化工原理第八章第二节讲稿解析
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第八章固体干燥第一节概述§8.1.1、固体去湿方法和干燥过程在化学工业,制药工业,轻工,食品工业等有关工业中,常常需要从湿固体物料中除去湿分(水或其他液体),这种操作称为”去湿”.例如:药物,食品中去湿,以防失效变质,中药冲剂,片剂,糖,咖啡等去湿(干燥) 塑料颗粒若含水超过规定,则在以后的注塑加工中会产生气泡,影响产品的品质. 其他如木材的干燥,纸的干燥.一、物料的去湿方法1、机械去湿:压榨,过滤或离心分离的方法去除湿分,能耗底,但湿分的除去不完全。
2、吸附去湿:用某种平衡水汽分压很低的干燥剂(如CaCl2,硅胶,沸石吸附剂等)与湿物料并存,使物料中水分相续经气相转入到干燥剂内。
如实验室中干燥剂中保有干物料;能耗几乎为零,且能达到较为完全的去湿程度,但干燥剂的成本高,干燥速率慢。
3、供热干燥:向物料供热以汽化其中的水分,并将产生的蒸汽排走。
干燥过程的实质是被除去的湿分从固相转移到气相中,固相为被干燥的物料,气相为干燥介质。
工业干燥操作多半是用热空气或其他高温气体作干燥介质(如过热蒸汽,烟道气)能量消耗大,所以工业生产中湿物料若含水较多则可先采用机械去湿,然后在进行供热干燥来制得合格的干品。
二、干燥操作的分类1、按操作压强来分:1)、常压干燥:多数物料的干燥采用常压干燥2)、真空干燥:适用于处理热敏性,易氯化或要求产品含湿量很低的物料2、按操作方式来分:1)、连续式:湿物料从干燥设备中连续投入,干品连续排出特点:生产能力大,产品质量均匀,热效率高和劳动条件好。
2)、间歇式:湿物料分批加入干燥设备中,干燥完毕后卸下干品再加料如烘房,适用于小批量,多品种或要求干燥时间较长的物料的干燥。
3、按供热方式来分:1)、对流干燥:使干燥介质直接与湿物料接触,介质在掠过物料表面时向物料供热,传热方式属于对流,产生的蒸汽由干燥介质带走。
如气流干燥器,流化床,喷雾干燥器。
2)、传导干燥:热能通过传热壁面以传导方式加热物料,产生的蒸汽被干燥介质带走,或是用真空泵排走(真空干燥),如烘房,滚筒干燥器。
第八章传质过程导论第一节概述8-1 物质传递过程(传质过程)传质过程• 相内传质过程• 相际传质过程相内传质过程:物质在一个物相内部从浓度(化学位)高的地方向浓度(化学位)高的地方转移的过程。
实例:煤气、氨气在空气中的扩散,食盐在水中的溶解等等。
相际传质过程:物质由一个相向另一个相转移的过程。
相际传质过程是分离均相混合物必须经历的过程,其作为化工单元操作在工业生产中广泛应用,如蒸馏、吸收、萃取等等。
几种典型的相际传质过程●吸收:物质由气相向液相转移,如图8-1所示A图8-1 吸收传质过程●蒸馏:不同物质在汽液两相间的相互转移,如图8-2所示。
相界面AB图8-2 蒸馏传质过程●萃取,包括液-液萃取和液-固萃取液-液萃取:物质从一个相向另一个相转移。
例如用四氯化碳从水溶液中萃取碘。
液-固萃取:物质从固相向液相转移。
●干燥:液体(通常为水)由固相向气相转移其它相际传质过程:如结晶、吸附、气体的增湿、减湿等等。
传质过程与动量传递、热量传递过程比较有相似之处,但比后二者复杂。
例如与传热过程比较,主要差别为: (1)平衡差别传热过程的推动力为两物体(或流体)的温度差,平衡时两物体的温度相等;传质过程的推动力为两相的浓度差,平衡时两相的浓度不相等。
例如1atm,20ºC 下用水吸收空气中的氨,平衡时液相的浓度为0.582 kmol/m3 ,气相的浓度为3.28×10 - 4kmol/m3 ,两者相差5个数量级。
(2)推动力差别传热推动力为温度差,单位为ºC ,推动力的数值和单位单一;而传质过程推动力浓度有多种表示方法无(例如可用气相分压、摩尔浓度、摩尔分数等等表示),不同的表示方法推动力的数值和单位均不相同。
8-2浓度及相组成的表示方法1. 质量分数和摩尔分数● 质量分数:用w 表示。
以A 、B 二组分混合物为例,有w A = (8-1)● 质量分数:用x 或y 表示。
以A 、B 二组分混合物为例,有x A = (8-2)2. 质量比与摩尔比 ● 质量比:混合物中一个组分的质量对另一个组分的质量之比,用w 表示。
《化工原理》第八章知识要点姓名 学号1、干燥是利用热能除去固体物料中 的单元操作。
这种操作是采用某种方式将热量传给湿物料,此热量作为 使湿物料中湿分气化而被分离,从而获得含湿分较少的固体干物料。
2、干燥操作可按不同的方法分类:按操作压力的不同分为 和 ,按热能传给湿物料的方式分为 、 、 、 。
按操作的方式分为 、 。
3、干燥过程是一个 和 的过程。
干燥速率同时由 和 决定。
4、干燥进行的必要条件是 。
5、掌握湿空气的十个性质及单位。
6、相对湿度百分数用ϕ表示,即ϕ= ,反映湿空气 的能力。
当ϕ=100%时,表明湿空气中水蒸气含量已达 ,真实水蒸气分压等于同温度下水的 。
ϕ值越低,则距离饱和程度越远,表明该湿空气的吸收水汽的能力 。
若ϕ= ,则表示空气中水蒸气的分压为零,即为绝干空气。
7、写出湿基含量和干基含量的互换式=X 、=w 。
8、单位质量的绝干空气和其所带有的 称为湿空气的湿容积。
V H = 。
从公式看出,湿空气的湿溶积系随湿度和温度的增加而 。
9、常压下,将1kg 绝干空气和其所带有的 的温度升高1度所需的总热量,称为湿空气的比热。
公式C H=。
10、湿球温度为湿空气的和的函数。
因此湿球温度是表明的一个参数。
11、绝热饱和温度t as是空气初始状态下和的函数,它是湿空气在等焓的情况下,达到饱和时的温度。
12、T-H图中的线群有、、、、、、、。
13、ф=100%的曲线称为,这时空气完全被水蒸气所饱和。
饱和空气线的左上方为,这时湿空气成雾状,故称为,不能用来干燥物料。
饱和空气线的右下方是,这时的空气可以用来干燥物料。
14、干燥过程中绝对干料的衡算式为,干燥器的总物料衡算式为,水分的物料衡算式为。
15、干燥中蒸发所需的干空气量为,单位空气消耗量H越大,则空气消耗量越。
即干燥过程中空气消为。
空气的耗量L在夏季要比冬季为。
16、物料表面所产生的水蒸气压力与空气中的水蒸气分压时,此时物料的含水量称为该空气状态下的平衡水分。