文档介绍：固体物料的干燥
一、干燥:利用热能将湿物料中湿分(水分或其它溶剂)去除,以获得固体成品的操作。
概述:染料中RNS干燥;制药中药品干燥;生物制品中溶菌酶干燥;感光胶片干燥;石油化工中催化剂干燥;化肥厂中尿素干燥;食品厂中糖、奶粉干燥;造纸厂的纸张干燥等等。
二、干燥在化学工业中的应用
广义讲:干燥过程是去湿过程,即物料中除去湿分。但去湿方法很多。
.. ①机械方法沉降、过滤、离心分离等.
②热物理法加热空气
除湿方法③物理化学法如醇类+氧化钙(分子筛)
④吸附去湿如CaCl2 、硅胶
干燥本质:被除去的湿分从固相转移到气相中。固相为被干燥的物质,气相为干燥介质。
三、干燥的分类
(真空干燥适于热敏性及易氧化的物料)
传导干燥如焙药:(金属板下有火、板上置药)。
对流干燥如用热空气干燥。
辐射干燥如空气:煤气=(~):1的比例放置在白色陶瓷板
3. 按传热方式分为上,无焰燃烧到450、陶瓷板发出红外线。
介电加热干燥如将需要干燥的物料置于高频电场内,依靠电能加热物
联合干燥料、并使湿分气化。
本章讨论重点:连续操作的对流干燥,以不饱和热空气为干燥介质,而湿物料中的湿分又多为水分。
四、对流干燥过程的特点
物料表面温度低于气流温度,气流传热给固体。气流中的
水气分压低于固体表面水的分压,物料表面的水得以汽化并
进入气相主体,湿物料内部的水分与表面间存在水分浓度的差别
,内部水分就以液态或气态形式扩散至表面。因此,对流干燥
是热、质反向传递过程。
,湿空气的性质有(湿度、比容、比热、焓、干球温度和湿球温度)。
,(湿基含水量、干基含水量)。
,(水分蒸发量、空气消耗量、干燥产品流量)。
(包括预热器、干燥器)的热量衡算。 (干燥静力学)
,(干燥动力学)。
。
。(干燥条件的确定,气流干燥器的简化设计,干燥器的直径、长度等等)。
以此顺序进行讲解
第一节湿空气的性质及湿度图
湿空气的性质
由于干燥操作的前后,湿空气中绝干空气的质量没有变化,故湿空气中各种有关性质都是以1绝干空气为基准的。干燥过程中干空气量不变,正如吸收过程中混合气中惰性气体量不变一样。
湿空气=干空气+水蒸气
湿度(含湿量):湿空气中水气的质量与干空气的质量之比即:
(1)
—湿空气的湿度,;
—摩尔质量,;
—摩尔数,, (下标表示水蒸气,表示绝干气)。
对水蒸汽~空气系统,上式可写为:
(2)因常压下湿空气可视为理想混合气体
即反比分比
即
: (3)
—水汽的分压,或;
—总压,或
由上式可知
饱和湿度—当空气达到饱和时,相应的湿度称为饱和湿度,以表示。(湿空气为水气所饱和称为饱和空气)此时湿空气中水气的分压等于该空气温度下纯水的饱和蒸汽压。
则上式可写为(4)
—湿空气的饱和湿度,;
—在空气温度下,纯水的饱和蒸汽压,或。
由于水的饱和蒸汽压仅与温度有关,故湿空气的饱和湿度是温度与总压的函数
相对湿度百分数
在一定总压下,湿空气中水气分压与同温度下水的饱和蒸汽压之比的百分数称为相对湿度百分数,简称相对湿度以表示。
(5)
表示湿空气中不含水分,为绝干空气。
表示湿空气为水气所饱和,称为饱和空气。这种湿空气不能用作干燥介质。相对湿度是湿空气中含水气的相对值,说明湿空气偏离饱和空气的程度。
将(5)代入(3)可得: (6)
比体积(比容)
在湿空气中,1绝干空气体积和相应水气体积之和称为湿空气的比容,又称湿容积,以表示。
在常压下干空气的体积为:
(1绝干空气所含的水蒸气)水汽的体积为: =18
如考虑到压力校正则: (7)
比热容
常压下,将湿空气中1绝干空气及相应水气的温度升高(或降低)所需要(或放出)的热量,称为比热,又称湿热,以表示。即:
(8)
—湿空气的比热,;
—绝干空气的比热,;
—水气的比热,。
在常用的温度范围内,及将这些数
代入(8)得: (9)
上式说明湿空气的比热是湿度的函数。
焓
湿空气中绝干空气的焓与相应水气的焓之和称为湿空气的焓,以表示,单位为。
(10)
式中:—湿空气的焓,;
—绝干空气的焓,;
—水气的焓,。
计算焓值必须规定基温和基准状态,一般以0为基温,且规定在时绝干空气与水气的焓值均为零。
根据焓的定义,对温度,湿度的湿空气