面几种分类分类方法:(1 1)按操作压强分为常压或减压;)按操作压强分为常压或减压;)按操作压强分为常压或减压;)按操作压强分为常压或减压;(2 2)按操作方式分为间隙式与连续式;)按操作方式分为间隙式与连续式;)按操作方式分为间隙式与连续式;)按操作方式分为间隙式与连续式;(3 3)按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介质;)按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介质;)按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介质;)按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介
23、质;(4 4)按干燥介质与物料流淌方式分为并流、逆流和错流。)按干燥介质与物料流淌方式分为并流、逆流和错流。)按干燥介质与物料流淌方式分为并流、逆流和错流。)按干燥介质与物料流淌方式分为并流、逆流和错流。流淌方式的选择,对干燥过程有重大意义,一方面会影响过程流淌方式的选择,对干燥过程有重大意义,一方面会影响过程流淌方式的选择,对干燥过程有重大意义,一方面会影响过程流淌方式的选择,对干燥过程有重大意义,一方面会影响过程速率,另一方面也会影响产品质量,下面对各种状况略加叙述。速率,另一方面也会影响产品质量,下面对各种状况略加叙述。速率,另一方面也会影响产品质量,下面对各种状况略加叙述。速率,另一方
24、面也会影响产品质量,下面对各种状况略加叙述。在并流干燥器中,物料移动方向与干燥介质流淌方向相同,过在并流干燥器中,物料移动方向与干燥介质流淌方向相同,过在并流干燥器中,物料移动方向与干燥介质流淌方向相同,过在并流干燥器中,物料移动方向与干燥介质流淌方向相同,过程中湿含量高的物料与温度高而湿含量小的介质在进口端相接触,程中湿含量高的物料与温度高而湿含量小的介质在进口端相接触,程中湿含量高的物料与温度高而湿含量小的介质在进口端相接触,程中湿含量高的物料与温度高而湿含量小的介质在进口端相接触,此处干燥推动力大;而在出口端则湿含量较小的物料和湿含量较大此处干燥推动力大;而在出口端则湿含量较小的物料和湿
25、含量较大此处干燥推动力大;而在出口端则湿含量较小的物料和湿含量较大此处干燥推动力大;而在出口端则湿含量较小的物料和湿含量较大的干燥介质相接触,因而干燥推动力小。所以并流的特点是推动力的干燥介质相接触,因而干燥推动力小。所以并流的特点是推动力的干燥介质相接触,因而干燥推动力小。所以并流的特点是推动力的干燥介质相接触,因而干燥推动力小。所以并流的特点是推动力沿物料移动方向渐渐削减。它适用于下列状况下的物料干燥:沿物料移动方向渐渐削减。它适用于下列状况下的物料干燥:沿物料移动方向渐渐削减。它适用于下列状况下的物料干燥:沿物料移动方向渐渐削减。它适用于下列状况下的物料干燥:第八章第八章 固体的干燥固体
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