流化干燥实验报告

流化干燥实验报告一、实验内容A在一定干燥条件下测定硅胶颗粒的干燥速率曲线。C测定气体通过干燥器的压降。二、实验目的

A了解测定物料干燥曲线的意义。C学习和掌握测定干燥速率曲线的基本原理和方法。D了解影响干燥速率的有关的有关工程因素，熟悉流化床干燥器的结构特点及操作办法。三、实验原理

干燥是指采用某种方式将热量传给湿物料，使其中的湿分（水或有机溶剂）汽化单元的单元操作，在化工、轻工及农、林、渔业产品的加工等领域有广泛的应用。干燥过程不仅涉及到气、固两性间的传热和传质，而且涉及到湿分以气态或液态的形式自物料内部向表面传质的机理。

由于物料的含水性质和物料的形状及内部结构不同，干燥过程速率要受到3、干燥过程速率的影响因素是：A物料性质B含水量C含水性质D热介质性质E设备类型等各种因素的影响。目前，尚无形成熟的理论方法来计算干燥速率，工程上多仍需依赖于实验解决干燥问题。物料的含水量，一般多用相对于湿物料总量的水分含量，即以湿物料为基准的含水率，用ω（kg水分/kg湿物料）来表示，但干燥时物料总量不断发生变化，所以采用以干物料为基准的含水量（12-1）（12-2）在干燥过程的设计和操作时，干燥速率是一个非常重要的参数。例如在干燥设备的设计或选型时，通畅规定干燥时间和干燥工艺要求，需要确定干燥器的类型和干燥面积；或者，在干燥操作时，设备的类型及干燥器的面积已定，规定工艺要求，确定所需干燥时间。这都需要知道物料的干燥特性，即干燥速率曲线。干燥速率一般用单位时间内单位干燥面积上汽化的水量表示：

（12-3）

式中

A—干燥速率，kg/(m2∙s)；

干燥速率也可以以干物料为基准，用单位质量干物料在单位时间内所汽化的水量来表示

：（12-4）式④中

因为

因此

（12-5）

干燥速率表示在一定的干燥条件下物料的含水率与干燥时间之间的关系。干燥实验的目的是在一定的干燥条件下，例如加热空气的温度、湿度、以及气速、空气的流动方式均不变，测定干燥曲线和干燥速率曲线。干燥曲线可以分为两个阶段，B恒速干燥阶段C降速干燥阶段5、图中C、D两个点分别代表()()B临界含水率、平衡含水率在实验过程中，只要测得干燥曲线，即物料含水量与时间的关系，即可根据曲线的斜率得到系列不同时间对应的干燥速率（A′），通过作图标绘即可得到干燥速率曲线。

应该注意的是，干燥（速率）曲线、临界含水率均显著地受物料结构（大小及形态）和物料与热风的接触状态（与干燥器的类型有段）的影响。例如，对于粉状物料，若颗粒呈分散状态，在热风中干燥时，不但干燥面积大，其临界含水量也较低，容易干燥。若物料呈堆积状态，使热风掠过物料表面进行干燥，不仅干燥面积小，其临界含水率增大，干燥速率也变慢。因此，在干燥实验时，应尽可能采用与工业干燥器同类型的实验设备，至少也应使实验时的物料与热风接触状态近似于工业干燥器中的操作状态，这样求得的干燥（速率）曲线和临界含水率数据才有工业应用价值。四、实验设计

1、实验方案

本实验拟采用流化干燥方法干燥硅胶颗粒物料，硅胶粒度为40-60目。通过测定不同时间硅胶颗粒的含水量变化和物料温度，得到干燥曲线，经数据处理，就能求得干燥速率曲线。

2、检测点及测试方法

实验中需测定干燥时间τ和与之对应的物料温度t和含水率X的测定方法为：

抽取一定量的试样置于试样瓶中，称其重量，记为ω1，

ω0为瓶重，g；ω1′为样品（湿物料）重，g。

将试样瓶置于烘箱中，在120℃下烘干20min，再将试样瓶取出称重，并记为ω2，

ω2′为干物料重，g。

则

样品中水分含量

样品的干基含水率

3、控制点及调节方法

实验中需控制的操作变量有：空气流量、空气温度。用转子流量计调节空气流量，用电加热器和固态继电器控制仪表自动调节空气温度。

4、实验装置和流程

玻璃流化床干燥器，床层内径130mm、空气源（罗茨鼓风机）、转子流量计、空气电加热器、固态继电器控温仪表系统、水银玻璃温度计、电热烘箱、电子天平，精度0.0001g。本实验的装置流程图如下图所示12-3。空气由空气压缩机输送，经转子流量计计量和电加热器预热后，通过流化床的空气预分布板与在床层中湿硅胶颗粒进行流化接触和干燥，废气自干燥器顶部排出，并经旋风除尘器脱除其中的微粒后排空，样品借助于安装在床层中部的推拉杆式取样器采集。图12-3流化干燥实验装置流程五、实验数据处理表一流化干燥数据图表塔径(mm)135.0床层高度(mm)150.0取样空瓶重量(g)32.0物料尺寸(目)40.0烘箱干燥温度(℃)120.0空气相对湿度(%)80.0加水量(mL)235.0序号干燥时间(min)床层温度(℃)空瓶+湿物重(g)空瓶+干物重(g)水分重(g)干物重(g)含水率×10^2(kg水/kg干物)1040.4232.630532.55470.07580.554713.665213.4545.933.664833.49320.17161.493211.49232348.5933.6433.49040.14961.490410.038432.2450.7532.734532.67680.05770.67688.23539.4952.0432.324232.30190.02230.30197.387644.4752.7932.687532.64490.04260.64496.606749.353.4232.40932.38640.02260.38645.84985453.9533.145833.08980.0561.08985.139960.4363.7933.463533.40380.05971.40384.2531064.2168.932.007232.00690.00030.00694.3481170.1175.8132.181532.17580.00570.17583.2421276.0781.4933.026832.99940.02740.99942.742图一干燥曲线图二干燥速率曲线六、实验结果与分析6、物料温度近似于湿球温度的干燥阶段是哪个干燥阶段B恒速干燥阶段7、下列说法正确的是：A误差主要来源于取样的不平均性及采样人的各种操作。B在预热阶段，应控制合适的空气流量与较为细致的取样时间。D干燥设备的设计