（中职）化工生产单元操作拓展单元 干燥教学课件

（中职）化工生产单元操作拓展单元干燥教学课件2干燥学习内容干燥原理干燥设备干燥流程干燥的应用拓展单元干燥31、了解干燥的相关知识、设备及在化工生产中的应用；2、理解干燥介质——干燥剂的用量及对气体吸收的影响；理解干燥速率及其影响因素；3、掌握干燥的流程、装置、检测仪器等的操作和使用学习目标与目的拓展单元干燥4任务6了解干燥在化工生产中的应用干燥的方法及应用5任务6了解干燥在化工生产中的应用目的举例贮存药品湿含量↑→有效期↓运输煤粉含水量↑→净煤运输量↓运费↑加工塑料原体含水量↑→成型时产生气泡使用染料或纸张水分不一产量产品水分过低，产量(值)↓

6任务6了解干燥在化工生产中的应用在化学工业生产中所得到的固态产品或半成品往往含有过多的水分或有机溶剂(湿分)，要制得合格的产品需要除去固体物料中多余的湿分。除湿方法：机械除湿——如离心分离、沉降、过滤。干燥——利用热能使湿物料中的湿分汽化。惯用做法：先采用机械方法把固体所含的绝大部分湿分除去，然后再通过加热把机械方法无法脱除的。湿分干燥掉，以降低除湿的成本。任务6了解干燥在化工生产中的应用7干燥分类：8任务6了解干燥在化工生产中的应用根据热能传递方式的不同分成以下四类：

（1）传导干燥

刮刀加料产品加热蒸汽传导干燥—滚筒干燥器

能通过传热壁面以传导方式传给与壁面接触的湿物料。优点：热能利用程度较高；缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。9任务6了解干燥在化工生产中的应用（2）对流干燥热能以对流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料，产生的蒸汽也由热空气带走。优点：热空气的温度调节比较方便，物料不至于被过热。缺点：热空气离开干燥器时尚带有相当大的一部分热能，因此对流干燥的热能利用程度比传导干燥差。出料至分离器加料热空气分布板10任务6了解干燥在化工生产中的应用（3）辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。缺点：电能消耗大。（4）介电加热干燥将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。任务6认识干燥生产装置及工艺流程

(聚氯乙烯)浆料干燥工艺流程任务7干燥过程中的计算一、湿物料中含水量的表示方法1．湿基含水量单位质量湿物料中所含水分的质量，即湿物料中水分的质量分数，称为湿基含水量，用符号w表示，单位为kg水/kg湿物料。任务7干燥过程中的计算

2．干基含水量

单位质量绝干物料中水分的质量，称为干基含水量，用符号X表示，单位为kg水/kg绝干物料。任务7干燥过程中的计算

3．湿基含水量与干基含水量的换算

换算公式：或

湿物料在干燥过程中，水分不断被汽化移走，湿物料的总质量在不断减少，所以用湿基含水量有时很不方便。但是，湿物料中绝干物料的质量在干燥过程中始终是不变的，所以，以绝干物料为基准的干基含水量在应用时比较方便。任务7干燥过程中的计算二、水分蒸发量的计算干燥过程物料流动示意图任务7干燥过程中的计算用湿基含水量表示的水分蒸发量计算式：

用干基含水量表示水分蒸发量计算式：式中：W------水分蒸发量kg/sG1------湿物料的质量kg/sG2------干燥后得到的产品质量kg/sw1------进入干燥器的湿物料的湿基含水量w2------干燥后得到产品的湿基含水量Gc------绝干物料的质量kg/sX1------进入干燥器的湿物料的干基含水量X2------干燥后得到产品的干基含水量

任务7干燥过程中的计算三、空气消耗量的计算预热器干燥器L，H1L，H2湿物料Gc，X1废气干燥产品Gc，X2L，H0干燥系统物料流动示意图任务7干燥过程中的计算绝干空气消耗量计算式：

式中：L------空气消耗量kg/sW------水分蒸发量kg/sH1------进入干燥器时空气的湿度H2-----离开干燥器时空气的湿度任务7干燥过程中的计算单位空气消耗量计算式：这是指干燥1kg水所消耗的绝干空气的量。用符号表示。由于空气经过预热器加热时，其温度升高，湿度不变，故H0=H1，所以：式中：H0------进入预热器空气的湿度。任务7干燥过程中的计算四、干燥收率的计算

干燥收率:指干燥实际产品量与理论产品量的比值，用符号来表示。任务8干燥过程进行的条件干燥介质：用来传递热量（载热体）和湿分（载湿体）的介质。由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使湿分汽化；压差的作用下，湿分由物料表面向气流主体扩散，并被气流带走。一、对流干燥过程原理温度为t、湿分分压为p的湿热气体流过湿物料的表面，物料表面温度ti低于气体温度t。HtqWtippiM干燥是热、质同时传递的过程任务8干燥过程进行的条件传质过程热空气流过湿物料表面热量传递到湿物料表面湿物料表面水分汽化并被带走表面与内部出现水分浓度差内部水分扩散到表面传热过程传质过程干燥过程任务8干燥过程进行的条件对流干燥流程对流干燥流程示意图（并流、连续）预热器湿物料干燥产品空气干燥器废气经济性：能耗和热的利用率任务8干燥过程进行的条件二、二、湿空气的性质1．湿度湿空气的湿度又称湿含量或绝对湿度，是指单位质量干空气所带有的水汽质量，用符号H表示，单位为kg水汽/kg干空气。可以通过湿空气的总压与水汽的分压求得：式中：H—空气的湿度，kg水汽/kg干空气；p—湿空气的总压，Pa；p汽—湿空气中水蒸气的分压，Pa任务8干燥过程进行的条件在一定的温度和压力下，湿空气中的水汽分压与同温度下的饱和水蒸气的分压之比称为湿空气的相对湿度，用表示：2．相对湿度值说明湿空气偏离饱和空气或绝干空气的程度，值越小吸湿能力越大；=0

，pv=0时，表示湿空气中不含水分，为绝干空气。=1

，pv=ps时，表示湿空气被水汽所饱和，不能再吸湿。任务8干燥过程进行的条件3、干球温度与湿球温度1、干球温度t：湿空气的真实温度，简称温度(℃或K)。将温度计直接插在湿空气中即可测量。任务8干燥过程进行的条件2、湿球温度tw：用湿球温度计测得的温度称为湿空气的湿球温度，用符号t湿表示，单位为℃或K。湿球温度实际上是湿空气与湿纱布中的水传热与传质达到稳定时，湿纱布中水的温度。湿球温度取决于湿空气的温度和湿度，不饱和湿空气的湿球温度总是小于其干球温度，且其相对湿度越小，干、湿球温度的差距越大。任务8干燥过程进行的条件4、露点露点：不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度，以t露表示；相应的湿度为饱和湿度，以H

表示。处于露点温度的湿空气的相对湿度=1，空气湿度达到饱和湿度，湿空气中水汽分压等于露点温度下水的饱和蒸气压，则露点时的湿度：与露点对应的水汽分压：任务8干燥过程进行的条件5．绝热饱和温度湿空气在绝热状态下增湿达到饱和时的温度，称为该空气的绝热饱和温度，用符号t绝来表示，单位为℃或K。绝热饱和器右图为一个绝热饱和器，未饱和的湿空气从底部进入，与塔顶的喷淋水逆流接触，部分水汽化进入空气中并一起从顶部排出。由于饱和器是绝热的，基本上是一个等焓过程，因此水分汽化所需要的热量只能来自空气的显热，导致空气的温度下降，湿度增加。当湿空气绝热增湿到饱和状态时，温度与循环水的温度相等，不再变化，此时的温度即为该湿空气的绝热饱和温度。任务8干燥过程进行的条件三、湿物料中水分的性质1.结合水分和非结合水分

根据水分干燥的难易程度，可以将湿物料中的水分划分为结合水分与非结合水分。

非结合水分：机械附着水分和大毛细管水分，易于干燥；

结合水分：小毛细管水分等，难于干燥；当湿空气=100%时的物料平衡含水量为结合水分，其余为非结合水分。

结合水分与非结合水分的区分与物料性质有关，与湿空气的状态无关。pspwX*XSSpwX*

pw-X*关系示意图任务8干燥过程进行的条件2.平衡水分和自由水分

按造水分能否干燥划分为平衡水分与自由水分。平衡时，物料中的水分称为平衡水分，其含量用X*表示，平衡水分与与湿空气性质有关，与物料结构、水分性质有关。如湿空气状态相同（相对湿度一样），物料不同则其平衡含水量不同；同一物料用不用状态的湿空气进行干燥，其平衡含水量也不相同。平衡含水量是干燥过程的极限，当湿空气相对湿度

→0时，X*→0；但实际难以实现。湿物料中除平衡水分外能够被干燥的水分为自由水分，在干燥过程中被干燥掉的水分一定是自由水分。任务9干燥速率的影响因素干燥速率曲线（右图）：干燥速率u与湿含量X的关系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。从该曲线可以看出，干燥速率很明显分为两个阶段，即恒速干燥阶段BC和降速干燥阶段CEuXABCDEX*A’XC临界点降速段恒速段干燥速度曲线干燥速率：指单位时间内、单位干燥面积上所汽化的水分的质量，用符号U表示，单位是kg水/(m2.s)。一、干燥速率任务9干燥速率的影响因素二、影响干燥速率的因素影响干燥速率的因素主要有三个方面：湿物料、干燥介质、干燥设备。1．湿物料的性质和形状2．湿物料本身的温度3．湿物料的含水量4.干燥介质的温度和湿度5.干燥介质的流速和流向6.干燥器的结构任务10工业上常用的干燥设备

干燥所处理的对象湿物料种类众多，对产品的要求各不相同，湿物料可能是块状（矿石）、颗粒状（蔗糖）、液态（牛奶），有物料结合水分大，有的非结合水分含量大，有的物料具有热敏性不能耐高温，有的要求产品含水量低，有的物料要求无菌操作等等。根据操作方式不同，干燥器分为：