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文档简介

1、化工原理 2 学习要求第 7 章 传质与分离过程概论1、掌握平衡分离与速率分离的概念(基本原理)及各自有哪些主要类型。 平衡分离:借助分离媒介(热能、溶解、吸附 剂)使均相混合物变为两相,两相中,各组 分达到某种平衡,以各组分在处于平衡的两相中分配关系的差异为依据实现分离。 主要类型:(1)气液传质过程( 2)汽液传质过程( 3)液液传质过程( 4)液固传质过程( 5) 气固传质过程 速率分离:借助推动力(压力、温度、点位差)的作用,利用各组扩散速度的差异,实现分 离。主要类型:( 1)膜分离:超滤、反渗透、渗析、电渗析(2)场分离:电泳、热扩散、高梯度磁场分离2、掌握质量传递的两者方式(分子

2、扩散和对流扩散) 。 分子扩散:由于分子的无规则热运动而形成的物质传递现象 分子传质。 对流扩散: 运动流体与固体表面之间, 或两个有限互溶的运动流体之间的质量传递过程 对流传质3、理解双膜理论(双膜模型)的论点(原理) 。(1)相互接触的两流体间存在着稳定的相界面,界面两侧各存在着一个很薄(等效厚度分别 为 zG 和 zL )的流体膜层(气膜和液膜) 。溶质以分子扩散方式通过此两膜层。(2)溶质在相界面处的浓度处于相平衡状态。无传质阻力。(3)在膜层以外的两相主流区由于流体湍动剧烈,传质速率高,传质阻力可以忽略不计,相 际的传质阻力集中在两个膜层内。4、理解对传质设备的性能要求、主要种类。性

3、能要求: 单位体积中,两相的接触面积应尽可能大 两相分布均匀,避免或抑制沟流、短路及返混等现象发生 流体的通量大,单位设备体积的处理量大 流动阻力小,运转时动力消耗低 操作弹性大,对物料的适应性强结构简单,造价低廉,操作调节方便,运行安全可靠 主要种类: 板式塔为逐级接触式的气液传质设备,它主要由圆柱形壳体、塔板、溢流堰、降液管及受液 盘等部件构成。塔板的性能评价指标:生产能力大塔板效率高塔板压降低 操作弹性大结构简单,制造维修方便,造价低 填料塔为连续接触式的气液传质设备,它主要由圆柱形壳体、液体分布器、填料支承板、塔 填料、填料压板及液体再分布装置等部件构成。填料的性能评价 :生产能力大、

4、传质效率高、填料层压降低、操作弹性大、造价低 填料的选用:传质效率要高,填料的通量要大,填料的压降要低,填料抗污堵性能强,填料 便于拆装、检修第 8 章 吸收1、掌握吸收的概念、基本原理、推动力,了解吸收的用途。吸收概念: 使混合气体与适当的液体接触, 气体中的一个或几个组分便溶解于液体内 而形成溶液, 于是原混合气体的组分得以分离。 这种利用各组组分溶解度不同而分离气体混 合物的操作称为吸收。吸收的基本原理: 当气相中溶质的实际分压高于与液相成平衡的溶质分压时, 溶质便由 气相向液相转移, 即吸收。 利用混合气体中各组分在液体中溶解度差异, 使某些易溶组分进 入液相形成溶液,不溶或难溶组分仍

5、留在气相,从而实现混合气体的分离。吸收的推动力 : 气体吸收是混合气体中某些组分在气液相界面上溶解、在气相和液相内 由浓度差推动的传质过程。2、掌握吸收剂、吸收液、解吸(脱吸) 、物理吸收、化学吸收的概念。 吸收剂:吸收操作中所用的溶剂,以S 表示。吸收液(溶液) :吸收操作后得到的溶液,主要成分为溶剂 S 和溶质 A。 解吸或脱吸:与吸收相反的过程,即溶质从液相中分离而转移到气相的过程。 物理吸收: 吸收过程溶质与溶剂不发生显著的化学反应, 可视为单纯的气体溶解于液相的过 程。如用水吸收二氧化碳、用水吸收乙醇或丙醇蒸汽、用洗油吸收芳烃等。化学吸收:溶质与溶剂有显著的化学反应发生。如用氢氧化钠

6、或碳酸钠溶液吸收二氧化碳、 用稀硫酸吸收氨等过程。 化学反应能大大提高单位体积液体所能吸收的气体量并加快吸收速 率。但溶液解吸再生较难。3、理解相平衡关系在吸收中的应用,理解温度和压力对吸收及解吸的影响。1)判断传质的方向 2)确定传质的推动力 3)指明传质进行的极限2、了解亨利定律的表达式及物理意义。1)p-x关系:若溶质在气、液相中的组成分别以分压P、摩尔分数x表示,亨利定律为:p*=Ex(E 亨利系数, kPa)2)p-c关系:若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔浓度c( kmol/m 3)表示,亨利定律为:p*=c/H(H-溶解度系数,kmol/(m 3 kPa)3)y-x关系:

7、若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数y、x表示,亨利定律为:y*= m x(m 相平衡常数 )4)Y -X 关系 (摩尔比) Y*=mX物理意义: 用来描述稀溶液(或难溶气体) 在一定温度下,当总压不高(通常不超过 500kP) 时,互成平衡的气液两相组成间的关系。4、了解亨利定律的表达式及物理意义。1)p-x关系:若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔分数x表示,亨利定律为:p*=Ex(E 亨利系数, kPa)2)p-c关系:若溶质在气、液相中的组成分别以分压p、摩尔浓度c (kmol/m 3)表示,亨利定律为:p*=c/H(H-溶解度系数,kmol/(m 3 kPa)3)y-x关系:

8、若溶质在气、液相中的组成分别以摩尔分数y、x表示,亨利定律为:y*= m x(m 相平衡常数 )4)Y -X 关系 (摩尔比) Y*=mX物理意义: 用来描述稀溶液(或难溶气体) 在一定温度下,当总压不高(通常不超过 500kP) 时,互成平衡的气液两相组成间的关系。5、掌握液气比的概念,其大小对吸收操作有何影响,若何确定(吸收剂用量)? 液气比:塔内任一横截面上的气相组成 Y 与液相组成 X 成线性关系,直线的斜率 q n,L/q n, V , 称为液气比。在吸收塔的计算中, 通常气体处理量是已知的, 而吸收剂的用量需通过工艺计算来确定。 在气量一定的情况下,确定吸收剂的用量也即确定液气比

9、q n,L/q n, V ,液气比 q n,L/q n, V 的 确定方法是,先求出吸收过程的最小液气比(q n, L/q n, V ) min,然后再根据工程经验,确定适宜(操作)液气比。6、理解填料塔的基本结构、工作原理及特点。 特点:1. 填料塔的流体力学性能1)填料层的持液量 (m3液体/m3填料):填料层的持液量是指在一定操作的条件下,在单位 体积填料层内所积存的液体体积。2)填料层的压降:填料层的压降形成 -液膜与填料表面的摩擦、液膜与上升气体的摩擦2. 填料塔的操作特性1 )填料塔内的气液分布2)液体喷淋密度与填料表面的润湿3)液泛:在泛点气速下,持液量的增多使液相由分散相变为连

10、续相,而气相则由连续相变 为分散相,此时气体呈气泡形式通过液层,气流出现脉动,液体被带出塔顶,塔的操作极不 稳定,甚至被破坏,此种情况称为液泛。4)填料塔的返混 基本原理(无) 基本结构:1+塔壳体;2. 液体分布器;3. 填料压板;4填料;5:液体国分布器;6.填料支承板,7、掌握填料特性参数(比表面、空隙率、填料因子)的定义,了解常见填料形状类型。(1) 比表面积:单位体积填料层的表面积称为比表面积,以at表示,其单位为 m2/m3。(2) 空隙率:单位体积填料层的空隙体积称为空隙率,以表示,其单位为 m3/m3,或以%表示。(3) 填料因子:填料的比表面积与空隙率三次方的比值称为填料因子

11、,以表示,其单位为1/m。= at / 31散装填料(1) 环形填料:拉西环、鲍尔环、阶梯环、扁环(2) 鞍形填料与环鞍形填料:弧鞍填料、矩鞍填料、金属环矩鞍填料(3) 球形填料与花环填料:多面球填料、TRI球形填料、花环填料、共轭环填料、海尔环填料、 纳特环填料、塑料异型环矩鞍填料2规整填料(1) 格栅填料:木格栅填料、格里奇格栅填料(2) 波纹填料:金属孔板波纹填料、金属丝网波纹填料、陶瓷板波纹填料、塑料板波纹填料第9章蒸馏学习要求1、掌握蒸馏的特点、分类及原理。蒸馏:利用液体混合物中各组分挥发性的差异,以热能为媒介使其部分气化,从而在气相富集轻组分(易挥发组分),液相富集重组分(难挥发组

12、分),使液体混合物得以分离的方法。(1) 按蒸馏方式分简单蒸馏或平衡蒸馏: 一般用在混合物各组分挥发性相差大,对组分分离程度要求又不高的情况下。精馏:在混合物组分分离纯度要求很高时采用。特殊精馏:混合物中各组分挥发性相差很小,或形成恒沸液(azeotrope),难以或不能用普通精馏加以分离时,借助某些特殊手段进行的精馏。(2) 按操作流程分间歇精馏:多用于小批量生产或某些有特殊要求的场合。连续精馏:多用于大批量工业生产中。2、理解简单的蒸馏操作流程,原理及产品浓度特点。简单蒸馏也称微分蒸馏,为持续加热,逐渐蒸馏的过程,是间歇非稳态操作。加入蒸馏釜的原料液持续吸热沸腾气化,产生的蒸气由釜顶连续引

13、入冷凝器得馏出液产品。釜内任一时刻的气、液两相组成互成平衡。蒸馏过程中系统的温度和气、液相组成均随时间改变。任一时刻,易挥发组分在蒸气中的含量y始终大于剩余在釜内的液相中的含量x,釜内组分含量 x由原料的初始组成 xF-沿泡点线不断下降直至终止蒸馏时组成xE,釜内溶液的沸点温度不断升高,蒸气相组成y也随之沿露点线不断降低。3、掌握恒沸混合液,理解相平衡常数、挥发度,相对挥发度的概念。恒沸液:平衡时气相和液相组成相同,相图中气相线和液相线重合。相平衡常数:精馏计算中,通常用 Ki表示i组分的相平衡常数,其定义为 : 式中yi和xi分别表示i组分在互为平衡的气、液两相中的摩尔分数。对于易挥发组分,

14、Ki 1,即yi xi。Ki并非常数,当p一定时,Ki随温度而变化。Ki值越大,组分在气、 液两相中的摩尔分数相差越大,分离也越容易。挥发度:(ppt)溶液中各组份的挥发性由挥发度来衡量,其定义为组分在气相中的平衡蒸气压(分压)与在液相中的摩尔分数的比值。对双组分物系PaPbA B XaXb相对挥发度:(书)习惯上,用易挥发组分的挥发度与难挥发组分的挥发度之比来表示相对挥发度。以表示,即A Pa Xab Pb/ Xb4、掌握精馏分离原理(用 Tx y图分析)和精馏操作连续进行的必要条件。在一定压力下,将混合蒸气进行连续部分冷凝,蒸气相的组成沿t-x(y)相图的露点线变化,结果可得到难挥发组分(

15、重组分)含量很低而易挥发组分(轻组分)摩尔分数y很高的蒸气。精馏过程正是这二者的有机结合。翅合議汽辛汝那井冲得真熬殛昭的号榨璇爼升mi o 湿汗竜七肚郃仲至扯.藩利纯麻廉的第禅霍n师.发生质热交换,在每一釜中都实现部分气 化和部分冷凝。一一精馏塔原理设有1、2、3三釜,每釜部分气化,则有:xi v x2 v x3yi v y2v y3t1t2t3即釜数越多则顶上产品越纯。缺点:收率低,能耗大。为此:(1)去掉冷凝器(2)从上到下引入回流 利用下一釜的高温蒸气与上一釜的低温液体混合,5、理解精馏操作流程,精馏段,提馏段的概念及作用。原料液经预热器加热到指定温度后,送入精馏塔的进料板, 在进料板上

16、与自塔上部下降的回流液体汇合后,逐板溢流,最后流入塔底再沸器中。在每层板上,回流液体与上升蒸气互相 接触,进行热和质的传递过程。操作时,连续地从再沸器取出部分液体作为塔底产品(釜残 液),部分液体汽化,产生上升蒸气,依次通过各层塔板。塔顶蒸气浸入冷凝器中被全部冷 凝,并将部分冷凝液用泵送回塔顶作为回流液体,其余部分经冷却器后被送出作为塔顶产品(馏出液)。塔顶回流和塔底再沸器产生上升蒸汽是精馏得以连续稳定操作的两个必要条件。 精馏段一加料板以上的塔段气相中的重组分向液相(回流液)传递,而液相中的轻组分向气相传递,从而完成上升蒸气的精制。提馏段一加料板以下的塔段下降液体(包括回流液和料液中的液体部

17、分)中的轻组分向气相(回流)传递,而气相中的重组分向液相传递,从而完成下降液体重组分的提浓。I w ,i.呼事打 ItUl 1 AM 4 dK tw (或tas) td饱和湿空气 : t = tw (或tas)= td绝热饱和温度t as和湿球温度tw是两完全不同的概念,但两者均为空气初始温度和湿度H的函数,特别对水蒸气一空气系统,两者在数值上近似相等,这样就可用湿球温度tw代替绝热饱和温度t as,简化许多计算。3、理解湿空气的H I图的制成原理,包括了哪些参数,熟练应用H I图查找状态点(由已知两个状态参数查状态点的作图法,如已知干湿球温度查状态点等),查露点,分析状态变化过程及相关的计算

18、(熟练间壁式加热和冷却以及冷却减湿过程,不同状态的混 合过程,绝热过程)。H-1图是在一定的总压下制得,一般常压P=101330Pa,纵坐标为湿度H,横坐标为焓I,为表达清楚,横坐标和纵坐标夹角为1350,横坐标为斜轴。(1 )等湿度线(等 H线)群:为平行于纵坐标的线群(2) 等焓线(等I线)群:为平行于横坐标(斜轴)的线群(3) 等干球温度线(等t线)(1.88t2491 )H 1.01t当t为一定值时,I和H为直线关系,不同的t直线斜率不同。理得其他等0线。(5)蒸气分压线PvHp0.622 H(4) 等相对湿度线(等$线):当0值为某一定值0 1时,H与ps成曲线,ps而又是 温度t的

19、函数,算出若干组 H和t的对应关系,描绘在 H- I坐标中,即为等01线,同H I图的说明与应用根据空气任意两个独立参数,先在H-1图上确定空气状态点,然后查取其他状态参数。如图,只要知道任意两参数,既可确定A位置,从而,得到其他参数。r(p=100HP、H若已知湿空气的一对参数 t tw t td、t 0 ,求湿空气的状态点,作图方法 如下:ltQ 或、厂K1 t一一注11AVt=10Q% td已知t r妙4、掌握物料湿基水分,干基水分,平衡水分(平衡湿度)的定义。理解物料的平衡水分与 介质的H、t、相对湿度等有何关系?物料所含液态湿份的质量 州w湿基含水量 w:单位质量的湿物料中所含液态湿

20、分的质量。湿物料的质量Gc WTF基水含量 X:单位质量的绝干物料中所含液态湿分的质量。X 物料所含液态湿份的质量 Wt绝干物料的质量Gc平衡水分:当物料与一定状态的空气接触后,物料将释出或吸入水分,最终达到恒定的含水量,若空气状态恒定,则物料将永远维持这么多的含水量,不会因接触时间延长而改变,这 种恒定的含水量称为该物料在固定空气状态下的平衡水分关系(1):空气的相对湿度较小,平衡水分越低,能够被干燥除去的水分越多,当,=0时,各种 物料的平衡水分都为零,即湿物料只有与绝干空气相接触才能被干燥成绝干物料(2):物料的平衡含水量随空气温度升高而略有减少 5、理解影响干燥速度的因素,掌握理论干燥

21、过程概念。干燥阶段的理论解释恒速干燥段:物料表面湿润,X Xc ,汽化的是非结合水分。由物料内部向表面输送的湿份足以保持物料表面的充分湿润,干燥速率由湿份汽化速率控制(取决于物料外部的干燥条件 ),故恒速干燥段又称为表面汽化控制阶段。此时,物料表面温度接近湿球温度,热量全部用于汽化。对于空气-水系统,tw100 C。当气体的湿度一定时,气体的温度越高,干、湿球温度的差值越大。结论:当物料充分湿润时,可以使用高温气体做干燥介质而不至于烧毁物料。例如,可以使用500C的气体烘干淀粉。降速干燥段:X Xc物料实际汽化表面变小(出现干区),第一降速段;汽化表面内移,第二降速段; 平衡蒸汽压下降(各种形

22、式的结合水); 固体内部水分扩散速度极慢(非多孔介质)。降速段干燥速率取决于湿份与物料的结合方式,以及物料的 结构,物料外部的干燥条件对其影响不大。降速干燥段物料的温度随湿含量X的降低而升高。降速干燥段汽化的水份包括结合水分,其性质与物料本性的关系十分复杂,故 X的变化规律通常需通过实验测定。临界含水量Xc前述以临界湿含量 Xc为界,干燥过程将由恒速干燥转入降速干燥阶段,从而使干燥速度 降低,于生产率不利,为此Xc越小应好。通常Xc与物料的厚度、大小以及干燥速率有关,所以不是物料本身的性质。一般需由实验测定。一般物料的厚度小,Xc越小;增加搅拌如流化床等也可降低Xc。Xc决定两干燥段的相对长短

23、,是确定干燥时间和干燥器尺寸的基础数据,对制定干燥方案 和优化干燥过程十分重要。影响干燥过程的主要因素1)物料尺寸和气固接触方式 物料尺寸:减小物料尺寸,干燥面积增大,干燥速率加快。气固接触方式:(a)干燥介质平行掠过物料层表面(差);(b)干燥介质自上而下穿过物料层,不能形成流化床(中);(c)干燥介质自下而上穿过物料层,可形成流化床(好)。2)干燥介质条件通过强化外部干燥条件(增大t, 减小H,增大u)来增加传热传质推动力,减小气膜阻力,可提高恒速段(表面汽化控制)的干燥速率,但对降速段(内部扩散控制)的改善不大。强化干燥条件将使 Xc增加,更多水分将在降速段汽化。气体温度的提高受热源条件

24、和物料耐热性的限制。增大u,减小H,需使用更大量的气体,干燥过程能耗增加。3)物料本性物料本性不影响恒速段的干燥速率; 物料结构不同,与水分的结合方式、结合力的强弱不同,降速段干燥速率差异很大。强化干燥速率时,须考虑物料本性。若恒速段速率太快,有些物料会变形、开裂或表面结硬 壳;而在降速段则应考虑物料的耐热性,如热敏性物料不能采用过高温度的气体作为干燥介质。6、理解干燥速度、干燥曲线、干燥速度曲线、恒速干燥、降速干燥的概念。干燥速率 U:干燥器单位时间内在物料单位表面积上汽化的湿分量( kg湿分/(m2s)。 微分形式为U dWG d式中:N干燥器的干燥速率,kg/(m2 s);Sd S S

25、d物料表面积,即干燥面积,帘。干燥曲线:物料湿含量X及物料表面温度与干燥时间的关系曲线。干燥速率曲线:干燥速率U或干燥通量 N与湿含量 X的关系曲线。干燥过程的特征在干燥速率曲线上更为直观。恒速干燥段:物料温度恒定在 tw, X变化呈直线关系,气体传给物料的热量全部用于湿 份汽化,干燥速度为常数。降速干燥段:物料开始升温,X变化减慢,气体传给物料的热量仅部分用于湿份汽化,其 余用于物料升温,当 X = X*,= t。干燥速度逐级降低。7、掌握热风干燥的各种操作流程及在H I图上的表示。参见教材& 掌握热风干燥的有关计算(物料衡算、热量衡算,并结合H I图及湿空气的有关状态参数及状态变化过程)。

26、物料衡算:(1)水分蒸发量 W W G ! G 2 G ( X ! X 2) L(H2 HJ( Kg水/s)(2)绝干气体消耗量:L WG(Xi X2)( Kg绝干空气/s)77 h2 hii l i单位空气消耗量,绝干气体比消耗:1 W( Kg绝干空气/kg水)G Gi(1 wi)(3)干燥产品流量 Ga:21 W2 ( Kg/s)热量衡算:1) 空气预热器传给气体的热量为Qp L(Ii Io),如果空气在间壁换热器中进行加热,则其 湿度不变,H)=H1,即Qp LcHo(t1 to)通过预热器的热量衡算,结合传热基本方程式,可以 求得间壁换热空气预热器的传热面积。2) 向干燥器补充的热量Q

27、 :在连续稳定操作条件下,系统无热量积累,单位时间内(以1秒钟为基准):LI1 GI1QdLI 2GJQiQdL(I2 I1)Gc(I2IJQi3)干燥系统消耗的总热量汽化湿分所需要的热量:Qw W(ro Cvt2 Cw 1)加热固体产品所需要的热量:QmGcCm2 ( 21 )放空热损失:Q| LSo(t2 to)总热量衡算 :Q Qp Qd Qw Qm Qi Qi即干燥系统的总热量消耗于: 1)加热空气;2)蒸发水分;3)加热湿物料;4)损失于周围 环境中。注意:参见教材9、理解干燥热效率及影响干燥效率的因素。理解干燥器热效率的计算。(1)物料尺寸和气固接触方式:1)物料尺寸:减小物料尺寸

28、,干燥面积增大,干燥速率加快。2)气固接触方式:(a)干燥介质平行掠过物料层表面(差);(b)干燥介质自上而下穿过物料层,不能形成流化床(中);(c)干燥介质自下而上穿过物料层,可形成流化床(好)。(2)干燥介质条件:1)通过强化外部干燥条件 (t, H, u)来增加传热传质推动力,减小气膜阻力,可 提高恒速段(表面汽化控制)的干燥速率,但对降速段(内部扩散控制)的改善不大。2)强化干燥条件将使 Xc增加,更多水分将在降速段汽化。3)气体温度的提高受热源条件和物料耐热性的限制。4) u, H,需使用更大量的气体,干燥过程能耗增加。物料本性:1)物料本性不影响恒速段的干燥速率;2)物料结构不同,

29、与水分的结合方式、结合力的强弱不同,降速段干燥速率差异很大。3)强化干燥速率时,须考虑物料本性。若恒速段速率太快,有些物料会变形、开裂或表面结硬壳;而在降速段则应考虑物料的耐热性,如热敏性物料不能采用过高温度的气体作为干燥介质。干燥热效率的计算:蒸发水分所需的热量向干燥系统输入的总热量因 Qw W(r0 qt2 cw 1) W(2490 1.8&2 4.187 1) W(2490 1.8&2)W(2490 1.88t2)Q100%10、了解常见干燥器类型,基本结构和特点。干燥器:实现物料干燥过程的机械设备。被干燥物料的特点:形状:有板状、块状、片状、针状、纤维状、粒状、粉状,膏糊状甚至液状等;

30、结构:多孔疏松型,紧密型;耐热性:一般物料,热敏性;结块:易粘结成块的湿物料在干燥过程中能逐步分散,散粒性很好的湿物料在干燥过程中可能会严重结块。对干燥器的要求:(1)保证产品质量要求:含水量、强度、形状等;(2)干燥速度快、干燥时间短;(3 )操作方便,劳动条件好干燥器分类:按加热方式可将干燥器分为:(1)对流干燥器,如:洞道式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器等;(2)传导干燥器,如:滚筒式干燥器、耙式干燥器、间接加热干燥器等;(3)辐射干燥器,如:红外线干燥器;(4)介电加热干燥器,如:微波干燥器。按气流与物料的流动方式可将干燥器分为:(1)并流干燥(2)逆流干燥(

31、3)错流干燥干燥器的选型应考虑以下因素:(1)保证物料的干燥质量,干燥均匀,不发生变质,保持晶形完整,不发生龟裂变形;(2)干燥速率快,干燥时间短,单位体积干燥器汽化水分量大,能做到小设备大生产;(3)能量消耗低,热效率高,动力消耗低;(4)干燥工艺简单,设备投资小,操作稳定,控制灵活,劳动条件好,污染环境小。常见干燥器:厢式 (室式)干燥器、洞道式干燥器、带式干燥器、气流干燥器、流化床干燥 器、沸腾制粒干燥器、振动流化床干燥器、喷雾干燥器、转筒干燥器、双锥回转真空干燥机、 旋转闪蒸干燥机。1、厢式(室式)干燥器厢式干燥器的特点:对各种物料的适应性强,但物料得不到分散,气固两相接触不好, 干燥

32、时间长。可用多孔底板浅盘,使气体自上而下穿流通过物料层(穿流型厢式干燥器),以提高干燥速率。优点:对物料适应性强,可以用于各种物料的干燥,适用于小规模多品种、干燥条件变 动大的场合。缺点:热效率较低,产品质量不易均匀。2、带式干燥器结构及原理:将物料通过布料机构 (如星型布料器、摆动带、粉碎机或造粒机)分布在输 送带(多为网状)上,输送带通过一个或几个加热单元组成的通道,每个加热单元均配有空 气加热和循环系统,每一个通道有一个或几个排湿系统,在输送带通过时,热空气从上往下或从下往上通过输送带上的物料,从而使物料能均匀干燥。传送带可以做成多层,带宽1-3m, 长为4-50m,干燥时间为11-12

33、0分钟.优点:干燥过程中物料翻动少, 对晶体形状保持完好,适用于处理粒状、块状和纤维状物料; 缺点:热效率较低,生产能力较小。3、气流干燥器(1) 干燥速度快,固体物料分散悬浮在气流中,气固两相间具有很大的传热传质面积。 热气体进口速度高 (20-40m/s) ,气固两相间 (尤其是加速段 )相对速度很大,平均体积传热系 数ha为3000-7000 W/(m 3 K),比其它类型干燥器高几倍至几十倍,同等生产能力条件下, 气流干燥器的体积小得多。(2) 气固并流操作,符合干燥基本规律,即在恒速段干燥条件十分强烈,而在降速段内 扩散控制时, 温和的干燥条件正好与之相适应, 可以使用高温气体作为干

34、燥介质而不会烧坏 物料。(3) 干燥时间短,物料从进入干燥器开始, 到气固两相脱离接触,整个干燥过程不超过 1 秒钟,因而气流干燥又称为快速干燥或闪蒸干燥,特别适合于热敏性物料的干燥。(4) 气流干燥器中,固体物料呈活塞流流动,每一颗粒子经历的干燥时间大致相同,因 而干燥产品的湿含量均匀一致。(5) 结构简单,设备投资少,占地面积小,操作方便,性能稳定,维修量小。 气流干燥器的缺点 :(1) 物料停留时间短,只适合于干燥非结合水分的干燥,故常被用作物料的预干燥;(2) 颗粒破碎现象比较严重,颗粒之间以及颗粒与器壁之间的碰撞与摩擦。故不适合于干燥 晶形不允许破坏的物料;(3) 气固两相分离任务很重,固体产品的放空损失较大,粉料排空对环境造成一定污染;(4) 气固两相接触时间短,传热不充分,气体放空损失大,热效率较低;(5) 气体通过干燥系统的流动阻力较大,因而风机的动力消耗较高,故总

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