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固体物料的干燥PPT(化工原理)

固体物料的干燥PPT(化工原理)
新型的干燥技术如微波干燥、真空冷冻干燥等正在逐步推广应用，这些技术具有节能、高效、环保等优点，为未来的干燥技 术发展提供了新的方向。
03 干燥过程分析
干燥过程的物理变化
01
02
03
去除水分
通过蒸发或升华的方式， 将固体物料中的水分去除， 使其达到所需的干燥程度。
形态变化
随着水分的去除，固体物 料的形态会发生变化，如 从湿润状态变为干燥状态。
在真空环境中，利用低温或高温使物 料中的水分蒸发，适用于易氧化、易 分解或热敏性物料的干燥。
06
其他干燥方法
如微波干燥、冷冻干燥等。
干燥的物理化学基础
湿分的概念
湿分是指物料中所含的水分或其他溶剂，是影响干燥过程的重要因素。湿分的性质、含量和状态对干燥速率、产品质 量和能耗等都有重要影响。
湿分蒸发的原理
通过干燥可以去除物料 中的水分或其他溶剂， 获得一定组成的干制品 。
干燥后的物料体积缩小 ，重量减轻，便于运输 和贮存。
干燥可以改善物料的外 形、色泽和口感，提高 产品质量。
在许多加工过程中，如 造纸、纺织、陶瓷等， 干燥是必不可少的工艺 环节。
干燥的原理和分类
干燥原理
干燥是利用热能将物料中水分或其他溶剂蒸发 掉的过程。根据传热方式和传质推动力的不同，
其他领域的干燥应用
污泥的干燥
污泥在处理过程中需要经过干燥 处理，以降低水分含量，便于后 续的处理和利用。
废水的蒸发
废水在处理过程中需要通过蒸发 工艺，将水分从废水中分离出来 ，实现废水的净化。
05 干燥的优缺点分析
干燥的优点
高效节能
通过去除物料中的水分，提高 其含水率，使其达到所需的干 燥程度，从而减少能源消耗。

固体物料的干燥平衡

固体物料的干燥平衡
1.0 0.8 相对湿度 0.6 0.4 0.2 0 0.1 0.2 湿含量 X 0.3 氯化锌
优质纸
木材 烟叶
一般物料的湿性 都介于二者之间。
GLL
平衡曲线的应用 判断过程进行的方向 确定过程进行的极限 判断水分去除的难易程度 特别区分： 平衡水分与自由水分是依据物料 在一定干燥条件下其水分能否用 干燥方法除去而划分，既与物料 的种类有关，也与空气的状态有 关； 结合水分与非结合水分是依物料 与水分的结合方式（或物料中所 含水分去除的难易）而划分，仅 与物料的性质有关，与空气的状 态无关。
换算关系：
工业生产中，常用湿基湿含量； 干燥计算中用干基湿含量更便捷。
GLL
湿物料的比热容 将湿物料中的1kg绝干料和Xkg水温度升高（或降低）1℃ 所吸收（或释放）的热量： Cm= Cs+X Cw = Cs+4.187X
Cm: 湿物料的比热容，kJ/(kg绝干料•℃) Cs: 绝干物料的比热容，kJ/(kg绝干料•℃) Cw: 物料中所含水分的比热容，取为4.187kJ/(kg水•℃)
固体物料的干燥平衡 物料湿分的表示方法 湿物料=绝干固体+液态湿分 湿基湿含量 w：单位质量的湿物料中所含液态湿分的质量
物料所含液态湿份的质 量 W w 湿物料的质量 G W
干基湿含量X：单位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量
X 物料所含液态湿份的质 量 W 绝干物料的质量 G
X w 1 X w X 1 w
GLL
1.0 相对湿度
0.5 结合水分 0
非结合水分
Xmax
湿含量 X
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)。

《固体干燥》课件

《固体干燥》课件
人工干燥可以控制干燥温度、湿度和 时间，干燥速度快，但需要消耗能源 ，成本较高。
真空干燥
真空干燥是指在真空环境中，使固体物料中的水分蒸发并逐 渐干燥的方法。
真空干燥可以降低水的沸点，加快干燥速度，同时可以防止 物料氧化、变质等，但需要特殊的真空设备和较高的操作技 术。
微波干燥
微波干燥是指利用微波能量使固体物料中的水分迅速蒸发 并逐渐干燥的方法。
在固体干燥过程中，湿分在固体内部 的扩散是干燥过程的重要环节。扩散 速率取决于湿分在固体中的扩散系数 和浓度梯度。
相变原理
相变原理是指通过物质相变来去除湿分的原理。
在相变原理中，物质首先被加热到熔点或沸点，然后通过相变释放出所含的湿分。 常见的相变干燥剂包括氯化钙、碱石灰等。
相变原理适用于大量湿分的去除，尤其在需要快速干燥的场合。然而，相变过程需 要消耗大量能量，因此在实际应用中需综合考虑能耗和干燥效果。
05
固体干燥的影响因素
温度的影响
温度升高，干燥速率加快
随着温度的升高，分子热运动加快，水分子的扩散速度和蒸发速度都会增加，从而加快 了干燥速率。
温度对干燥平衡的影响
温度的升高可能会导致干燥平衡的湿度值发生变化，因为温度会影响物质的吸附等温线 。
湿分的影响
要点一
湿分含量越高，干燥时间越长
湿分含量越高，需要蒸发的水分越多，干燥时间就越长。
《固体干燥》课 件
目录
• 固体干燥概述 • 固体干燥原理 • 固体干燥技术 • 固体干燥设备 • 固体干燥的影响因素 • 固体干燥的优化与改进 • 固体干燥的发展趋势与展望
01
固体干燥概述
定义与特点
定义
固体干燥是指通过物理或化学方法将固体物料中的水分或其他溶剂去除，使其 达到所需的干燥状态的过程。

化工原理课件 固体干燥共136页PPT

化工原理课件 固体干燥共136页PPT
23、一切节省，归根到底都归结为时间的节省。——马克思 24、意志命运往往背道而驰，决心到最后会全部推倒。——莎士比亚
25、学习是劳动，是充满思想的劳动。——乌申斯基
谢谢！
化工原理课件 固体干燥
36、如果我们国家的法律中只有某种 神灵， 而不是 殚精竭 虑将神 灵揉进 宪法， 总体上 来说， 法律就 会更好 。—— 马克·吐 温 37、纲纪废弃之日，便是暴政兴起之 时。— —威·皮 物特
38、若是没有公众舆论的支持，法律 是丝毫 没有力 量的。 ——菲 力普斯 39、一个判例造出另一个判例，它们 迅速累 聚，进 而变成 法律。 ——朱 尼厄斯
、人类法律，事物有规律，这是不 容忽视 的。— —爱献 生
21、要知道对好事的称颂过于夸大，也会招来人们的反感轻蔑和嫉妒。——培根 22、业精于勤，荒于嬉；行成于思，毁于随。——韩愈

第6章固体干燥(1)课件(共51张PPT)《化工单元操作(第三版)》同步教学(化工版)

第6章固体干燥(1)课件(共51张PPT)《化工单元操作(第三版)》同步教学(化工版)

❖干燥是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其它 液体）的单元操作。干燥是利用热能去湿的操作， 能量消耗较多，所以工业生产中湿物料一般都采用 先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿，然后再 用干燥法去湿而制得合格的产品。
一、干燥的应用
1.对原料或中间产品进行干燥，以满足工艺要求。如 以湿矿（俗称尾砂）生产硫酸时，为满足反应要求， 要先要对尾砂进行干燥，尽可能除去其水分；再如 涤纶切片的干燥，是为了防止后期纺丝出现气泡而 影响丝的质量。
X1
w1 1 w1
两种含水量之间的换算关系为:
6.2湿空气的性质
本章以空气作干燥介质，水是湿分为讨论对象. 我们赖以呼吸、生存的空气 = 绝干空气 + 水蒸汽 通常用两个参数来表征空气中所含水分的大小：湿度 H 及相对湿度
φ
当空气中水气 p≤ps
不饱和
空气。
饱和
一、湿度（湿含量）H 一、定义：湿空气中所含水蒸汽的质量与绝干 空气质量之比。
连续干燥、间歇干燥
按操作 方式
按传热 方式
传导干燥、对流干燥、辐射干燥、 介电加热干燥及以上某些方式的联 合干燥
供热干燥的分类
四种
传导 干燥
对流 干燥
辐射干 燥
介电加热 干燥
1. 传导干燥
料浆
干物料
压料辊
蒸汽通入管及冷凝液Βιβλιοθήκη 排出管的安置位置滚筒干燥器
优点：热利用率高； 缺点：物料层各处受热不均，内侧可能因 过热而变质。
2. 对流干燥 干燥介质与物料间有相对流动，料在流动中
相互碰撞松散(破碎)传热、传质表面积。 干燥介质往往采用加热的空气，以对流传热
的方式将热传递给湿物料汽化其中的湿分，内部 湿分扩散至物料表面 ，汽化蒸汽从物料表面扩 散至干燥介质主体后被介质带走。

固体物料的干燥PPT(化工原理)

固体物料的干燥PPT(化工原理)

应用实例
介绍固体物料干燥技术在化工、食品、制药等领域的 应用实例，如活性炭的制备、食品添加剂的干燥等， 说明干燥技术在工业生产中的重要性和实际应用价值 。
05
固体物料的干燥工业应用 与发展趋势
固体物料的干燥在各行业的应用现状
农业
谷物、种子、果蔬等农 产品的干燥，确保食品
质量和延长保质期。
制药
中药材、原料药、药片 的干燥，确保药品质量
发展多种形式的干燥技术，满 足不同物料和工艺的干燥需求
。
环保要求
严格控制干燥过程中的环境污 染，实现绿色生产。
未来干燥技术的研究方向与展望
新材料在干燥技术中的应用
热泵干燥技术的研究
探索新型材料在干燥过程中的作用和应用 前景。
研究热泵干燥技术的原理和应用，提高能 源利用效率。
微波与远红外干燥技术的研究
02
干燥技术与方法
自然晾干
优点
简单易行，成本低，不需特殊设备。
缺点
干燥时间长，受天气和环境影响较大，不适用于大量物料的干燥。
热风干燥
优点
干燥效率高，适用于大量物料的干燥。
缺点
能源消耗较大，干燥过程中可能会对物料产生一定的热损伤。
红外线干燥
优点
干燥效率高，对物料损伤小，适用于敏感物料的干燥。
缺点
实验步骤
准备实验器材和物料、搭建实验装置、测量湿空气参数、 开始干燥实验、记录数据、结束实验、清理现场。
要点二
实验操作
将待干燥物料置于干燥器内，加热空气至一定温度和湿度 ，通过湿空气与物料的热湿交换，使物料中的水分蒸发并 随空气排出。操作过程中需注意控制干燥温度、湿度和空 气流量等参数。
实验结果与数据分析

固体物料的干燥PPT(化工原理

H m3绝k干 g绝气干m＋ 3气 水汽mk3g绝 绝干 干气 气 kmg绝 3水干汽气
mk3g绝 绝干 干气 气 kmg绝 3水干汽气 kk gg水 水汽 汽
H g HV
常压下
g2 2.4 2 92 27 7 t 3 2 3 .8 3 1 3 0 27 t3
V2 1 .4 2 8 1 2 2 7 7 t 3 4 3 .5 1 6 3 0 2 7 t3
所以： HgH V
(2.8 310 34.5 610 3H )2 ( 7 t3 )
Hf(t， H)
5.比热容〔湿热〕cpH
• 定义：在常压下，将1kg绝干空气及相应Hkg水汽 升高(或降低) 1℃所需吸收(或放出)的热量， kJ/(kg绝干气•℃)。
cpH cp gcpH v 1 .0 1 .8H 8
• tw ：大量空气与少量水接触，空气的t、H不变； tas ：大量水与一定量空气接触，空气降温、增湿。
tw ：是传热与传质速率均衡的结果，属于动平衡； • tas ：是由热量衡算与物料衡算导出的，属于静平衡。
• tw 与 tas 数值上的差异取决于α/kH 与cH两者之间的差异。
❖ 空气—水体系， ❖ 空气—甲苯体系，
温度为 t、水汽分压为 pv 的湿热气体流过湿物料的外 表，物料外表温度θi低于气体温度 t。
由于温差的存在，气体以对流方式向固体物料传热，使 水分汽化；
在分压差的作用下，水汽由物料
H
外表向气流主体扩散，并被气流带
t
走。 特点
θi
q
1. 传热、传质同时进展，传递方 2. 向相反;
pi
W
M
pv
方向 推动力
cH=f(H)
6.湿空气的焓I

化工原理之固体物料的干燥培训课件.pptx

D
B
C
A
td
t
湿球温度：湿球温度计 。
气流吹过——湿份气化——表面降温——热量传递 Q hA(t tW ) wrw
w kH (Hw H)A
稳态时， 空气传入的显热等于水的汽化潜热。
补充液，温度 tw
A(
w
tW
t
kH rW h
(HW
H)
注意：湿球温度不是状态函数 。
空气 湿度 H 温度 t
湿球温度计的原理
② 应用
h 绝k热H饱近和似温为度常，数故（可=以0.用96其~1确.00应5空）气，状数态值。上等于相同条件下的
说明：测量湿球温度时，空气速度一般需大于5 m/s，使测量
较为精确。
（8） 露点td 保持空气的H不变，降低温度，使其达到饱和状态时的温度。
H 0.622
c ( t t ) ( H H )r
H
as
as
as
空气
tas、Has
r
t t as ( H H )
as
c
as
H
② 绝热饱和温度是状态函数
t、H
空气 补充水
tas f (t, H )
③ 绝热饱和过程可当作等焓处理
绝热饱和塔示意图
即空气的入口焓近似等于空气的出口焓。
（7） 干、湿球温度 ① 干球温度与湿球温度 干球温度：普通温度计测出的空气温度；
热量传递： 由气相到固相，以温度差为推动力。
8.1.2 干燥过程的分类
常压干燥 操作压力 真空干燥
热空气
物料
t
间歇干燥 操作方式
连续干燥
传导干燥
加热方式
对流干燥 辐射干燥
湿 θi

第七章固体干燥-PPT精品


等湿线
等温线 等相对 湿度线
等焓线
2020/2/10
p-H线
20
（二）焓湿图的应用 1.已知两个独立参数，定空气状态点，求其它性能参数
例1 已知t=30 ℃，=60% 求：H、td、 tas
A 0.6
t=30
C D
100%
等焓线
2020/2/10
H=0.016kg/kg干气
21
例2 已知t、 tW ，定状态。
V 2 2 1 .8 4 1 2 7 2 3 7 3 t 1 0 1 P .3 3 1 .2 4 4 2 T 7 3 1 0 1 P .3 3
2020/2/10
11
H(0.7731.244H )2 T 73101 P .33
P一定， Hf(t， H)
t H
恒定干燥条件： 空气温度 •湿度 •流速 •与物料接触状况
干燥曲线：
X 、与 的关系曲线。
物料表面温度
湿含量X
AB
预热段
C 降速段
Xc
恒速段
D X*
Dt
tw
A
B
C
干燥时间
2020/2/10
31
（二）干燥过程的三阶段
1.预热段：物料升温，X变化不大。
2.恒速干燥段：物料温度恒定在 tw，X~ 呈直线，
（二）湿空气的比体积、比热容和焓
1. 湿空气的比体积υH [m3湿空气/kg干气] 定义：1kg绝干空气为基准，湿空气的总体积。
H g VH
g 2 2 2 .9 4 1 2 7 2 3 7 3 t 1 0 1 P .3 3 0 .7 7 3 2 T 7 3 1 0 1 P .3 3

干燥过程的物料衡算与热量衡算培训课件.pptx

试求：
（1）产品的质量流率kg·h-1；
（2）如干燥器的截面为园形，假设热空气在干 燥器的线速度为0.4 ，m·s-1干燥器的直径。
解： 如图所示：
（1） G2 (1 w2 ) G1 (1 w1 )
G2
G1
1 1
w1 w2
100 (1 0.1) 24 (1 0.01)
378.8kg h1
对上图干燥器列焓衡算，以1[s]为基准，得 ：
物料基准：绝干物料（入方、出方Gc不变）
入方:LI1
Gc I1'
QD
LI2
Gc
I
' 2
QL
出方
QL——为热损失
（8-51）
故单位时间内向干燥器补充的热量为：
QD L
I2 I1
Gc
I
' 2
I1'
QL （8-52）
联立式（8-50）和（8-52）得：
则
G2
G11 w1
1 w2

（8-38）
二、湿物料的水分蒸发量W[kg水/h]
通过干燥器的湿空气中绝干空气量是不变 的，又因为湿物料中蒸发出的水分被空气带走， 故湿物料中水分的减少量等于湿物料中水分汽 化量等于湿空气中水分增加量。
水分汽化量＝湿物料中水分减少量 ＝湿空气中水分增加量
即： G1 G2 G1w1 G2w2 Gc ( X1 X 2 ) （8-39）
V ' LVH1 46091.112 5125m3 h1 1.42m3 s1
干燥器直径：
D V ' 1.42 2.13m 0.785u 0.785 0.4
8.3.3 干燥过程的热量衡算
通过干燥器的热量衡算，可以确定物 料干燥所消耗的热量或干燥器排出空气的 状态。
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温度一定，对于一定的湿物料长时间接触湿空气，达到平衡状态。
平衡蒸气压：平衡状态下湿物料表面的蒸气压。
平衡含水量：平衡状态下物料的含水量。
可见： 平衡含水量=f ( 物料的性质，空气的状态)
p
（1）干燥平衡曲线
pS
① p-X* (或p*-X)线
p*A
S
T
D
▲ pV =0
X=0
▲ 当 X X s时，pV↑ X↑
1－新闻纸 2－羊毛 3－消化纤维 4－丝 5－皮革 6－陶土 7－烟叶 8－肥皂 9－牛皮胶 10－木材 11－玻璃丝 12－棉花
（2） 物料中所含水分的性质 ① 自由水分和平衡水分 平衡水分：用一定状态的湿空气，干燥某湿物料，物料能够达到 的极限含水量称为为对应于该空气状态的平衡水分。
即：X <X* 不能被空气干燥的水分。 注意：对于同一物料，不同的空气状态对应于不同的平衡水分。 自由水分：物料含水量超出平衡水分的部分称为自由水分。
注意： （1）自由水分是在干燥中可以除去的水分，而平衡水分是不能 除去的，自由水分和平衡水分的划分除与物料有关外，还决定 于空气的状态。
（2）非结合水分是在干燥中容易除去的水分，而结合水分较难 除去。是结合水还是非结合水仅决定于固体物料本身的性质， 与空气状态无关。
（3）平衡曲线的应用 ① 确定过程进行的方向 ▲ 物料脱水而被干燥； ▲ 物料吸水而增湿 ； ▲ 相平衡。 ② 确定过程的推动力
X×100
• 1、Genius only means hard-working all one's life. (Mendeleyer, Russian Chemist) 天才只意味着终身不懈的努力。20.8.58.5.202011:0311:03:10Aug-2011:03
• 2、Our destiny offers not only the cup of despair, but the chalice of opportunity. (Richard Nixon, American President )命运给予我们的不是失望之酒，而是机会之杯。二〇二〇年八月五日2020年8月5 日星期三
• •
T H E E N D 8、For man is man and master of his fate.----Tennyson人就是人，是自己命运的主人11:0311:03:108.5.2020Wednesday, August 5, 2020
9、When success comes in the door, it seems, love often goes out the window.-----Joyce Brothers成功来到门前时，爱情往往就走出了窗外。 11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
• 3、Patience is bitter, but its fruit is sweet. (Jean Jacques Rousseau , French thinker)忍耐是痛苦的，但它的果实是甜蜜的。11:038.5.202011:038.5.202011:0311:03:108.5.202011:038.5.2020
• 5、You have to believe in yourself. That's the secret of success. ----Charles Chaplin人必须相信自己，这是成功的秘诀。-Wednesday, August 5, 2020August 20Wednesday, August 5, 20208/5/2020
9.3 固体物料干燥过程的相平衡 9.3.1 湿物料含水量的表示方法
湿基含水量 w：
湿物料中的水分的质量
w
湿物料总质量
kg/kg湿物料
干基含水量 X:
湿物料中的水分的质量 X 湿物料绝干物料的质量
换算关系
X w 1 w
w X 1 X
kg/kg干物料
9.3.2 水分在气、固之间的平衡及干燥平衡曲线
• 4、All that you do, do with your might; things done by halves are never done right. ----R.H. Stoddard, American poet做一切事都应尽力而为，半途而废永远不行 8.5.20208.5.202011:0311:0311:03:1011:03:10
• 7、Although the world is full of suffering, it is full also of the overcoming of it.----Hellen Keller, American writer虽然世界多苦难，但是苦难总是能战胜的。20.8.520.8.520.8.5。2020年8月5日星期三二 〇二〇年八月五日
即：X> X* 可能被空气干燥的水分 。 ② 结合水分和非结合水分
结合水分：固、液之间结合力较强的水分，存在于物料细 胞壁内或毛细管内。 注：结合水产生的蒸汽压小于同温度下纯水的蒸汽压。
非结合水分：固液之间结合力较弱的水分，如物料表面的附 着水分，或物料表面大孔内的水分。 注：非结合水产生的蒸汽压等于同温度下纯水的蒸汽压。
• 6、Almost any situation---good or bad---is affected by the attitude we bring to. ----Lucius Annaus Seneca差不多任何一种处境---无论是好是坏---都受到我们对待处境态度的影响。11时3分11时3分5Aug-208.5.2020
▲ 当 X X s 时， pv ps
p1
EA
pC
C
B
p*C S
O
X* XA XS
XB
平衡含水量曲线（ t ＝常数）
② -X线 -X 图受温度的影响相对较小
X*/kg（水）/100kg（绝对干燥物料）
28
24
7
5
4
20
16
2 10 8
12
9
1
8
3
12
4
6 11
0
20
40
60
80
100
φ/%
某些物料的平衡含水量（常温下）
传质推动力：
p p * p
H H * H
湿份的传递方向，视推动力的方向而定，或增湿或干燥。 传热推动力： 空气的温度与湿物料表面湿物料中可能去除的水分 及干燥后物料的最低含水量 。
φ /%
100
结合水份
非结合水份
平衡 水份
自由水份
0
X*
XS
水分的种类