復(fù)旦大學(xué)化工原理第七章干燥

1、第七章第七章 干燥干燥第一節(jié)第一節(jié) 概述概述一一. 固體物料的去濕方法固體物料的去濕方法機(jī)械去濕機(jī)械去濕 過(guò)濾、離心分離等；過(guò)濾、離心分離等；吸附去濕吸附去濕 利用物料表面的蒸汽壓不同，實(shí)現(xiàn)水分的轉(zhuǎn)移；利用物料表面的蒸汽壓不同，實(shí)現(xiàn)水分的轉(zhuǎn)移；供熱干燥供熱干燥 同時(shí)伴有傳熱和傳質(zhì)。同時(shí)伴有傳熱和傳質(zhì)。二二. . 干燥過(guò)程及分類干燥過(guò)程及分類 干燥操作是采用某種方式將熱量傳給含水物料，使含水干燥操作是采用某種方式將熱量傳給含水物料，使含水物料中水分蒸發(fā)分離的一種單元操作。物料中水分蒸發(fā)分離的一種單元操作。 干燥操作按不同的操作條件，可分為：干燥操作按不同的操作條件，可分為：按操作壓力按操作壓力

2、干燥可分為常壓干燥和真空干燥；干燥可分為常壓干燥和真空干燥；按操作方式按操作方式 干燥可分為連續(xù)干燥和間歇干燥；干燥可分為連續(xù)干燥和間歇干燥；按傳熱方式按傳熱方式 干燥可分為：傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干干燥可分為：傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干 燥、介電加熱干燥。燥、介電加熱干燥。三三. 對(duì)流干燥過(guò)程對(duì)流干燥過(guò)程 對(duì)流干燥過(guò)程進(jìn)行的條件：熱空氣的溫度要高于物料的溫對(duì)流干燥過(guò)程進(jìn)行的條件：熱空氣的溫度要高于物料的溫度，以提供水蒸發(fā)所需的熱量。熱空氣中的水汽分壓要小于物度，以提供水蒸發(fā)所需的熱量。熱空氣中的水汽分壓要小于物料表面的蒸汽壓，以便水的蒸發(fā)。料表面的蒸汽壓，以便水的蒸發(fā)。第二節(jié)第二節(jié) 物料的

3、平衡含水量與干燥速率物料的平衡含水量與干燥速率一一. 固體物料的干燥曲線固體物料的干燥曲線1. 對(duì)流干燥過(guò)程的實(shí)驗(yàn)曲線對(duì)流干燥過(guò)程的實(shí)驗(yàn)曲線 在一定的干燥條件（即空氣在一定的干燥條件（即空氣的溫度、濕度、流速等恒定）下，的溫度、濕度、流速等恒定）下，所得實(shí)驗(yàn)曲線如圖所示。所得實(shí)驗(yàn)曲線如圖所示。2. 對(duì)流干燥過(guò)程的三個(gè)階段對(duì)流干燥過(guò)程的三個(gè)階段預(yù)熱階段預(yù)熱階段 AB 段；段；恒速干燥階段恒速干燥階段 BC段；段；降速干燥階段降速干燥階段 CD段。段。二二. 物料的平衡含水量曲線物料的平衡含水量曲線1. 物料的平衡含水量曲線物料的平衡含水量曲線 若保持其他條件不變，僅若保持其他條件不變，僅改變空氣

4、的相對(duì)濕度，作一系改變空氣的相對(duì)濕度，作一系列的干燥實(shí)驗(yàn)曲線，可得如圖列的干燥實(shí)驗(yàn)曲線，可得如圖所示的平衡含水量曲線。所示的平衡含水量曲線。2. 自由水分與平衡水分自由水分與平衡水分 物料中的水分在干燥過(guò)程中物料中的水分在干燥過(guò)程中能被除去的那一部分水，稱為自能被除去的那一部分水，稱為自由水分；留在物料中的那一部分由水分；留在物料中的那一部分水，稱為平衡水分。水，稱為平衡水分。其比例由干燥介質(zhì)的性質(zhì)和干燥條件決定。其比例由干燥介質(zhì)的性質(zhì)和干燥條件決定。3. 結(jié)合水分與非結(jié)合水分結(jié)合水分與非結(jié)合水分 籍化學(xué)力或物理化學(xué)力與固體相結(jié)合的水，統(tǒng)稱為結(jié)合水。籍化學(xué)力或物理化學(xué)力與固體相結(jié)合的水，統(tǒng)稱為

5、結(jié)合水。其表現(xiàn)為：物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。其表現(xiàn)為：物料表面的蒸汽壓低于同溫度下水的飽和蒸汽壓。 機(jī)械地附著于固體表面或顆粒堆積層中的水，稱為非結(jié)合機(jī)械地附著于固體表面或顆粒堆積層中的水，稱為非結(jié)合水。其表現(xiàn)為：物料表面的蒸汽壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓水。其表現(xiàn)為：物料表面的蒸汽壓與同溫度下水的飽和蒸汽壓相同。相同。 結(jié)合水分與非結(jié)合水分，由物料本身的性質(zhì)決定；與干燥結(jié)合水分與非結(jié)合水分，由物料本身的性質(zhì)決定；與干燥介質(zhì)的性質(zhì)和干燥條件無(wú)關(guān)。介質(zhì)的性質(zhì)和干燥條件無(wú)關(guān)。三三. 恒定干燥條件下的干燥速率恒定干燥條件下的干燥速率1. 干燥速率曲線干燥速率曲線 在一定的干燥條件下，

6、在一定的干燥條件下，由干燥實(shí)驗(yàn)曲線經(jīng)過(guò)處理，由干燥實(shí)驗(yàn)曲線經(jīng)過(guò)處理，可得如圖所示的干燥速率可得如圖所示的干燥速率曲線。曲線。 從干燥速率曲線上，可得物料的臨界含水量；恒速干燥從干燥速率曲線上，可得物料的臨界含水量；恒速干燥階段的干燥速率和降速階段的干燥速率。階段的干燥速率和降速階段的干燥速率。2. 干燥條件的選擇干燥條件的選擇表面汽化控制表面汽化控制 對(duì)于一些表面汽化控制的物料（如紙、皮革等），其干對(duì)于一些表面汽化控制的物料（如紙、皮革等），其干燥速率可適當(dāng)?shù)丶涌臁＜矗禾岣吒稍锝橘|(zhì)的溫度、降低干燥燥速率可適當(dāng)?shù)丶涌?。即：提高干燥介質(zhì)的溫度、降低干燥介質(zhì)的相對(duì)濕度、增加干燥介質(zhì)的流速等。介質(zhì)的相

7、對(duì)濕度、增加干燥介質(zhì)的流速等。內(nèi)部擴(kuò)散控制內(nèi)部擴(kuò)散控制 對(duì)于一些內(nèi)部擴(kuò)散控制的物料（如木材、膠質(zhì)材料等），對(duì)于一些內(nèi)部擴(kuò)散控制的物料（如木材、膠質(zhì)材料等），其干燥速率不可過(guò)大；需適當(dāng)降低干燥速率。其干燥速率不可過(guò)大；需適當(dāng)降低干燥速率。第三節(jié)第三節(jié) 干燥設(shè)備及方式干燥設(shè)備及方式一一. 廂式干燥廂式干燥 主要用于物料的間歇干燥。其特點(diǎn)是：處理量低、干燥操主要用于物料的間歇干燥。其特點(diǎn)是：處理量低、干燥操作的時(shí)間較長(zhǎng)；但物料的平衡含水量較低，物料的保形較好。作的時(shí)間較長(zhǎng)；但物料的平衡含水量較低，物料的保形較好。二二. 氣流干燥氣流干燥 主要用于小顆粒物料的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、主要用于小顆

8、粒物料的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、干燥操作的時(shí)間短，對(duì)于結(jié)合水含量較大的物料，其水分的干燥操作的時(shí)間短，對(duì)于結(jié)合水含量較大的物料，其水分的去除率較低。去除率較低。三三. 流化干燥流化干燥 主要用于顆粒物料的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、干主要用于顆粒物料的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、干燥時(shí)間可比氣流干燥長(zhǎng)；但物料的水分去除率不均勻。燥時(shí)間可比氣流干燥長(zhǎng)；但物料的水分去除率不均勻。四四. 噴霧干燥噴霧干燥 主要用于乳液的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、固體物主要用于乳液的連續(xù)干燥。其特點(diǎn)是：處理量大、固體物料不易結(jié)塊；但設(shè)備費(fèi)用昂貴、操作費(fèi)用大。料不易結(jié)塊；但設(shè)備費(fèi)用昂貴、操作費(fèi)用大。五五. 轉(zhuǎn)筒干燥器轉(zhuǎn)筒干燥