9精细化工过程与设备 第八章 固体干燥.ppt.pptVIP

精细化工过程与设备 授课教师 张大德代 第八章 固体的干燥 §8.1 概述 固体干燥是指含有含有水分或其他溶剂的固体湿物料，受热之后使其中的水分或其他溶剂汽化，除去湿分的单元操作。干燥过程不同于压榨、离心、过滤等机械去湿的分离过程，它是一个传热、传质的过程，可较为彻底地去除物料表面乃至内部的湿分。由于干燥过程中，湿分发生相变，所以与机械去湿相比，其能耗较大，费用较高。 干燥在许多领域都有广泛的应用。干燥的产品便于加工、运输、储存和使用。例如，化学肥料硝铵、尿素都是利用喷雾造粒的方法而获得粒度均匀的干颗粒产品；呈悬浮液状的染料或经过过滤所得的染料滤饼，若不经过干燥，湿物料在储存中就要发生分层，出现色差；食品工业中，干燥是食品保藏和食品加工的重要手段之一，要长期保存食品，一般都采用干燥的方法。其它各行各业也都离不开干燥过程。 一，干燥方式 干燥过程中按热能传给湿物料的方式不同，可将干燥分成以下几类。 第八章 固体的干燥 （1）传导干燥 利用加热表面将热量传给湿物料，湿物料中的湿分汽化而与物料分开的干燥操作过程，称为传导干燥。由于该过程中湿物料与加热介质不直接接触，故又称为间接加热干燥。如果被干燥物料很稀或很湿时，则可采用传导加热。传导加热的热能利用率高，但干燥湿度比对流干燥高。 （2）对流干燥 将干燥介质（热空气等）送入干燥器，以对流传热方式，将热能传给湿物料，使物料中的水分（或溶剂）汽化，物料内部的水分（或溶剂）以气态或液态形式扩散至物料表面，然后汽化的蒸汽从表面扩散至载热主体带出干燥器，这一干燥过程称为对流干燥。对流干燥过程中传质传热同时发生，干燥介质在将热量传给湿物料的同时，又将汽化的水分（或溶剂）带出干燥器，故干燥介质既是载热体又是载湿体，干燥介质在干燥过程中是降温增湿过程。 第八章 固体的干燥 （3）辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器辐射至湿物料的表面，并被湿物料吸收转化为热能，而使水分或溶剂汽化，这一干燥过程称为辐射干燥。辐射器有电能辐射器（如用于发射红外线的灯泡）和热能辐射器，干燥过程中热能比较集中，适用于干燥固体扁平状物料。 （4）介电加热干燥 利用高频交流电压，以物料中介电损失所产生的内部热使湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。这种内部加热方式加热效率高，干燥时间短，但费用大，使用上也受到一定限制。 化工生产中应用最普遍的是以不饱和热空气为干燥介质的对流干燥。本章介绍的干燥设备也以这种干燥方式为主。 第八章 固体的干燥 二，对流干燥过程 1，对流干燥流程 图8.1为典型的对流干燥流程示意图，空气经预热器加热到适当温度后进入干燥器，在干燥器中，空气与湿物料直接接触，沿其行程，气体温度降低，湿含量增加，废气从干燥器另一端排出。对间隙干燥过程，湿物料成批放入干燥器内，待干燥至指定的含湿量要求后一次取出。对连续干燥过程，湿物料被连续地加入和排出，湿物料与空气可以是并流、逆流或其他形式接触。 第八章 固体的干燥 2，对流干燥过程的特点 在对流干燥过程中，经过预热的不饱和热空气从湿物料的表面流过，将热量传给湿物料，使物料表面水分汽化，汽化的水分由空气带走。干燥介质既是载热体又是载湿体，它将热量传给物料的同时，又把由物料中汽化出来的水分带走，所以，干燥是传热和传质同时进行的过程。传热的方向是由气相到固相，热空气与湿物料的温差是传热的推动力，传质的方向是由固相到气相，传质的推动力是物料表面的水汽分压与热空气中水汽分压之差。传热传质的方向相反，但密切相关，干燥速率由传热速率和传质速率共同控制。 干燥操作的必要条件是物料表面的水汽分压必须大于干燥介质（空气）中的水汽分压，在其他条件相同的情况下，两者差别越大干燥操作进行得越快。所以干燥介质应及时将汽化的水汽带走，以维持一定的传质推动力。如果干燥介质被水汽所饱和，即物料表面的水汽分压等于干燥介质中的水汽分压，推动力为零，干燥操作停止。 第八章 固体的干燥 §8.2 干燥设备 一，干燥器的分类 各种干燥器的分类方法很多，常见的有下面几种分类分类方法： （1）按操作压强分为常压或减压； （2）按操作方式分为间隙式与连续式； （3）按干燥介质类别分为空气、烟道气或其他干燥介质； （4）按干燥介质与物料流动方式分为并流、逆流和错