中山大学化工原理课件 第9章-干燥.pptx

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1、中山大学化工原理课件 第9章-干燥,YOUR LOGO时间：20XX-XX-XX汇报人：目录01添加标题02干燥的基本概念03干燥动力学04干燥过程的热力学基础05干燥过程的传热传质机理06干燥过程的设计与优化单击添加章节标题PART 1干燥的基本概念PART 2干燥的定义和分类l干燥的定义：通过加热、减压等方式，使物料中的水分或其他溶剂蒸发，达到降低物料含水量的目的。l干燥的分类：根据干燥方式、干燥介质、干燥设备等不同，可以分为自然干燥、机械干燥、真空干燥、冷冻干燥等。l自然干燥：利用自然条件，如阳光、空气等，使物料中的水分蒸发。l机械干燥：利用机械设备，如干燥器、干燥机等，使物料中的水分蒸

2、发。l真空干燥：在真空状态下，利用加热、减压等方式，使物料中的水分或其他溶剂蒸发。l冷冻干燥：在低温状态下，利用冷冻、减压等方式，使物料中的水分或其他溶剂蒸发。干燥原理干燥过程：通过加热、减压等方式，使物料中的水分蒸发，达到干燥的目的干燥方法：包括自然干燥、机械干燥、化学干燥等干燥设备：包括干燥箱、干燥塔、干燥机等干燥效果：影响因素包括物料的性质、干燥条件、干燥设备等干燥设备干燥设备类型：包括热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等干燥设备特点：高效、节能、环保、安全干燥设备应用：广泛应用于化工、食品、医药、电子等行业干燥设备发展趋势：智能化、自动化、节能化干燥技术的应用食品工业：干燥食品，如饼干、糖果

3、、奶粉等制药工业：干燥药品，如片剂、胶囊、粉剂等化工工业：干燥化工原料，如树脂、颜料、催化剂等农业：干燥农产品，如谷物、水果、蔬菜等环保行业：干燥污泥、废气、废水等建筑行业：干燥建筑材料，如石膏、水泥、砂浆等干燥动力学PART 3干燥动力学方程干燥动力学方程：描述干燥过程中物料水分蒸发速率与物料表面水分浓度的关系干燥动力学方程的推导：基于物料表面水分浓度的变化率与物料表面水分蒸发速率的关系干燥动力学方程的应用：预测物料干燥过程中的水分蒸发速率，优化干燥工艺参数干燥动力学方程的局限性：只适用于物料表面水分浓度较低的情况，对于高浓度情况需要引入其他因素进行修正干燥动力学曲线干燥动力学曲线是描述干燥

4、过程中物料水分蒸发速率与物料含水量关系的曲线干燥动力学曲线可以分为恒速干燥阶段、降速干燥阶段和临界点三个阶段恒速干燥阶段：物料含水量较高，水分蒸发速率与物料含水量成正比降速干燥阶段：物料含水量较低，水分蒸发速率与物料含水量成反比临界点：物料含水量达到一定值时，水分蒸发速率开始下降，标志着干燥过程的结束干燥动力学模型半经验模型：结合理论与实验数据建立的模型，如Henderson-Smart模型、Nielsen模型等理论模型：基于物理化学原理建立的模型，如Fick扩散模型、Kozeny-Carman模型等模型选择：根据物料性质、干燥条件等因素选择合适的模型干燥动力学模型：描述干燥过程中物料水分蒸发

5、的规律模型分类：包括经验模型、半经验模型和理论模型经验模型：基于实验数据拟合得到的模型，如Lewis模型、Page模型等干燥动力学参数的测定测定方法：实验法、理论计算法、模拟法等测定步骤：样品制备、参数设定、数据采集、数据处理等测定设备：干燥箱、恒温恒湿箱、热重分析仪等测定参数：干燥速率、干燥时间、干燥温度、干燥压力等干燥过程的热力学基础PART 4热力学第一定律和第二定律在干燥中的应用热力学第一定律：能量守恒定律，在干燥过程中，物料吸收的热量等于物料蒸发水分所需的热量热力学第二定律：熵增原理，在干燥过程中，物料的熵增加，表示物料状态的变化干燥过程的热力学模型：根据热力学第一定律和第二定律，可

6、以建立干燥过程的热力学模型，用于分析和优化干燥过程干燥过程的热力学优化：根据热力学第一定律和第二定律，可以优化干燥过程的参数，如温度、湿度、风速等，以提高干燥效率和降低能耗。湿空气的性质湿空气的饱和度：饱和湿度、未饱和湿度湿空气的焓值：湿焓、干焓、总焓湿空气的组成：水蒸气、空气湿空气的湿度：相对湿度、绝对湿度湿空气的焓湿图及应用l焓湿图的定义：表示湿空气状态参数的图形l焓湿图的组成：包括温度、湿度、焓值、湿球温度等参数l焓湿图的应用：用于分析干燥过程的热力学特性，如干燥速率、干燥温度等l焓湿图的局限性：不能完全反映干燥过程的实际情况，需要结合实际数据进行修正和优化。干燥过程的热量平衡和热效率热

7、量平衡：干燥过程中，物料吸收的热量等于物料蒸发水分所需的热量热效率：干燥过程中，物料吸收的热量与干燥器输入的热量之比影响因素：物料的性质、干燥器的结构、操作条件等提高热效率的方法：优化干燥器的结构、控制操作条件等干燥过程的传热传质机理PART 5传热过程分析传热速率：与物料性质、热源温度、传热面积等因素有关干燥过程：物料与热源之间的热量传递传热方式：传导、对流、辐射传热效果：影响干燥效率和品质传质过程分析干燥过程：物料与干燥介质之间的传热传质过程传热方式：对流、传导、辐射传质方式：扩散、对流、吸附影响因素：温度、湿度、压力、气流速度、物料性质等传热传质协同机制传质方式：扩散、吸附、解吸协同机制

8、：传热和传质相互影响，共同决定干燥过程的效率和效果传热传质过程：热量和物质在干燥过程中的传递和交换传热方式：对流、传导、辐射传热传质系数及其测定方法影响因素：温度、压力、湿度、气流速度等传热传质系数：描述传热传质过程的重要参数测定方法：实验测定、理论计算、数值模拟等应用：优化干燥工艺、提高干燥效率、降低能耗等干燥过程的设计与优化PART 6干燥过程的设计原则和流程设计原则：保证产品质量、提高生产效率、降低能耗和成本流程：原料准备、干燥设备选择、干燥工艺参数设定、干燥过程控制、干燥后处理设备选择：根据物料性质、干燥要求、生产规模等因素选择合适的干燥设备工艺参数设定：根据物料性质、干燥要求、设备性

9、能等因素设定合适的干燥温度、湿度、风速等参数过程控制：根据干燥过程中物料的状态和参数变化进行实时调整和控制，保证干燥效果和效率后处理：根据物料性质和干燥要求进行适当的后处理，如冷却、包装等，保证产品质量和稳定性。干燥过程的模拟与优化优化策略：调整干燥参数、优化干燥设备、改进干燥工艺等优化效果：提高干燥效率、降低能耗、减少污染等模拟方法：CFD模拟、实验模拟等优化目标：提高干燥效率、降低能耗、减少污染等干燥过程的节能减排技术低温干燥技术：降低干燥温度，减少能源消耗和排放热泵干燥技术：利用热泵回收废热，提高能源利用率太阳能干燥技术：利用太阳能进行干燥，减少化石能源消耗干燥过程优化：优化干燥工艺参数

10、，提高干燥效率，降低能耗和排放新型干燥技术及其应用前景超临界流体干燥技术：利用超临界流体的物理特性进行干燥，具有高效、节能、环保等优点微波干燥技术：利用微波加热原理进行干燥，具有快速、均匀、节能等优点真空冷冻干燥技术：利用真空冷冻原理进行干燥，具有保持食品原有风味、营养成分等优点喷雾干燥技术：利用喷雾原理进行干燥，具有高效、节能、环保等优点超声波干燥技术：利用超声波原理进行干燥，具有快速、均匀、节能等优点应用前景：随着科技的发展，新型干燥技术在食品、医药、化工等领域具有广泛的应用前景。干燥过程的控制与检测技术PART 7干燥过程的自动控制系统自动控制系统的作用：实现干燥过程的自动化控制，提高生

11、产效率和质量单击此处添加项标题自动控制系统的组成：传感器、控制器、执行器、被控对象等单击此处添加项标题自动控制系统的工作原理：通过传感器检测干燥过程中的参数，控制器根据设定值和实际值进行比较，发出控制信号，执行器根据控制信号进行调节，实现对干燥过程的自动控制单击此处添加项标题自动控制系统的应用：广泛应用于各种干燥设备，如热风干燥、真空干燥、冷冻干燥等单击此处添加项标题干燥过程的质量检测与控制检测方法：温度、湿度、压力等参数的实时监测控制技术：自动调节干燥温度、湿度、压力等参数质量标准：根据产品要求设定干燥质量标准检测设备：干燥箱、湿度计、温度计等检测设备现代检测技术在干燥过程中的应用红外线测温技术：实时监测干燥过程中的温度变化湿度传感器：检测干燥过程中的湿度变化压力传感器：监测干燥过程中的压力变化气体分析仪：检测干燥过程中的气体成分变化光学检测技术：检测干燥过程中的物料颜色、形状等变化超声波检测技术：检测干燥过程中的物料内部结构变化干燥过程的安全与环保问题安全风险：火灾、爆炸、中毒等环保措施：废气处理、废水处理、废渣处理等安全措施：防火、防爆、防毒等环保问题：废气、废水、废渣等污染物排放THANK YOU汇报时间：20XX/01/01汇报人：