干燥(化工原理的题目)

示例14.1湿空气的混合干燥器的工作压力为79.98千帕，出口气体温度为60，相对湿度为70%。一些出口气体返回干燥器入口并与新鲜空气混合，因此进入干燥器的气体温度不超过90，相对湿度为12%见图(A)。已知新鲜空气质量流量为0.5025千克/秒，湿度为0.005千克水/千克干燥空气，请尝试找到：(1)新鲜空气预热温度和空气循环；(2)预热器需要提供多少热量？如果在预热前将工艺改为混合，所需的热量会改变吗？解决方法：(1)新鲜空气中干燥空气的流速水在=60时的饱和蒸汽压为19.91千帕，出口气体的湿度为水在=90时的饱和蒸汽压为70.09千帕，混合气体的湿度为以混合点为控制体，以水分为物料衡算，循环气量可计算如下新鲜空气的预热温度可以通过以混合点作为热平衡计算的控制体来获得。代入上述公式，空气的预热温度如下=133.3(3)预热器提供的热量为如果流量改变为先混合后预热，所需热量可通过使用图(b)中的方框作为控制体和热平衡计算来计算。显然，预热前混合或混合前预热所需的热量是相同的。然而，由于气体出口温度高，混合前的预热需要较高能量水平的热源。一般来说，混合后预热更经济合理。示例14.2热损失对干燥过程的影响湿物料的处理量为3.89公斤/秒，温度为20，含水量为10%(湿基)，产品在常压下用热风干燥，干燥后产品的含水量要求不超过1%(湿基)，实验测得物料出口温度为70。已知干燥物料的比热容为1.4 kJ/(kgk)，空气初始温度为20，相对湿度为50%。如果空气预热到130并进入干燥器，规定的气体出口温度不低于80，干燥过程中的热量损失约为预热器提供热量的10%。尝试找出：(1)干燥过程所需的空气量、热量和干燥器的热效率；(2)如果干燥设备的保温措施得到加强，热量损失可以忽略，那么干燥机所需的风量、热量和热效率会发生什么变化？溶液：水在20时的饱和蒸气压，所以空气的初始含水量为绝对干燥物料的质量流量为(1)干燥过程所需的空气量V与出口气体的湿度H2有关，而所需的供热量Q与空气量V有关。空气消耗量V和出口气体的湿度H2应通过同时求解以下物料平衡方程和热平衡方程获得。(1)(2)根据主题，在公式中,出口处固体材料的比热容为干燥机的热损失为将上述量代入方程(1)和(2)(3)(4)方程(3)和(4)的联立解该干燥过程所需的供热其中Q1-蒸发水的热量消耗；Q2-材料加热和热量消耗；Q3-废气带走热量。热量损失是废气在出口带走的热量是干燥热效率为(3)如果=0，物料平衡公式1将保持不变，热平衡公式将变为(5)将相关数据代入等式(5)所需热量为出口气体带走的热量是干燥效率为从这个例子可以看出，在干燥过程中加强保温措施不仅可以直接减少热量损失，还可以减少所需的空气量，提高工艺的热效率，从而大大减少所需的热量供应。因此，与传热设备相比，加强干燥设备的保温措施更为重要。示例14.3干燥过程中气体出口状态与能耗之间的关系湿物料在气流干燥管中干燥，湿物料的处理量为0.5公斤/秒，湿物料的含水量为5%，干燥后的物料含水率不高于1%(全湿基)，空气初始温度为20，含水率为0.005千克水/千克(3)如果气体离开干燥管后，管道和旋风分离器内的散热温度下降10，判断上述两种情况是否会分别导致物料回潮？解决方法：根据问题，如果忽略由蒸发水代替的干燥器的热量，干燥过程是理想的，干燥管中气体的状态变为相等的焊接过程，即：在公式中，(1)当出口气体选择为时，可获得上述公式所需的供热可由物料平衡公式确定。所需的供热和热效率分别是(2)当出口气体选择为时，则所需的供热和热效率分别是(3)对于情况1，出口气体中水蒸气的分压为旋风分离器中气体的温度为60，水在此温度下的饱和蒸汽压，因此气体的露点尚未达到，物料不会返回水分。如果排出干燥管的气体温度规定为42，则出口气体中水蒸气的分压为旋风分离器中气体的温度降低到32，即水在该温度下的饱和蒸汽压，因此空气已经达到露点，并被液态水分离出来，材料将返回到湿气中。从本例的计算结果可以看出，气体出口状态对该过程的能耗有很大影响。出口温度越低，所需的空气量和供热越少，热