流化床干燥ppt课件

如果流体介质静止或者上升流速u1 ， u1<ut
up 0,即颗粒绝对速度方向向下，沉落而堆积在一起。
随着上升流体流量的增大，u1增大，当达到u1=ut时，颗粒的表观 速度up=0 。 当u1 稍微大于ut时，颗粒便会上升，发生由固定床 向流化床的转化。
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保持固定床状态的最大空床气速 umax 床层形态由固定床向流化床转换的临界条件：
输送阶段。此时的流体表观速度u称
为带出速度。在带出状态下床截面上
的空隙率即认为是1.0 ，此时u=u1 。 显然，带出速度u数值上等于ut 。据 此原理，可以实现固体颗粒的气力输
送或液力输送。
流化床的操作范围： umf~ut
流体
很显然，如果将流体的流量（流速）逐渐减小，则将由流化床 转化为固定床。
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理想流化床的特点:
1、有明显的临界流态化点和临 界流态化速度; 2、流态化床层的压降为一常数
3、有平稳的流态化界面; 4、流态化床层的空隙率在任何流速下,都具有一个代表 性的均匀值,不因床层内的位置而变化。
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实际流化床的特点:
请同学们总结出实际流化床的特点？？？？ 临界流态化速度
固定床与流化床分界点所对应的流体表观流速。
二、悬浮颗粒的阻力系数
三、Reh气-固两相接触操作图
1、颗粒的阻力与颗粒的有效重力比值范围示意图 m<1，固定床/移动床 m=1，流化床 m>1，气流床/气力输送
2、Reh气固两相操作图
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回顾与总结
1. 固定床
流速较低时，颗粒静止不动，流体只在颗粒之间的缝隙中通过 料层高度不变 实际流速线形增长 通风阻力随风速的平方关系增大
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流化床的操作范围

单滚筒干燥器 钢制中空滚筒缓慢旋转，转速为4~10转/分。加热蒸汽在筒内加热并冷凝，冷凝液由虹吸管吸出。滚筒 在浆料上方旋转过程中，厚度约0.3~5mm的浆料分布于筒上汽化、干燥，旋转一周后将干料刮下。 传导型干燥机的热能供给主要靠导热，要求被干燥物料与加热面间应有尽可能紧密的接触。故传导干 燥机较适用于溶液、悬浮液和膏糊状固-液混合物的干燥。 主要优点：首先在于热能利用的经济性，因这种干燥机不需要加热大量的空气，热能单位耗用量远较 热风干燥机为少；其次传导干燥可在真空下进行，特别适用于易氧化食品的干燥。
压缩气体干燥器——固体干燥剂（硅胶和分子筛）干燥压缩气体中的水分 分子筛再生时冷吹的作用：分子筛一般都是一个吸附 另一个再生。由于分子筛的工作原理知道在温度低时 利于吸附，在温度高时利于再生。所以分子筛一般都 是在低温时工作，再生时高温。所以当加热再生结束 时，分子筛要有一定的时间用温度低的气体来冷却， 这就是冷吹。冷吹的作用就是使再生的分子筛温度降 低到与另个工作的分子筛一致，然后切换过来。这样 系统比较稳定不会产生波动。
三、 气流干燥器
其结构如图所示。它是利用高速流动的热空气，使物料悬浮于空气中，在气力输送状态下完成干燥过程。 操作时，热空气由风机送入气流管下部，以20—40m／s的速度向上流动，湿物料由加热器加入，悬浮在高 速气流中，并与热空气一起向上流动，由于物料与空气的接触非常充分，且两者都处于运动状态，因此， 气固之间的传热和传质系数都很大，使物料中的水分很快被除去。被干燥后的物料和废气一起进入气流管 出口处的旋风分离器，废气由分离器的升气管上部排出，干燥产品则由分离器的下部引出。 气流干燥器是一种干燥速率很高的干燥器，具有结构简单、造价低、占地面积小、干燥时间短(通常不超过 5～los)、操作稳定、便于实现自动化控制等优点。由于干燥速率快，干燥时间短，对某些热敏性物料在较 高温度下干燥也不会变质。其缺点是气流阻力大，动力消耗多，设备太高(气流管通常在l~m以上)，产品易 磨碎，旋风分离器负荷大。气流干燥器广泛用于化肥、塑料、制药、食品和染料等工业部门，干燥粒径在 lOmm以下含肥结合水分较多的物料。

烟囱 除尘器
二次风
尾部 受热面
引风机
密相区
一次风室
U型阀返料装置 一次风
一次风机 一次风
二次风机 二次风
典型的CFB锅、循环流化床锅炉
二、循环流化床运行中的重要参数
一、燃烧份额
燃烧份额：燃烧份额定义为每一区间燃烧量占总燃 烧量的比例,它的分布是循环流化床锅炉设计和运行 的一个重要环节。 燃烧份额在CFB锅炉运行过程中是一个极为重要的 概念。它的分布直接和循环流化床锅炉燃烧室内流动、 燃烧和传热相关联。实际上，锅炉的调整优化运行时 刻离不开燃烧份额的概念，也就是说，燃烧份额的调 整才是CFB锅炉良好运行的核心问题。
2. 煤 的 热 值 为 4180kJ/kg 时 ， 停留时间6.2min，而煤的热 值为25080kJ/kg时，停留时 间为29.76min。时间相差 5 倍。
所以，为了延长烧低热值煤时 煤粒子在燃烧室下部浓相床内 的停留时间，使之与它们的燃 尽时间相匹配，可采取运行过 程中，在维持合理燃烧温度条 件下，适当提高运行料层厚度
从式中可以看出：对十燥无灰基挥发分高的煤，≤1mm粒径煤的份额可 以小些；相反，对于干燥无灰基挥发分低的煤，≤1mm粒径煤的份额要求大些。
(二) 考虑挥发分我国对燃煤粒度分布的要求 Vdaf + A = 60％ ~ 75 %
比较国内和国外，我国入炉煤中粒径小于等于1mm煤粒所占的百分数比欧 美的小。也就是说，在燃烧室内流化速度相同的情况下，我国循环流化床锅炉的 飞灰循环倍率比欧美国家的低。
二、循环流化床运行中几个重要参数
三、煤的筛分特性
2. 燃煤粒径变化对CFB锅炉运行的影响
(五) 加强燃煤制备设备的选择和管理
对燃煤粒度分布的具体

流化床干燥器
利用热空气或热气体使固体颗粒在 流化床内沸腾流动，固体颗粒与热 气体充分接触，完成干燥过程。
真空干燥器
在真空条件下，利用热辐射或微波 等方式加热物料，使物料中的水分 或其他溶剂汽化，达到干燥目的。
干燥器的选择与使用
01
根据物料的性质选择合 适的干燥器类型，如物 料的湿度、粘度、腐蚀 性等。
扩散方程
描述湿气扩散过程的数学方程为Fick第一定律，即单位时间内通过垂直于扩散 方向的单位面积的湿气流量与该处的浓度梯度成正比。
热传导原理
导热系数
导热系数是描述物质导热能力的物理量，其大小取决于物质 的性质、温度和湿度等条件。在干燥过程中，导热系数是影 响干燥速率的重要因素之一。
导热方程
描述热传导过程的数学方程为 Fourier 定律，即单位时间内 通过垂直于导热方向的单位面积的热量与该处的温度梯度成 正比。
《干燥基础知识》ppt 课件
目录
Contents
• 干燥技术简介 • 干燥原理 • 干燥设备 • 干燥工艺 • 干燥技术应用案例 • 干燥技术发展前景与挑战
01 干燥技术简介
干燥技术的定义
01
干燥技术是指通过物理或化学手 段，将湿物料中的水分或其他溶 剂去除，使其达到一定湿度的过 程。
02
干燥技术的目的是使物料便于储 存、运输和使用，同时提高其品 质和利用率。
02
根据生产能力和产量要 求选择合适的干燥器规 格和型号。
03
根据操作条件和环境要 求选择合适的干燥器操 作方式和控制系统。
04
注意干燥器的维护和保 养，定期检查和清洗， 确保设备正常运行和使 用寿命。
04 干燥工艺
干燥工艺流程

了时湿物料的质量 [kg]
六、实验数据处理
横坐标
均含水量。
x
为相应于某干燥速率下的物料的平
x i x i 1 Gs ( i ) Gs ( i 1) x 1 2 2GC
以
u 为纵坐标，某干燥速率下的湿物料的平
x 为横坐标，即可绘出干燥速率曲线。
均含水量
九、实验数据处理
dw u Ad
(kg/m2· s)
式中：
u
—— 干燥速率，kg/（m2· s）；
A ——干燥表面 (m2) ；
d —— 相应的干燥时间 (s)；
dw ——汽化的水分量，kg。
dw GCdx
GC dx GC x dw u Ad Ad A
式中： GC —— 湿物料中绝干物料的质量，kg；
六、注意事项
必须先开风机，后开加热器，否则加热管可能 会被烧坏。
七、实验报告
1. 绘制干燥曲线（失水量~时间关系曲线）； 2. 根据干燥曲线作干燥速率曲线；
3. 读取物料的临界湿含量；
4. 绘制床层温度随时间变化的关系曲线；
5. 对实验结果进行分析讨论。
八、思考题
1. 什么是恒定干燥条件？本实验装置中采用了哪些措施来保持干燥 过程在恒定干燥条件下进行？ 2. 控制恒速干燥阶段速率的因素是什么？控制降速干燥阶段干燥速 率的因素又是什么？ 3. 为什么要先启动风机，再启动加热器？实验过程中床层温度是如 何变化？为什么？如何判断实验已经结束？ 4. 若加大热空气流量，干燥速率曲线有何变化？恒速干燥速率、临 界湿含量又如何变化？为什么？
三、实验原理
图1 干燥曲线
图2 干燥速率曲线
干燥速率曲线只能通过实验测得，因为干燥速率不 仅取决于空气的性质和操作条件，而且还受物料性质、 结构及所含水分性质的影响。

固相区 液相区 C
D
O
A
气相区
T
水的平衡相图(p－T图)
OC 线是水蒸气与水两相平衡共存曲线，又称为“蒸发曲线”；它表示气－液
平衡时，温度与蒸气压的对应关系。
OB 线是冰与水两相平衡共存曲线，又称为“熔化曲线”；表示固－液平衡时， 温度与蒸气压的对应关系。
OC 线能向下延伸为虚线OD曲线，是过冷水与水蒸气平衡共存曲线；这种状态 是一种不稳定的状态，称为“亚稳状态”。
• 辐射干燥：热能以电磁波的形式由辐射器发射至湿物料表面 ，被湿物料吸收后再转变为热能将湿物料中湿分汽化并除去 。
干燥过程的机理
干燥过程
热空 气流 过湿 物料 表面
热量 传递 到湿 物料 表面
传热过程
湿物 料表 面水 分汽 化并 被带
走
传质过程
表面 与内 部出 现水 分浓 度差
内部 水分 扩散 到表
B
温度和压力的对应关系绘制成图，就得到水的平
衡相图(p－T图)。
C
D
O
A T
水的平衡相图(p－T图)
⑴三相点 相图中的 O点是水蒸气、水、冰三相平衡
共存的点，称为“三相点”，常称为水的“冰
p B
点”。
⑵连线 OA 线是冰与水蒸气两相平衡共存曲线，
又称为“升华曲线”；它表示固－气平衡时， 温度与蒸气压的对应关系。
8.喷雾干燥机调节方便，可以在较大范围内改变操作条件以控 制产品的质量指标，如粒度分布、湿含量、 生物活性、溶解
性、色、香、味等。
缺点
1.设备较复杂，占地面积大，一次投资大。 2.雾化器，粉末回收装置价格较高。 3.需要空气量多，增加鼓风机的电能消耗与回收装置的容量。 4.热效率不高，热消耗大。

3、防止叶轮粘附措施
2021/5/16
(七)涡旋气封阀
1 工作原理
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2 系统图
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(八)粉尘分离装置 1 袋滤器 (1) 工作原理及特点 (2)组成方形的袋滤器
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2 旋风分离器 (1)工作原理 (2)结构
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①导板及空气分散器调节 ②热风盘本身的结构 ③ 冷却风圈结构
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④ 锥形支座结构
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⑤ 空气分散器结构
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（五）电锤和空气震荡器
1 、电锤
2 、空气震荡器
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(六)鼓形阀
1、特点 2、型式与结构
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1、特点 （1）最大限度地保存食品的色、香、味。 （2）对热敏性物质特别适合，可以使热敏性的 物料干燥后保留热敏成分；能保存食品中的各级 营养成分，尤其对维生素C，能保存90％以上。 （3）在真空和低温下操作，微生物的生长和酶 作用受到抑制。
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（4）脱水彻底，干制品重量轻，体积小， 贮藏时占地面积少，运输方便；
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（三）升华干燥设备结构
主要由制冷系统、真空系统、加热系 统、干燥系统、控制系统和消毒系统 等组成。
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1、冷冻干燥室
隔板的结构根据冷却和加热的方式分为： 间冷间热式、直冷直热式、间冷直热式、
直冷间热式等
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2 箱式干燥机
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使用二次气化剂的目的是为了提高煤的气 化效率和煤气质量
常压温克勒气化炉优点
优点：
温克勒气化工艺单炉的生产能力较大、 煤气中无焦油，污染小。
由于气化的是细颗粒的粉煤，因而可 以充分利用机械化采煤得到的细粒度 煤。
由于煤的干馏和气化是在相同温度下 进行的，相对于移动床的干馏区来讲， 其干馏温度高得多，所以煤气中几乎 不含有焦油，酚和甲烷的含量也很少，
① 对床层膨胀度的影响： 当气流的质量流量不变时，随着压力的提高，床
层膨胀度急剧下降。 为使膨胀度达到保证正常流化所需的值，则需提
高气体的线速度，即增加鼓风量（生产能力增加）。 当负荷、粒度组成、膨胀度均相同的条件下，加
压下流化床可得到较均匀的床层，气泡含量很少， 颗粒的往复运动均匀，并具有相当明显的上部界限。 所以，加压流化床的工作状态比常压下稳定。
（2)压力的影响
采用加压流化床气化可改善流化质量，消除一 系列常压流化床所存在的缺陷。
采用加压，增加了反应器中反应气体的浓度， 在相同流量下减小，气流速度，增加了气体与原 料颗粒间的接触时间。在提高生产能力的同时， 可减少原料的带出损失。
在同样生产能力下，可减小气化炉和系统中各 设备的尺寸。
压力的影响
常压温克勒气化法的工艺缺点，主要是由于操作 温度和压力偏低造成的。为克服上述缺点，需提 高操作温度和压力
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统
1、基本原理
（1)温度的影响 已知提高气化反应温度有利于二氧化碳还原和水
煤加氢气化炉
篮球比赛是根据运动队在规定的比赛 时间里 得分多 少来决 定胜负 的，因 此，篮 球比赛 的计时 计分系 统是一 种得分 类型的 系统

V nRT P
V T P0 V0 P T0
V T P0 n22.4 273 P
干燥
湿空气的性质*
3．比热容（湿比热）cH
比热容是指常压下，含1kg绝干气的湿空气之温度升高（或降低）1℃所吸 收（或放出）的热量，cH。
cHcgcvH
1.011.88H
[kJ/(kg干气℃)]
cHf H
cg干空气的比热，kJ/(kg·℃) 1.01kJ/(kg·℃)
将湿球温度计置于温度为ｔ、湿度为Ｈ的流
动不饱和空气中，湿纱布中的水分汽化，并向 空气主流中扩散；同时汽化吸热使湿纱布中的 水温下降，与空气间出现温差，引起空气向水 分传热。
湿球温度tw：当空气传给水分的显热恰好等 于水分汽化所需的潜热时，空气与湿纱布间的 热质传递达到平衡，湿球温度计上的温度维持 恒定。此时湿球温度计所测得的温度称为湿空 气的湿球温度。
一干燥器的主要型式677喷雾干燥器一干燥器的主要型式喷雾器结构68一干燥器的主要型式8滚筒干燥器双滚筒干燥器69一干燥器的主要型式真空耙式干燥器冷冻干燥器7055干燥器二干燥器的选型主要干燥器的选择表湿物料的状态物料的实例处理量适用的干燥器液体或泥浆状洗涤剂树脂溶液盐溶液牛奶等大批量喷雾干煤器小批量滚筒干燥器泥糊状染料颜料硅胶淀粉粘土碳酸钙等的滤饼或沉大批量气流干燥器带式干燥器小批量真空转筒干燥器粉粒状00120m聚氯乙烯等合成树脂合成肥料磷肥活性炭石膏钛铁矿谷物大批量气流干燥器转筒干燥器流化床干燥器小批量转筒干燥器厢式干燥器块状20100m煤焦碳矿石等大批量转筒干燥器小批量厢式干燥器片状烟叶薯片大批量带式干燥器转筒干燥器小批量穿流厢式干燥器小批量高频干燥器短纤维酯酸纤维硝酸纤维大批量带式干燥器小批量穿流厢式干燥器一定大小的物料或制品陶瓷器胶合板皮革等大批量隧道干燥器71对流传导辐射气流喷雾流化床干燥实验干燥曲线x干燥章小结湿空气性质及湿焓图性质湿度h0622干球温度t湿球温度t10118810118824902490188干燥过程物料的平衡关系与速率关系结合水分与非结合水分平衡水分x与自由水分恒定干燥条件下的干燥速率恒定干燥条件下的干燥时间等i过程干燥速率udwgdxsdsd干燥速率曲线ux临界含水量x干燥方法干燥器对流式