《化工原理》课程教学资源（PPT讲稿）第五章 干燥（1/2）

第5章 干燥

1 第5章 干燥

本章基本内容 1湿空气的性质及湿度图 2干燥过程的物料衡算与热量衡算 3固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系 4干燥设备 本章重点掌握 1、湿空气的性质 2、"H-"图及其应用 3、湿物料中含水性质 4、干燥过程的物料衡算与热量衡衡算 5、干燥过程速率及干燥时间 2

2 本章基本内容 1 湿空气的性质及湿度图 2 干燥过程的物料衡算与热量衡算 3 固体物料在干燥过程中的平衡关系与速率关系 4 干燥设备 本章重点掌握 1、湿空气的性质 2 、"H-I"图及其应用 3、湿物料中含水性质 4、干燥过程的物料衡算与热量衡算 5、干燥过程速率及干燥时间

dW(水汽) 气流 干产品 湿产品 > do 干燥示意图 3

3 干燥示意图

干燥单元操作 利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份 蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作

4 干燥单元操作 利用热能使湿物料的湿份汽化，水汽或湿份 蒸汽经气流带走，从而获得固体产品的操作

在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混 有大量的湿分（水分或化学溶剂)，将湿分从物料 中去除的过程，称为除湿

5 在化工生产中，一些固体产品或半成品可能混 有大量的湿分（水分或化学溶剂），将湿分从物料 中去除的过程，称为除湿

除湿的方法可分为以下三类： ①机械除湿：利用重力或离心力除湿，如沉降、 过滤、离心分离等，可除去固体物料中大部分湿 分，能耗较少，但除湿不完全。 ②吸附除湿：用干燥剂（如CaCl2、硅胶）吸附除去 物料中的湿分，只能除去少量湿分，适合于实验 室使用。 ③加热除湿（干燥)：利用热能使湿物中的湿份汽 化，并排除生成的蒸汽，以获得湿份含量达到要 求的产品。加热除湿彻底，能除去湿物料中大部 分湿分，但能耗较多。 6

6 除湿的方法可分为以下三类： ①机械除湿：利用重力或离心力除湿，如沉降、 过滤、离心分离等，可除去固体物料中大部分湿 分，能耗较少，但除湿不完全。 ②吸附除湿：用干燥剂（如CaCl2、硅胶）吸附除去 物料中的湿分，只能除去少量湿分，适合于实验 室使用。 ③加热除湿（干燥）：利用热能使湿物中的湿份汽 化，并排除生成的蒸汽，以获得湿份含量达到要 求的产品。加热除湿彻底，能除去湿物料中大部 分湿分，但能耗较多

干燥操作的分类： 常压干燥 (1)按操作压强分 真空干燥 连续操作 (2)按操作方式 间歇操作 分 传导干燥（间接加热干燥) 对流干燥（直接加热干燥) (3)按传热方式分 辐射干燥 、介电加热干燥

7 干燥操作的分类： 常压干燥 真空干燥 （1）按操作压强分 连续操作 间歇操作 （2）按操作方式 分 传导干燥（间接加热干燥） 对流干燥（直接加热干燥） 辐射干燥 介电加热干燥 （3）按传热方式分

①传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式传给物 料，产生的湿分蒸气被气相（又称干燥介质）带走， 或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进 行干燥。 ②对流干燥：热能以对流方式加入物料，产生的蒸 气被干燥介质所带走。 ③辐射干燥：由辐射器产生的辐射能以电磁波形式 达到物料表面，为物料所吸收而重新变为热能，从 而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面 油漆干燥。 ④介电加热干燥：将需要干燥的电解质物料置于高 频电场中，电能在潮湿的电解质中转变为热能，例 如微波干燥食品。 8

8 ①传导干燥：热能通过传热壁面以传导方式传给物 料，产生的湿分蒸气被气相(又称干燥介质)带走， 或用真空泵排走。例如纸制品可以铺在热滚筒上进 行干燥。 ③辐射干燥：由辐射器产生的辐射能以电磁波形式 达到物料表面，为物料所吸收而重新变为热能，从 而使湿分汽化。例如用红外线干燥法将自行车表面 油漆干燥。 ④介电加热干燥：将需要干燥的电解质物料置于高 频电场中，电能在潮湿的电解质中转变为热能，例 如微波干燥食品。 ②对流干燥：热能以对流方式加入物料，产生的蒸 气被干燥介质所带走

本章主要讨论连续操作的对流干燥，干燥介质 是不饱和的热空气，除去的湿分是水分。 干燥介质既是载热体又是载湿体。 干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方 向不同，是热、质反向传递过程： 传热 传质 方向 气 一固 固 气 推动力 温度差 水汽分压差 干燥操作的必要条件： 物料表面水汽压强大于干燥介质中水汽的分压

9 本章主要讨论连续操作的对流干燥，干燥介质 是不饱和的热空气，除去的湿分是水分。 干燥介质既是载热体又是载湿体。 传热 传质 方向 推动力 气 固 固 气 温度差 水汽分压差 干燥是传热、传质同时进行的过程，但传递方 向不同，是热、质反向传递过程： 干燥操作的必要条件： 物料表面水汽压强大于干燥介质中水汽的分压

5.1湿空气的性质及湿焓图 5.1.1湿空气的性质 描述湿空气性质的参数都以1kg绝干空气为基准。 1.湿度（湿含量)H 定义：湿空气中所含水汽的质量与绝干空气的质量 之比，单位为kg水汽/kg绝干气。 H- 湿空气中水汽的质量_n,M ,_18n,_0.622n 湿空气中绝干气的质量ngMg 29ng ng n,:湿空气中水汽的摩尔数，kmol: ng: 湿空气中绝干气的摩尔数，kmol: Mv:水汽的摩尔质量，kg/kmol; Mg:绝干气的平均摩尔质量，kg/kmol. 10

10 1.湿度（湿含量）H 定义：湿空气中所含水汽的质量与绝干空气的质量 之比，单位为kg水汽/kg绝干气。 nv：湿空气中水汽的摩尔数，kmol； ng：湿空气中绝干气的摩尔数，kmol； Mv：水汽的摩尔质量，kg/kmol； Mg：绝干气的平均摩尔质量， kg/kmol。 g v g v g g v v n n n n n M n M H 0.622 29 18 = = = = 湿空气中绝干气的质量 湿空气中水汽的质量 5.1.1 湿空气的性质 描述湿空气性质的参数都以1kg绝干空气为基准。 5.1 湿空气的性质及湿焓图