1、第8章 干燥,重点掌握：（1）干燥过程的物料衡算和热量衡算；（2）恒速干燥时间的计算。 掌 握：（1）干燥的概念、分类；（2）对流干燥及等焓干燥的条件；（3）平衡水分和自由水分；结合水分和非结合水分的划分；（4）干燥曲线,从C1分离器出口的烟气温度约为340-350，气体风压约为：真空度0.7个大气压（即0.07MPa）, 进入发电锅炉后烟气温度降为约200,上述烟气随后进入原料磨，加热干燥原料后除尘排放，排放烟气温度约90。单线生产线能力为生料进料约8150T/d,生料含水量约0.2%。烟气流量约为：1#线26万m3/h、2#线22万m3/h 。,窑头余风温度约为360-400，分为二路：第
2、一路：进入煤磨，加热干燥煤后除尘排放，排放烟气温度约60。第二路：进入发电锅炉，经省煤器后烟气温度约90，再电除尘排放。该路烟气是余风的主要，约为18-20万m3/h。,8.1概述,一、固体去湿方法,1、何为去湿？ 从物料中脱除湿分的过程称为去湿。 湿分：不一定是水分！ 2、去湿方法 机械去湿法 ：挤压（拧衣服、过滤） 物理化学去湿法：浓硫酸吸收, 分子筛吸附, 膜法脱湿；利用化学反应脱除湿分（CaO） 热能去湿法（干燥法）：加热,二、干燥过程的分类,1、传导干燥 热能通过传热壁面以传导的方式传给湿物料。被干燥的物料与加热介质不直接接触，属间接干燥。 优点：热能利用较多 ；缺点：与传热壁面接触
3、的物料易局部过热而变质，受热不均匀。 2、对流干燥 热能以对流给热的方式由热干燥介质（通常热空气）传给湿物料，使物料中的水分汽化。物料内部的水分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干燥介质主体，再由介质带走的干燥过程称为对流干燥。 优点：受热均匀，所得产品的含水量均匀。缺点：热利用率低。,3、辐射干燥热能以电磁波的形式由辐射器发射到湿物料表面，被物料吸收转化为热能，而将水分加热汽化。 优点：生产能力强，干燥产物均匀 缺点：能耗大 4、介电加热干燥将需干燥的物料置于交频电场内，利用高频电场的交变作用将湿物料加热，水分汽化，物料被干燥。 优点：干燥时间短，干燥产品均匀而洁净。
4、 缺点：费用大。,三、对流干燥过程的传热与传质,对流干燥中，传热和传质同时发生 1、传热过程,干燥介质,湿物料表面,湿物料内部,2、传质过程,湿物料内部,湿物料表面,干燥介质,干燥介质：载热体、载湿体 干燥过程：物料的去湿过程介质的降温增湿过程,8.2 湿空气的性质及湿度图,1、湿空气中水气分压,2、湿度H,湿空气中水气的质量与绝干空气的质量之比 ，又称湿含量。,对于水蒸气空气系统：,一、湿空气的性质,当湿空气中水汽分压pv等于该空气温度下的饱和蒸汽压ps时，其湿度称为饱和湿度，用Hs表示。,在总压p一定的条件下，湿空气中水蒸气分压pv与同温度下的饱和蒸汽压ps之比。,3、相对湿度,相对湿度代
5、表湿空气的不饱和程度， 愈低，表明该空气偏离饱和程度越远，干燥能力越大。 ，湿空气达到饱和，不能作为干燥介质。,在总压一定时,3、湿比体积,单位质量干空气的体积和所带水蒸汽的体积之和称为湿比体积，亦称湿比容。,4、比热,常压下，将湿空气1Kg绝干空气及相应水汽的温度升高（或降低）1所需要（或放出）的热量，称为湿比热。,6、湿空气的焓,湿空气中1 kg干空气的焓和所带水气的焓之和，或称湿空气的 热含量，单位 kJ/kg干空气。,7、露点,将不饱和空气等湿冷却到饱和状态时的温度 ，相应的湿度称为饱和湿度。,8、干球温度t和湿球温度,1）干球温度用普通温度计测得的湿空气的真实温度 2）湿球温度湿球温
6、度计在温度为t，湿度为H的不饱和空气流中，达到平衡或稳定时所显示的温度。,9、绝热饱和温度,【例8-1】,二、湿空气的湿度图,1、I-H图的构造,P 坐标轴 五条线等湿度线 等焓线 等温线 等相对湿度线 水蒸气分压线,2、焓湿图的应用,1）由测出的参数确定湿空气的状态 a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球温度tw，确定该空气的状态点A(t,H)。 b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点A(t,H)。 c）水与空气系统中，已知t和，求原始状态点A的位置 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气的其他参数和性质,A,A,A,例：已知湿空气的干球温度t=30，相对湿度 求
7、湿空气的湿度H，露点td、tas。,A,H=0.016kg/kg干气,D,C,【例8-】,8.3 干燥过程的物料衡算和热量衡算,（1）湿基含水量,（2）干基含水量X,（3）换算关系,1、物料中含水量的表示方法,一、干燥过程中的物料衡算,2、物料衡算,（1）水分蒸发量,对水分作物料衡算,（2）干空气消耗量l,每蒸发1kg水分时，消耗的绝干空气数量l,如用H0表示湿空气预热前的温度，而空气预热前后温度不变， 即：H0=H1,qmL,（3）干燥产品流量qm2,对干燥器作绝干物料的衡算,【例8-3】,三、干燥过程的热量衡算,1、预热器的加热量计算,忽略预热器的热损失，以1s为基准，对预热器列焓衡算,单
8、位时间内预热器消耗的热量为：,2、干燥器的热量衡算,对干燥器列焓衡算，以1s为基准,单位时间内向干燥器补充的热量为：,单位时间内干燥系统消耗的总热量为：,连续干燥系统热量衡算的基本方程式,若物料温度为 ，含水量为X时，其焓值为：,三、等焓干燥过程（理想干燥过程 ）,规定： 不向干燥器中补充热量QD=0； 忽略干燥器向周围散失的热量QL=0； 物料进出干燥器的焓相等,将上述条件代入,2、非等焓干燥过程,1）操作线在过B点等焓线下方 条件： 不向干燥器补充热量QD=0； 不能忽略干燥器向周围散失的热量 QL0； 物料进出干燥器时的焓不相等,2）操作线在过点B的等焓线上方,向干燥器补充的热量大于损失
9、的热量和加热物料消耗的热量之总和,3）操作线为过B点的等温线,向干燥器补充的热量足够多，恰使干燥过程在等温下进行,【例8-4】,8.4 干燥速率和干燥时间,1、平衡水分与自由水分 1）平衡水分用某种空气无法再去除的水分。与物料的种类、温度及空气的相对湿度有关 物料中的平衡水分随温度升高而减小随湿度的增加而增加。 2）自由水分 在干燥过程中所能除去的超出平衡水分的那一部分水分。,一、物料中所含水分的性质,25某些物料的平衡含水量与空气相对湿度的关系,2、结合水分和非结合水分 结合水分：与物料之间有物理化学作用，因而产生的蒸汽压低于同温度下纯水的饱和蒸汽压。包括溶涨水分和小毛细管中的水分 。难于除
10、去 非结合水分 ：机械地附着在物料表面， 产生的蒸汽压与纯水无异。包括物料中的吸附水分和大孔隙中的水分。 容易除去。 平衡水分一定是结合水分； 自由水分包括了全部非结合水分和一部分结合水分。,二、固体物料的干燥机理 a）恒速干燥阶段干燥速度由水的表面汽化速度所控制 b）降速干燥阶段 过程速度由水分从物料内部移动到表面的速度所控制。内部扩散控制 c）临界含水量 临界水分随物料本身性质、厚度和干燥速率的不同而异，通常临界水分随恒速阶段的干燥速度和物料厚度的增加而增大。,三、恒定干燥条件下的干燥速率,1、干燥速率,干燥速率 ：单位时间内在单位干燥面积上汽化的水分量,恒定干燥条件，即干燥介质的温度、湿
11、度、流速及与物料接触的方式，在整个干燥过程中均保持恒定。,干燥曲线 ：恒定干燥条件下，物料的含水率X与时间的关系,2、干燥曲线与干燥速率曲线,ABC段表示干燥第一阶段，BC段为恒速干燥阶段，AB段为物料的预热阶段，但此段所需的时间很短，一般并入BC段内考虑 。CDE段为第二阶段，在此阶段内干燥速率随物料含水量的减小而降低，称为降速干燥阶段。两个干燥阶段之间的交点称为临界点。与该点对应的物料含水量称为临界含水XC。,四、恒定干燥条件下干燥时间的计算,1、恒速干燥阶段 设恒速干燥阶段的干燥速率为Rc，根据干燥速率定义，有：,分离变量积分,2、降速干燥阶段,不论干燥曲线如何，都可用图解积分法,当干燥
12、曲线为直线或近似直线时,【例8-6】,作业：299页 8-9、8-13,认真思考，独立完成,思考题：在一定空气状态下，用对流干燥方法干燥湿物料时，能除去的水分为 ，不能除去的水分为 。 A. 平衡水分 B. 结合水分 C. 非结合水分 D. 自由水分,思考题：湿物料的平衡水分一定是 。 A. 非结合水 B. 自由水分 C. 结合水 D. 临界水分,思考题：已知湿空气的如下两个参数，便可确定其他参数 A. H，p B. H，td C. H，t D. I，tas,思考题：同一物料，如恒速阶段的干燥速率加快，则该物料的临界含水量将 。A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 不一定,思考题： 在干燥
13、实验中，随着空气流量的提高，恒定干燥速率 ，临界含水量将 。A. 不变 B. 减少 C. 增大 D. 不一定,思考题：湿空气在预热过程中不变化的参数是 。A. 焓 B. 相对湿度 C. 湿球温度 D. 露点,思考题： 在恒定干燥条件下，用热空气干燥某物料，当干燥速率将为零时，物料中剩余的水分是 。 A.自由水分； B. 结合水； C. 非结合水； D. 平衡水分,思考题：对不饱和空气，干球温度、湿球温度及露点三者之间的关系为 ；对于饱和空气，三者之间的关系为 。 A.dw；B. =w=d；C. wd；D. 不确定,思考题：在总压为101.33kPa下，将不饱和空气由温度1降温至温度2，则该湿空气的湿度H将 ，相对湿度将 ，露点d 将 。 A. 增大 B. 减小 C. 不变 D. 不确定,思考题：将不饱和空气在总压和湿度不变的情况下进行冷却而达到饱和时的温度，称为湿空气的_。 A. 湿球温度 B. 绝热饱和温度 C. 露点,
