化工单元操作技术张郢峰08课件.pptVIP

化工单元操作技术张郢峰Contents目1干燥过程的平衡关系2干燥过程的速率关系录化工单元操作技术干燥过程的平衡关系与速率关系（一）湿份在气体和固体间的平衡关系湿份的传递方向(干燥或吸湿)和限度(干燥程度)由湿份在气体和固体两相间的平衡关系决定。pXpsXh平衡状态：当湿含量为X的湿物料与湿份分压为p的不饱和湿气体接触时，物料将失去自身的湿份或吸收气体中的湿份，直到湿份在物料表面的蒸汽压等于气体中的湿份分压。平衡含水量：平衡状态下物料的含水量。不仅取决于气体的状态，还与物料的种类有很大的关系。X*p化工单元操作技术干燥过程的平衡关系具有和独立存在的水相同的蒸汽压和汽化能力。结合水分：与物料存在某种形式的结合，其汽化能力比独立存在的水要低，蒸汽压或汽化能力与水分和物料结合力的强弱有关。物料中的水分湿含量XXh相对湿度?非结合水分结合水分01.00.5结合水分按结合方式可分为：吸附水分、毛细管水分、溶涨水分(物料细胞壁内的水分)和化学结合水分(结晶水)。化学结合水分与物料细胞壁水分以化学键形式与物料分子结合，结合力较强，难汽化；吸附水分和毛细管水分以物理吸附方式与物料结合，结合力相对较弱，易于汽化。1.结合水分与非结合水分一定干燥条件下，水分除去的难易，分为结合水与非结合水。非结合水分：与物料机械形式的结合，附着在物料表面的水，化工单元操作技术干燥过程的平衡关系2.平衡水分和自由水分一定干燥条件下，按能否除去，分为平衡水分与自由水分。平衡水分：低于平衡含水量X*的水分，是不可除水分。自由水分：高于平衡含水量X*的水分，是可除水分。吸湿过程：若XXh，则物料将吸收饱和气体中的水分使湿含量增加至湿含量Xh，即最大吸湿湿含量，物料不可能通过吸收饱和气体中的湿份使湿含量超过Xh。欲使物料增湿超过Xh，必须使物料与液态水直接接触。干燥过程：当湿物料与不饱和空气接触时，X向X*接近，干燥过程的极限为X*。物料的X*与湿空气的状态有关，空气的温度和湿度不同，物料的X*不同。欲使物料减湿至绝干，必须与绝干气体接触。湿含量XXh相对湿度?非结合水分结合水分自由水分平衡水分X*01.00.5化工单元操作技术干燥过程的平衡关系如图可知某物质总水分为，当空气的相对湿度φ=50%时，平衡水分为，则自由水分=。将平衡曲线延长（图中的虚线部分）与φ=100%的纵轴相交，交点为B，交点B以上的水分为，它是当空气达到饱和时可以除去的水分；B点以下的水分为。如图所示，物料的结合水分为，则非结合水分=。化工单元操作技术干燥过程的平衡关系如图可知某物质总水分X=0.3kg水/kg绝干料，当空气的相对湿度φ=50%时，平衡水分X*=0.085kg水/kg绝干料，则自由水分=X－X*=0.30－0.085=0.215kg水/kg绝干料。将平衡曲线延长（图中的虚线部分）与φ=100%的纵轴相交，交点B以上的水分为非结合水分，它是当空气达到饱和时可以除去的水分；B点以下的水分为结合水分。如图所示，物料的结合水分为0.24kg/kg，则非结合水分=X－结合水分=0.30－0.24=0.06kg水/kg绝干料。化工单元操作技术干燥过程的平衡关系解：由题可知某物质总水分为。当空气的相对湿度φ=50%时，平衡水分为，则自由水分=。当空气的相对湿度φ=100%时，平衡水分为，即可知结合水分为，它是当空气达到饱和时不能除去的水分；则物料的非结合水分=