干燥过程的物料衡算和能量衡算

1、第三节第三节 干燥过程的物料衡算与热量衡算干燥过程的物料衡算与热量衡算 7-3-1 7-3-1 干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算 第五节第五节 干燥器干燥器 7-5-1 7-5-1 干燥器的性能要求及选用原则干燥器的性能要求及选用原则 7-5-2 工业常用干燥器工业常用干燥器 第六节第六节 过程强化与展望过程强化与展望 干燥过程的物料衡算干燥过程的物料衡算 1、湿基含水量 在干燥操作中称水分在湿物料中的质量分数为湿基含水 量，以表示： %100 湿物料总质量 水分质量 2、干基含水量 干基含水量的定义为：以lkg绝干物料为基准时湿物料中水 分的含量，以X表示，单位为kg水kg绝干料，其表达

2、式为： 量湿物料中绝干物料的质 湿物料中水分的质量 X 3、两种含水量的关系为: X X 1 1 X 4、干燥过程的物料衡算、干燥过程的物料衡算 （1）水分蒸发量）水分蒸发量 )()( 2112 XXGHHLW （2 2）空气消耗量）空气消耗量L 蒸发蒸发1Kg1Kg水分所消耗的干空气量水分所消耗的干空气量, ,称为单位空气消耗量称为单位空气消耗量, ,其单其单 位为位为KgKg绝干空气绝干空气/Kg/Kg水分水分, ,用用l l表示表示, ,则则 1212 21 )( HH W HH XXG L （3 3）单位空气消耗量）单位空气消耗量 lL/W1/(H2-H1) （4）干燥产品流量）干燥产

3、品流量2 2 11 2 1 )1 ( G G 由上可见,单位空气消耗量仅与H2、H0有关，与路径无关。 如果以H0表示空气预热前的湿度,而空气经预热器后,其湿度 不变,故H0H1,则有 l1/(H2-H0) 一、干燥器的性能要求及选用原则一、干燥器的性能要求及选用原则 工业生产上被干燥物料的性质，干燥程度的要工业生产上被干燥物料的性质，干燥程度的要 求、生产能力的大小各不相同。因此，所采用的干求、生产能力的大小各不相同。因此，所采用的干 燥器型式和干燥操作的组合也是多种多样的。对于燥器型式和干燥操作的组合也是多种多样的。对于 干燥器有下列要求：干燥器有下列要求： 1保证产品的工艺要求；保证产品

4、的工艺要求； 2干燥速率快；干燥速率快； 3干燥器的热效率高；干燥器的热效率高； 4干燥系统的流体阻力要小；干燥系统的流体阻力要小； 5操作控制方便，劳动条件良好，附属设备简单等操作控制方便，劳动条件良好，附属设备简单等 二、工业常用干燥器工业常用干燥器 1. 盘式干燥器(厢式干燥器) 是一种间歇式的干燥器，可以同时干燥多种不同的物料，一般 为常压操作，也有在真空下操作的，这种设备一般生产强度小 。优点:构造简单、设备投资少，适应性较强。 缺点：装卸物料的劳动强度大，设备利用率、热利用率低及产 品质量不易稳定。 2. 洞道式干燥器 洞道干燥器是厢式干燥器的自然发展。 3. 带式干燥器 带式干燥

5、器为一长方形干燥器，内有透气的传送带，物料置 于带上，热气体穿过物料层，物料与气体形成复杂的错流。 适用于干燥颗粒状、块状和纤维状的物料。 优点：物料在其中翻动较少，可保持物料的形状，可连续干优点：物料在其中翻动较少，可保持物料的形状，可连续干 燥多种物料。燥多种物料。 缺点：生产能力及热效率都低。缺点：生产能力及热效率都低。 4. 转筒干燥器 干燥器的主体是一个略呈倾斜的旋转圆筒。物料从较高一端进 入干燥器，热空气可以与物料呈逆流或并流。物料在圆筒中一 方面被安装在内壁的抄板升举起来，在升举到一定高度后又抛 洒下来与空气密切接触，另一方面由于圆筒是倾斜的，物料逐 渐由进口端运动至出口端。 5

6、. 气流干燥器 气流干燥器的主体是气流干燥管，湿物料由管的底部加入， 高速的热气体也由底部进入，物料受到气流的冲击，以粉粒状 分散于气流之中呈悬浮状态，被气流输送而向上运动，并在输 送过程中进行干燥。 优点是生产能力大，操作稳定可靠，流体阻力小 缺点是结构复杂，传动部分需要经常维修，生产强度低(与气流 和流化干燥比较)。 优点：生产强度高、热能利用好、干燥时间短、设备简单、 操作方便。 缺点：流体阻力大、物料对器壁的磨损较大、细粉物料收尘 比较困难。 6. 流化床干燥器流化床干燥器 在流化床干燥器中，粒子运动激烈，气固相接触良好，因而传在流化床干燥器中，粒子运动激烈，气固相接触良好，因而传 质

7、速率高。床层内温度均匀便于准确控制，不致发生局部过热。质速率高。床层内温度均匀便于准确控制，不致发生局部过热。 流化干燥器结构简单、紧凑、容易连续化，所以应用比较广泛。流化干燥器结构简单、紧凑、容易连续化，所以应用比较广泛。 适用于处理粉粒状物料，而且粒径最好在适用于处理粉粒状物料，而且粒径最好在30-60m30-60m范围。范围。 优点：结构简单、造价低，活动部件少，操作维修方便。优点：结构简单、造价低，活动部件少，操作维修方便。 缺点：操作控制要求高。而且由于颗粒在床中高度混合，可缺点：操作控制要求高。而且由于颗粒在床中高度混合，可 能引起物料的反混和短路，从而造成物料干燥不充分。能引起物

8、料的反混和短路，从而造成物料干燥不充分。 7.喷雾干燥器喷雾干燥器 喷雾干燥是一种处理液状物料，将物料喷成细雾，分散在喷雾干燥是一种处理液状物料，将物料喷成细雾，分散在 热气流中，使水份蒸发而得粉状产品的一种干燥方法。热气流中，使水份蒸发而得粉状产品的一种干燥方法。 雾化器一般有三种：雾化器一般有三种： （1）压力式；）压力式；(2)离心式；离心式；(3)气流式。气流式。 优点：能处理多种液态物料，由料液直接得到粉粒产品；干燥优点：能处理多种液态物料，由料液直接得到粉粒产品；干燥 面积极大；干燥过程进行很快；干燥成品质量好。面积极大；干燥过程进行很快；干燥成品质量好。 缺点：干燥设备庞大，容积

9、汽化强度小，热效率较低，介质缺点：干燥设备庞大，容积汽化强度小，热效率较低，介质 及能量的消耗也较大。及能量的消耗也较大。 第六节第六节 过程强化与展望过程强化与展望 随着科学技术的发展，如生物制品、新型材料、随着科学技术的发展，如生物制品、新型材料、 高级陶瓷、新型高级食品、新型药物制品等高质量产高级陶瓷、新型高级食品、新型药物制品等高质量产 品的出现，这就要求：品的出现，这就要求： （1）将已有的干燥机进行改造，具有新的性能；）将已有的干燥机进行改造，具有新的性能； （2）研制出新概念型的干燥机，以满足干燥新产）研制出新概念型的干燥机，以满足干燥新产 品的需要。品的需要。 今后若干年内，应注