干燥技术-干燥过程工艺条件的确定

项目五干燥技术Drying任务一认识干燥生产装置及工艺流程任务二干燥过程工艺条件的确定——湿空气的性质任务三干燥过程工艺条件的确定——物料、热量衡算任务四恒定干燥条件下的干燥过程的计算化工单元操作技术Contents目1连续干燥过程的物料衡算2录化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算连续干燥过程的热量衡算1.湿物料水分含量的表示方法湿物料是绝干固体与液态湿分的混合物。湿基含水量w：水分在湿物料中的质量百分数。干基含水量X：湿物料中的水分与绝干物料的质量比。换算关系：工业生产中，物料湿含量通常以湿基含水量表示，但由于物料的总质量在干燥过程中不断减少，而绝干物料的质量不变，故在干燥计算中以干基含水量表示较为方便。化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算2.物料衡算G1—湿物料进口的质量流率，kg/s；G2—产品出口的质量流率，kg/s；Gc—绝干物料的质量流率，kg/s；w1—物料的初始湿含量；w2—产品湿含量；L

—绝干气体的质量流率，kg/s；H1—气体进干燥器时的湿度；H2—气体离开干燥器时的湿度；W—单位时间内汽化的水分量，kg/s。湿物料G1,

w1干燥产品G2,

w2热空气L,H1湿废气体L,H2绝干空气消耗量绝干空气比消耗水分蒸发量：化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算例

聚氯乙烯树脂的湿基含水量为6%，干燥后产品的湿基含水量为0.3%。干燥产品量为5000kg/h。试求树脂在干燥器中蒸发的水分量，kg/h。解已知w1=6%，w2=0.3%，则：

绝干物料量：

蒸发的水分量为：

练习：一连续常压干燥器干燥某物料。已知湿物料的处理量为1000kg/h，含水量由40%降低到5%（均为湿基）。试计算所需蒸发的水分量、干燥产品量。

[答：368.4kg/h，631.58kg/h]]化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算练习：一连续常压干燥器干燥某物料。已知湿物料的处理量为1000kg/h，含水量由40%降低到5%（均为湿基）。试计算所需蒸发的水分量、干燥产品量。化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算

例在连续干燥器中用热空气做干燥介质对晶体物料进行干燥。湿物料的处理量为1600kg/h，进、出口干燥器的湿基含水量分别为0.12及0.02；空气进、出口干燥器的湿度分别为0.01及0.028。忽略物料损失，试求水分蒸发量、单位空气消耗量及新鲜空气消耗量、干燥产品量。解：(1)水分蒸发量W的计算化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算(2)单位空气消耗量l及新鲜空气消耗量Lw

单位空气消耗量l：新鲜空气消耗量Lw：(3)干燥产品量化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由10%降至2%（均为湿基），以t0=20oC空气为干燥介质，初始湿度H0为0.008kg水/kg干空气，离开干燥器时的湿度H2为0.05kg水/kg干空气。假设干燥过程无物料损失，试求：（1）水分蒸发量？（2）空气消耗量和单位空气消耗量？（3）干燥产品量？（4）若鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量为若干m3/s?化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算练习：在一连续干燥器中，每小时处理湿物料1000kg，经干燥后物料的含水量由10%降至2%（均为湿基），以t0=20oC空气为干燥介质，初始湿度H0为0.008kg水/kg干空气，离开干燥器时的湿度H2为0.05kg水/kg干空气。假设干燥过程无物料损失，试求：（1）水分蒸发量？（2）空气消耗量和单位空气消耗量？（3）干燥产品量？（4）若鼓风机装在新鲜空气进口处，风机的风量为若干m3/s?化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算

化工单元操作技术任务三连续干燥过程的物料衡算

项目五干燥技术Drying任务一认识干燥生产装置及工艺流程任务二干燥过程工艺条件的确定——湿空气的性质任务三干燥过程工艺条件的确定——物料、热量衡算任务四恒定干燥条件下的干燥过程的计算化工单元操作技术Contents目1连续干燥过程的物料衡算2录连续干燥过程的热量衡算化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算3.热量衡算Qp——预热器向气体提供的热量，kW；QD——向干燥器补充的热量，kW；QL——干燥器的散热损失，kW。湿物料G1,

w1,

1,cm1干燥产品G2,

w2,

2,cm2热气体L,H1,t1,I1湿废气体L,H2,t2,I2湿气体L,H0,t0,I0QpQDQL预热器干燥器化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算预热器的热量衡算预热器的作用在于加热空气。根据加热方式可分为两类：直接加热式：如热风炉。将液体或固体燃料后产生的高温烟气直接用作干燥介质；间接换热式：如间壁换热器。空气预热器传给气体的热量为如果空气在间壁换热器中进行加热，则其湿度不变，H0=H1，即通过预热器的热量衡算，结合传热基本方程式，可以求得间壁换热空气预热器的传热面积。立筒式金属体燃煤间接加热热风炉化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算整个干燥系统的热量衡算在连续稳定操作条件下，系统无热量积累，单位时间内(以1秒钟为基准)：气体焓变物料焓变物料焓：气体焓：化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算整个干燥系统的热量衡算汽化湿分所需要的热量：物料焓变：加热固体产品所需要的热量：放空热损失：总热量衡算：化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算干燥器的热量衡算热气体在干燥器中冷却而放出的热量：物理意义：气体在干燥器中放出的热量和补充加热的热量用于汽化湿分、加热产品和补偿设备的散热损失。化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算干燥器的热效率

干燥器的热效率：汽化湿分所需热量与加入干燥系统的总热量之比值。（因为汽化湿分的热量才是有效热量）干燥系统的热效率表明干燥系统热利用率的好坏。干燥系统的热效率是干燥过程经济性的重要指标。η高表明热利用率好。为了提高η可采取如下措施：化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算例对例1的干燥系统，湿空气在预热器中从20℃升温至90℃进入干燥器，空气在干燥器中经历等焓增湿过程。湿物料进出干燥器的温度分别为20℃及45℃，绝干物料的比热容为2.44kJ/(kg绝干物料,℃)。忽略干燥系统的热损失。试计算：(1)预热器的传热量；(2)空气离开干燥器的温度；(3)干燥器补充的热量；(4)干燥系统的热效率；(5)H-I图上表达空气在干燥系统中的状态变化情况。解：前已求出Gc=1408kg绝干气/h，X1=0.136，X2=0.0204，W=163.3kg/h，L=9079绝干气/h。(1)预热器的传热量：化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算(2)空气离开干燥器的温度由于空气在干燥器中经历等焓增湿过程，则：式中H1=H0=0.01kg/kg绝干气，H2=0.028kg/kg绝干气，代入上式：解得：t2=45℃(3)干燥器补充的热量已知I2=I1，QL=0，则化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算其中：(4)干燥系统的热效率化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算(5)H-I图上表达空气在干燥系统中的状态变化情况：φ=100%t1t0H0=H1H2ABC化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算干燥器的热量衡算——干燥器进、出口气体状态的确定

理想干燥过程（或等焓干燥过程）：气体放出的显热全部用于湿分汽化。多数工业干燥器无补充加热，如果散热损失可视为零且物料的初始温度与产品温度相同，则加热物料所消耗的热量为零；或当干燥器的补充加热量恰等于加热物料和散热损失的热量，则干燥过程可视为理想干燥过程。

可认为进入干燥器的空气状态是沿等I1线变化的，所以只要确定出口废气的另一个独立状态参数（如规定出口废气的温度t2或相对湿度φ1），出干燥器的废气状态即被完全确定。

化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算非等焓干燥过程（又称非绝热干燥过程）通常又分为两种情况：1.若干燥器内不补充加热，即QD=0，而物料进出口干燥器的焓差及热损失不能忽略时，由式（9-38a）得或上式等号右侧总为正值，故I2<I1，说明空气通过干燥器后焓值降低，此过程如图9-16中BC1线所示，BC1线位于BC线下方。显然若出口t2一定，H2将变低。如果水分蒸发量不变，则空气用量将随之增加。干燥器的热量衡算——干燥器进、出口气体状态的确定

化工单元操作技术任务三连续干燥过程的热量衡算2.若干燥器内补充加热，即QD>0，则由式（9-38a）得此时，①若，则故I2>I1，空气状态沿图9-16中BC2