第十四章固体干燥(化工原理).ppt

14.4.2 常用对流干燥器 （1）箱式干燥器 （1）箱式干燥器 分类：间歇式、连续式 优点：结构简单，投资少，适应性强，干燥产物易于进一步粉碎。 缺点：装卸料麻烦，热利用率低，干燥不均匀，物料得不到分散。 用途：产量不大、品种需要更换的物料的干燥。 （1）箱式干燥器 （2）喷雾干燥器 （2）喷雾干燥器 喷雾干燥器由雾化器、干燥室、产品回收系统、供料及热风系统等部分组成。 常用雾化器有三种：压力喷嘴、离心转盘、气流式喷嘴。 特点： 设备尺寸大，能量消耗多。但由于物料停留时间很短（一般只需3~10s），适用于热敏物料的干燥，且可省去溶液的蒸发、结晶等工序，由液态直接加工为固体成品。 （2）喷雾干燥器 （2）喷雾干燥器 （3）气流干燥器 （3）气流干燥器 当湿物料为粉粒体，经离心脱水后可在气流干燥器中以悬浮的状态进行干燥。 气流干燥器操作的关键是连续而均匀地加料，并将物料分散于气流中。 常见的加料器有：滑板、星形、转盘、螺旋式、锥体。 （3）气流干燥器 结构：干燥管，风机，预热器，加料口，旋风分离器。 特点：适粉状物料，气流在15－25m/s， 物料总处于气流中，接触面积大，停留时间短，热效率高，结构简单，活动件少，建造、维修方便。 缺点：干燥管较高，风速大，风机功率大，时间太短，结合水不易除去，磨损大。 （3）气流干燥器 （4）流化床干燥器 优点：降低气速使物料处于流化阶段，可以获得足够的停留时间，将含水量降低到规定值。 缺点：颗粒在床内的停留时间有的短有的长，有可能使未经干燥的物料从出口益出，而另一些颗粒将在床内高温条件下停留过长。 （4）流化床干燥器 1）单层式 气流在颗粒临界流化速度和沉降速度之间，物料成流化状总翻腾于气流中，传质，传热效率高，但颗粒停留时间不好控制，干湿物料混合在一起。 2)复层式 克服干湿物料的混合。 3）卧式 可控制停留时间，产品可用冷风冷却。 14.3.3 连续干燥过程的一般特性 （2）连续干燥过程的数学描述 连续干燥过程为定态过程，设备中的湿空气与物料状态沿流动途径不断变化，但流经干燥器任一确定部位的空气和物料状态不随时间而变，故应采用欧拉法考虑，在垂直于气流运动方向上取一设备微元 作为考察对象。 以下首先对干燥过程作物料衡算和热量衡算，然后对干燥过程作出简化，列出传热、传质速率方程，计算设备容积。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 干燥过程的物料衡算、热量衡算是确定空气用量、分析干燥过程的热效率以及计算干燥器容积的基础。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 V：绝干空气流量，kg干气/s； G1、G2：分别为进干燥器的湿物料量和出干燥器的干燥产品量，kg湿料/s； GC：湿物料中绝干物料量，kg干料/s。 （1）物料衡算 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 1）湿物料的水分蒸发量W[kg水/s] 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。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 实际空气（新鲜空气）质量流量： 2）干空气用量V（kg干气/S） 空气必须用风机输送，风机的风量 （m3湿空气/s）： 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 H0已知，W可求出，求V关键在于确定出干燥器空气湿度H2，必须与干燥器热量衡算结合才能确定H2 。 上式中t、H是风机所在位置空气t、H ，风机可能装在预热器前，预热器后，甚至干燥器后。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 （2）预热器的热量衡算 预热器： 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 （3）干燥器的热量衡算 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。作为计算空气预热器和加热器的传热面积、加热剂的用量、干燥器的尺寸或热效率的依据。 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 （4）物料衡算与热量衡算的联立求解 在设计型问题中， 、 、 、 是干燥任务规定的，气体湿度　　　　　由空气初始状态决定， 可按传热公式求或取 θ２不能任意选择，t1可以选定，这样干燥过程的物料衡算和热量衡算常遇到两种情况： 14.3.4 干燥过程的物料衡算与热量衡算 ①选择气体出干燥器的状态（如t2及? 2 ），求V及Q补； ②选定Q补 （如许多干燥器Q补=0，即不补充热量）及气体出干燥器状态的一个参数（H2、 ? 2 、t2中的一个），求出V及另一个气体出口参数（如H2）。 第①种情况出口空气状态已确定，热量衡算及物料衡算简便。 第②种情况下，由于出口气状态参数之一是未知数，联立求解物料衡算和热量衡算方程式的计算比较繁琐，因而常对过程