第七章-干燥
22页1、第七章 干燥第一节 概 述 干燥是利用热能除去固体物料中湿分(水分或其它液体)的单元操作。在化工、食品、制药、纺织、采矿、农产品加工等行业,常常需要将湿固体物料中的湿分除去,以便于运输、贮藏或达到生产规定的含湿率要求。例如,聚氯乙烯的含水量须低于0.2%,否则在以后的成形加工中会产生气泡,影响塑料制品的品质;药品的含水量太高会影响保质期等。因为干燥是利用热能去湿的操作,能量消耗较多,所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿,然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。一、固体物料的去湿方法 除湿的方法很多,化工生产中常用的方法有:1.机械分离法。即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。耗能较少、较为经济,但除湿不完全。2.吸附脱水法。即用干燥剂(如无水氯化钙、硅胶)等吸去湿物料中所含的水分,该方法只能除去少量水分,适用于实验室使用。3.干燥法。即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。该方法能除去湿物料中的大部分湿分,除湿彻底。干燥法耗能较大,工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿,即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分,然后再利用干燥方法继续除湿而制得湿分
2、符合规定的产品。干燥法在工业生产中应用最为广泛,如原料的干燥、中间产品的去湿及产品的去湿等。二、干燥操作方法的分类1按操作压强分为:(1)常压干燥(2)真空干燥。真空干燥主要用于处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的场合。2按操作方式分为:(1)连续干燥:优点:生产能力大、热效率高、劳动条件好、产品均匀。(2)间歇干燥:适用于小批量、多品种或要求干燥时间很长的特殊场合。3按传热方式可分为:(1)传导干燥: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。特点:热能利用率高,但与传热面接触的物料易过热变质,物料温度不易控制。(2)对流干燥:使干燥介质直接与湿物料接触,热能以对流方式传给物料,产生的蒸汽被干燥介质带走。干燥介质在这里是载热体又是载湿体。特点:温度易调节,湿物料不易被过热。但是干燥介质离开干燥器时要带出大量的热量,因此对流干燥热损失大,能量消耗高。(3)辐射干燥:由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到固体物料的表面,为物料吸收而转变为热能,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。特点:该法生产强度大,干燥均匀且产品洁净,但能量消耗大。(4)介电加热干燥: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。频率twtd对于饱和湿空气ttwtd【例8-1】已知湿空气的总压为101.325kPa,相对湿度为50%,干球温度为20。试求:(1) 湿度;(2)水蒸气分压p; (3)露点td ;(4)焓I;(5)如将500kg/h干空气预热至117,求所需热量Q;(6)每小时送入预热器的湿空气体积V解:p=101.325kPa, t=20,由饱和水蒸气表查得,水在20时的饱和蒸汽压为=2.34kPa(1) 湿度H(2) 水蒸气分压pp=0.502.34=1.17kPa(3) 露点露点是空气在湿度H 或水蒸气分压P不变的情况下,冷却达到饱和时的温度。所以可由p=1.17kPa查饱和水蒸气表,得到对应的饱和温度=9(4) 焓II=(1.01+1.88H)t+2492H=(1.01+1.880.00727)20+24
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