化工原理 第十三章 干燥

1、1第十三章干燥131概述化工過程基本單元反應(yīng)前分離→反應(yīng)→反應(yīng)后分離反應(yīng)前分離包括原料純化、去濕等。反應(yīng)后分離如為液體產(chǎn)品分離方法如蒸餾、萃取、膜分離、離子交換等等；如為固體產(chǎn)品分離方法如蒸發(fā)、干燥、過濾、結(jié)晶等等。由于化學(xué)反應(yīng)通常在溶液中進(jìn)行，化工產(chǎn)品大部分是固體產(chǎn)品，因此，從產(chǎn)品中去除水分的單元操作—干燥，是常見的化工單元操作。干燥是一個(gè)同時(shí)包含傳熱和傳質(zhì)過程的操作，如圖131所示。干燥過程中熱量和濕分的載體稱為干燥介質(zhì)。常見的干燥

2、介質(zhì)為空氣，常見的濕分為水分，后面的討論均作此假定。熱空氣將熱量傳遞給濕物料，使?jié)裎锪系乃制?，汽化后的水分離開濕物料表面?zhèn)鬟f給空氣。按照汽化水分所需熱量的供給方式，干燥可分為：●對(duì)流干燥：干燥介質(zhì)（一般為空氣）直接與濕物料接觸熱量以對(duì)流的方式傳給濕物料，汽化的水分又以對(duì)流的方式傳給干燥介質(zhì)，是最常見的干燥方式，本章重點(diǎn)討論這種干燥方式。圖131干燥過程●傳導(dǎo)干燥：熱量通過傳熱壁面以傳導(dǎo)的方式加熱濕物料，汽化的水分由干燥介質(zhì)帶走，如用

3、煙道氣干燥?！褫椛涓稍铮耗芰恳暂椛淠艿姆绞絺鹘o濕物料，濕物料吸收輻射能后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮苁顾制?，如日光曬干，紅外線干燥等。●介電加熱干燥：將濕物料置于高頻電場(chǎng)內(nèi)，依靠電能加熱使水分汽化，如微波爐加熱即為介電加熱。第一節(jié)濕空氣的性質(zhì)和濕度圖132濕空氣的性質(zhì)濕空氣指含有一定水汽的空氣。干燥操作許多問題涉及濕空氣的性質(zhì)，故先對(duì)此進(jìn)行討論。一.濕度濕空氣中所含水汽質(zhì)量與干空氣質(zhì)量之比稱為濕度，用H表示，由下式計(jì)算H=（1321）wwawawaw

4、aawwpPp622.0pp2918nnMMMnMn????3=（13210）比容的單位是m3kg干氣。六.干球溫度t即為用溫度計(jì)測(cè)得的空氣溫度，稱其為干球溫度是為了與后述的濕球溫度相區(qū)別。七.濕球溫度tw據(jù)濕球溫度計(jì)原理說明濕球溫度的概念。tw由空氣的溫度t和濕度H所決定，t一定時(shí)，H越大，則濕沙布向空氣主體的傳質(zhì)推動(dòng)力就越小，水分汽化擴(kuò)散所造成的溫度降就越小，tw與t越接近。當(dāng)空氣的H達(dá)到與HS相同時(shí)，濕沙布就不向空氣主體傳質(zhì)，此時(shí)

5、tw=t。而對(duì)于相同的H，顯然越高，tw也越高。下面導(dǎo)出tw與t和H之間的關(guān)系：空氣向濕沙布的傳熱速率q=α(ttw)kJm2.s(13211)濕沙布向空氣的傳質(zhì)速率Gw=kH(HwH）kgm2.s（13212）對(duì)于穩(wěn)定傳熱傳質(zhì)過程而言，有q=Gwrw=kH(HwH）rw=α(ttw)整理得（13213）對(duì)于空氣水物系，在絕熱條件下，當(dāng)空氣的速度在3.810.2ms范圍內(nèi)時(shí)有于是上式可寫成（13214）八.絕熱飽和溫度tas以空氣在增濕