化工原理干燥
化工原理(下)干燥
t↑→PS↑→φ↓，但H不变 (在没达到饱和之前无水凝出） 所以空气预热可提高载湿能力.
计算： 空气向纱布表面的传热速率为:
湿纱布中水向空气的传质速率为 ：
因湿球温度处的热量达平衡状态： 空气向湿纱布表面的传热速率 等于水分汽化所需的热量，即：
而当
P=101.33 kPa t≥100℃时 Ps≥P φ= Pw/P ,Pw= φP ∴ H = 0.622 Pw/（P-Pw） = 0.622 φ/（1-φ）
此时φ只取决于 与温度无关，
H，
此时φ值均等于t=100℃时
的φ值，所以t＞100℃后
的φ线⊥向上，与H线平行。
∵ 30℃时，PS = 4.25 kpa ∴ HS = 0.622 pS /（P - pS） = 0.622×4.25 /(101.33-4.25） = 0.0272 kg/kg φ = pw /pS = 2.33 / 4.25 = 0.548
（2）50℃时，PS = 12.33 kpa H不变 φ= pw /pS = 2.33 / 12.33 = 0.189 Q = IH50℃ - IH30℃ =[( 1.01+1.88H ) t50+ r0H ] - [(1.01+1.88H) t30+ r0H ]
Байду номын сангаас
3、湿空气在温度308K和总压 1.52Mpa 下，已知其湿度Ｈ为 0.0023Kg水／Kg绝干空气， 则其比容υH应为多少？ 解: υH = (0.772+1.244H) ×(T/273)(1.013×105/P）
化工原理下干燥-1
r
t t as ( H H )
as
c
as
H
tW
t
kH rW h
(HW
H)
（1）共同点：
① 湿球温度和绝热饱和温度都不是湿气体本身的温度, 但都和湿气体的温度和湿度有关，都表达了气体入口 状态已确定时与之接触的液体温度的变化极限。
② 对于空气和水的系统，两者在数值上近似相等。
空气和水的系统,
湿物料中的水分的质量 X 湿物料绝干物料的质量
换算关系
X w 1 w
w X 1 X
kg/kg干物料
9.3.2 水分在气、固之间的平衡及干燥平衡曲线
温度一定，对于一定的湿物料，长时间接触湿空气，达平 衡状态时：
平衡蒸气压：平衡状态下湿物料表面的蒸气压。 平衡含水量：平衡状态下物料的含水量。
④ 绝热饱和(冷却)线（等湿球温度线）
H as
H
c H
t t r
as
as
示意图
⑤ 湿比热容线
c c c H 1.011.88H
H
a
V
示意图
⑥ 比体积线
干空气比体积线 0.773 273 t
a
273
饱和湿比体积线 (0.773 1.244H ) 273 t
▲ 恒定干燥条件 空气的状态恒定及与湿物料的接触状态不变。 少量湿物料与大量湿空气相接触。 恒定干燥条件下的干燥过程一般是间歇操作过程
▲ 干燥曲线及干燥速率曲线 干燥曲线： X ~ τ 关系。 干燥速率曲线： R ~ X 之间的关系
注意：干燥曲线或干燥速率曲线是在恒定的空气条件下 获得的，对指定的物料，空气的温度、湿度不同，速率曲线的
化工原理干燥实验
化工原理干燥实验化工原理中，干燥是一项重要的工艺过程，在化工生产中具有广泛的应用。
干燥是指将物料中的水分蒸发或者挥发出去的过程，以达到降低物料含水量的目的。
干燥实验是化工原理课程中的重要实践环节，通过干燥实验，可以了解不同干燥方法的原理和特点，掌握干燥过程中的关键参数及其影响规律，为工业生产中的干燥操作提供理论依据和实践指导。
一、实验目的。
本次干燥实验的目的是通过对不同物料进行干燥实验，掌握不同干燥方法的原理和特点，了解干燥过程中的关键参数及其影响规律，提高学生对化工原理的理论认识和实践操作能力。
二、实验原理。
干燥是通过热量传递，使物料中的水分蒸发或者挥发出去的过程。
常见的干燥方法包括自然风干、日晒干、空气干燥、真空干燥、喷雾干燥等。
不同的干燥方法适用于不同的物料和工艺要求，具有各自的特点和适用范围。
三、实验步骤。
1. 准备不同物料样品，如粉状物料、颗粒状物料、纤维状物料等。
2. 分别采用自然风干、日晒干、空气干燥、真空干燥、喷雾干燥等不同干燥方法进行实验，记录每种干燥方法的操作步骤和关键参数。
3. 观察并记录不同干燥方法下物料的干燥效果，包括干燥时间、干燥后的含水量、物料的外观和质地等。
4. 分析比较各种干燥方法的优缺点，总结不同干燥方法适用的物料范围和工艺要求。
四、实验数据记录与分析。
在实验中，我们记录了不同干燥方法下物料的干燥效果数据，并进行了分析比较。
通过实验数据的记录与分析，我们可以得出不同干燥方法的优缺点，了解不同干燥方法适用的物料范围和工艺要求，为工业生产中的干燥操作提供理论依据和实践指导。
五、实验结论。
通过本次干燥实验，我们掌握了不同干燥方法的原理和特点，了解了干燥过程中的关键参数及其影响规律。
同时，我们也对不同干燥方法的优缺点有了更深入的理解，可以根据物料的特性和工艺要求选择合适的干燥方法。
这对于化工生产中的干燥操作具有重要的指导意义。
六、实验注意事项。
1. 在进行干燥实验时，应严格按照操作规程进行，注意安全防护。
化工原理干燥概念的理解
化工原理干燥概念的理解
干燥是将湿物质中的水分去除，使其达到一定的干燥程度的过程。
化工原理中的干燥通常通过热风、真空、压缩空气等方式进行。
在干燥过程中，湿物质中的水分会被蒸发并转化为水蒸气，然后通过不同的方式将水蒸气从湿物质中分离出来。
干燥的目的是降低湿物质的水分含量，可以提高其质量稳定性、延长保存期限、改善物质的加工性能等。
干燥的方式可以根据具体的工艺要求和物质特性来选择。
常见的干燥方式包括：
1. 热风干燥：通过提供热风，使湿物质中的水分蒸发，然后将水蒸气带走。
热风干燥常用于湿物质的表面干燥，如烘干机、烘箱等设备。
2. 真空干燥：在低压环境下进行干燥，可以降低水分的沸点，快速将水分转化为水蒸气并抽走。
真空干燥适用于对热敏物质的干燥，如药品、食品等。
3. 压缩空气干燥：通过经过冷凝和膨胀等处理，使湿空气中的水分冷凝成水，并将其分离出来。
压缩空气干燥广泛应用于工业生产中对空气质量的要求，如气体净化、压缩空气干燥等。
化工干燥过程中的关键参数包括干燥温度、湿物质的水分含量和湿物质的性质等。
不同的物质要求不同的干燥方式和工艺参数，以达到最佳的干燥效果。
(整理)化工原理—干燥.
第九章干燥本章学习要求1．熟练掌握的内容湿空气的性质及其计算；湿空气的湿度图及其应用；连续干燥过程的物料衡算与热量衡算；恒定干燥条件下的干燥速率与干燥时间计算。
2．理解的内容湿物料中水分的存在形态及其；水分在气-固两相间的平衡关系；干燥器的热效率；各种干燥方法的特点；对干燥器的基本要求。
3．了解的内容常用干燥器的主要结构特点与性能；干燥器的选用。
* * * * * * * * * * * *§9.1 概述干燥是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其它液体）的单元操作。
在化工、食品、制药、纺织、采矿、农产品加工等行业，常常需要将湿固体物料中的湿分除去，以便于运输、贮藏或达到生产规定的含湿率要求。
例如，聚氯乙烯的含水量须低于0.2%，否则在以后的成形加工中会产生气泡，影响塑料制品的品质；药品的含水量太高会影响保质期等。
因为干燥是利用热能去湿的操作，能量消耗较多，所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降、过滤或离心分离等机械方法去湿，然后再用干燥法去湿而制得合格的产品。
一、固体物料的去湿方法除湿的方法很多，化工生产中常用的方法有：1.机械分离法。
即通过压榨、过滤和离心分离等方法去湿。
耗能较少、较为经济，但除湿不完全。
2.吸附脱水法。
即用干燥剂（如无水氯化钙、硅胶）等吸去湿物料中所含的水分，该方法只能除去少量水分，适用于实验室使用。
3.干燥法。
即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。
该方法能除去湿物料中的大部分湿分，除湿彻底。
干燥法耗能较大，工业上往往将机械分离法与干燥法联合起来除湿，即先用机械方法尽可能除去湿物料中的大部分湿分，然后再利用干燥方法继续除湿而制得湿分符合规定的产品。
干燥法在工业生产中应用最为广泛，如原料的干燥、中间产品的去湿及产品的去湿等。
二、干燥操作方法的分类１、按操作压强分为常压干燥和真空干燥。
真空干燥主要用于处理热敏性、易氧化或要求产品中湿分含量很低的场合。
２、按操作方式分为连续操作和间歇操作。
化工原理第十三章干燥
第十三章 干燥 Drying
13.2.1 湿空气的性质
13.2.2 湿度图及其应用
第二节 湿空气的性质和湿度图
2024/2/8
13.2.1 湿空气的性质
1、湿含量H（ humidity）
单位质量干空气中所含水汽的质量 ，又称湿含量。
湿空气中水汽的质量 H 湿空气中绝干空气的质量
气中汽化
温增湿
焓 不 变
tas
饱和
一般情况下，绝热增湿过程可看视为等焓过程，即 空气释放的显热与水分汽化带回的潜热相等：
cH (t tas ) (Has H )ras
Has H cH 1.011.88H
tas t
ras
ras
Has、ras是tas的函数，cH是H的函数
2024/2/8
不饱和空气：t tas(t ) td
饱和空气： t tas (t ) td
2024/2/8
13.2.2 湿度图及其应用
1、H-t图
•F=2-1+2=3,总压P一定，则F=2.
•6条线
-等t线 –等H线 –等相对湿度线 –等CH线 –VH线 – tas线
2024/2/8
2、湿度图的应用
1）由测出的参数确定湿空气的状态 a）水与空气系统，已知空气的干球温度t和湿球温度tw，确 定该空气的状态点A(t,H)。 b）水与空气系统中，已知t和td，求原始状态点A(t,H)。 c）水与空气系统中，已知t和φ，求原始状态点A的位置 2）已知湿空气某两个可确定状态的独立变量，求该湿空气 的其他参数和性质
tM1)
qL
cwtM1
物料升温所需热量
2024/2/8
l
(I2
化工原理实验报告干燥
化工原理实验报告干燥化工原理实验报告：干燥概述：干燥是化工过程中常见的一种操作，用于除去物料中的水分或其他溶剂，以提高产品质量或满足后续工艺的需要。
本实验旨在探究干燥的原理及其在化工工艺中的应用。
一、干燥的原理干燥是通过将物料暴露在适当的条件下，使水分或其他溶剂从物料中蒸发出来，达到去除水分的目的。
常见的干燥方法包括自然干燥、加热干燥、真空干燥等。
1. 自然干燥自然干燥是将物料暴露在自然环境下，利用自然界的温度、湿度和风力等因素，使水分逐渐蒸发。
这种方法操作简单，但速度较慢，且受环境因素的影响较大。
2. 加热干燥加热干燥是通过加热物料，提高其表面温度，使水分蒸发。
常见的加热干燥方法包括烘箱干燥、喷雾干燥等。
烘箱干燥是将物料放入烘箱中，利用热空气对物料进行加热，使水分蒸发。
喷雾干燥是将物料以液滴形式喷入热空气中，通过瞬间蒸发的方式进行干燥。
3. 真空干燥真空干燥是在低压条件下进行干燥，通过降低环境压力，使水分在较低温度下蒸发。
真空干燥适用于对热敏性物料的干燥，能够避免物料的热分解或变质。
二、干燥在化工工艺中的应用干燥在化工工艺中具有广泛的应用，以下是几个常见的例子：1. 化工产品的干燥在化工生产中，很多产品需要经过干燥操作，以去除其中的水分或其他溶剂。
例如，某些化工产品在含水状态下容易发生反应或降解，因此需要进行干燥以提高稳定性和保存性。
2. 溶剂的回收在溶剂回收过程中，通常需要对溶剂进行干燥，以去除其中的水分或其他杂质。
通过干燥，可以提高溶剂的纯度和再利用率，减少资源的浪费。
3. 催化剂的干燥在催化反应中，催化剂的活性往往与其表面的水分有关。
因此，在使用催化剂之前，通常需要对其进行干燥，以提高催化剂的活性和稳定性。
4. 原料的干燥在某些化工工艺中，原料的水分含量会影响反应的速率和产物的质量。
因此，在反应之前，需要对原料进行干燥，以确保反应的顺利进行和产物的质量。
结论：干燥是化工过程中常见的一种操作，通过去除物料中的水分或其他溶剂，提高产品质量或满足后续工艺的需要。
化工原理干燥现象的原理
化工原理干燥现象的原理
干燥是指将湿物质中的水或其他溶剂除去的过程。
化工原理中的干燥现象主要涉及到物质传质、热传导和质量平衡等原理。
1. 物质传质：湿物质中的水分子存在着与固体或其他溶质之间的相互作用力。
在干燥过程中，水分子需要克服这些相互作用力，才能从湿物质中逸出到气相中，实现传质过程。
传质通常是由高浓度到低浓度的方向进行，即从湿物质表面到气相中。
2. 热传导：在干燥过程中，通过向湿物质提供热量，可以提高物质的温度，促进水分子的蒸发和传质过程。
热传导的速度取决于热传导系数、温度梯度和物质的热容等因素。
3. 质量平衡：在干燥过程中，湿物质中的水分子通过蒸发从湿物质中逸出，同时空气中的水分子通过扩散等方式进入湿物质。
这种水分子的进出平衡使得湿物质中的水分子的含量逐渐减少，直到达到物料表面的饱和度。
综上所述，干燥现象主要是通过物质传质、热传导和质量平衡等原理来实现湿物质中水分子的从湿物质中蒸发并逸出的过程。
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7.3.2水分在气－固两相间的平衡
一、结合水与非结合水 1、结合水：借化学力或物理化学力与固体相结 合的水。包括：结晶水、毛细管水和吸附水。 难通过干燥去除。 2、非结合水：水分只是机械地附着于固体表面或 颗粒堆积层的大空隙中的水。易通过干燥去除。 基本区别：表现的平衡蒸汽压pe不同。 非结合水： pe= ps →(pe – p水汽)大 结合水：pe< ps →(pe – p水汽)小
a.饱和气体：H = Hs，tw = t，即饱和空气的干、湿球温 度相等。 b.不饱和气体：H < Hs，tw < t。
7.2.1 湿空气的性质
湿球温度的测定 湿球温度计测定湿球温度 的条件是保证纯对流传热， 即气体应有较大的流速和不 太高的温度，否则，热传导 或热辐射的影响不能忽略， 测得的湿球温度会有较大的 误差。 通过测定气体的干球温度 和湿球温度，可以计算气体 的湿度： H H c H (t t w )
湿气体 V, H0, t0, i0
7.4.2干燥过程的热量衡算
(1)预热器热衡
Q V I1 I 0 VC P H1 t1 t0
(2)干燥器热衡
VI GCC pm11 Q补 VI1 GCC pm22 Q损
其中：Cpm湿物料比热容。
C pm C ps C pL X t
7.4 干燥过程的计算
7.4.1 干燥过程的物料衡算 7.4.2干燥过程的热量衡算 7.4.3 干燥系统的热效率 7.4.4 干燥空气出口状态的确定
7.4.1 干燥过程的物料衡算
目的：求水分蒸发量；空气消耗量V鼓风机型号。以 干燥器为控制体，对水作物衡。 水分蒸发量：
W G1 G2 Gc ( X 1 X 2 ) V ( H 2 H1 )
7.4.2干燥过程的热量衡算
3、物衡与热衡联立求解 (1)物料出口温度2估算（一般由实验测定） (2)设计型 已知：GC、X1、X2、H1=H0、Q损(估计),选t1、t2 求：V、H2、 Q 4、连续干燥过程的热效率
H
传热：t> өi(物料表面温度өi低
于气流温度t)：气体固体
t өi pi
M
q
传质： P水汽< Pi（气流中的水
汽分压P水汽<固体表面水分的 分压Pi）：湿物料内部的水 表面气相。 特点：热、质反向传递过程。
W
P水汽
7.1 概述
4、对流干燥流程及经济性
（1）对流干燥流程： 间歇：湿物料被成批放入 干燥器内，特干燥到指定 的含湿要求后一次取出。 连续：湿物料被连续地加入与排出（并流与逆 流）。 经济性：主要取决于能耗和热的利用率。
ps H 0.622 p ps
7.2.1 湿空气的性质
(5)若 t < 总压下湿空气的沸点，0 100%； (6)若 t >总压下湿空气的沸点，湿份 ps> P，最大 (空气全为水汽) < 100%。故工业上常用过热蒸 汽做干燥介质； (7)若 t > 湿份的临界温度，气体中的湿份已是真 实气体，此时 =0，理论上吸湿能力不受限制。
7.3.2水分在气－固两相间的平衡
二、平衡蒸汽压曲线
相对湿度 1.0
结合水分 非结合 水分
pe ps
非结合水 1 结合水
1
0.5
平衡水分 自由水分
0
X*
X
h
湿含量 X
三、平衡水分与自由水分 平衡水分：物料在指定的空气条件下，不能被除 去的那部分水分。 自由水分：能被指定状态的空气带走的水分，也 称自由含水量X。
7.2.1 湿空气的性质 4、四种温度 (1)干球温度 t ：湿空气的真实温度，简称温度 (℃ 或 K)。将温度计直接插在湿空气中即可测量。 (2) 空气的湿球温度t w（Wet-bulb temperature） 定义 液滴 当热、质传递达平衡时， 对流传热 q 表面 气膜 气体对液体的供热速率恰 h tw , H w 等于液体汽化的需热速率 气体 液滴 时： t, H kH kH tw t rw ( H w H ) 对流传质 N
tas t w
7.2.1 湿空气的性质 结论： 对于Air-H2O系统 不饱和空气：t>tw(或tas)>td 饱和空气： t=tw(或tas)=td 二、与过程计算有关的参数 1、湿空气的焓I 定义：湿空气的焓为每kg干空气及其所带kg 水汽所具有的焓，kJ/kg 。 以0℃的气体为基准，水汽的焓以0℃的液态 水为基准，故有
7.1 概述
③ 热能去湿－去湿彻底，但能耗大
向物料供热以汽化其中的水分。这种利用 热能除去固体物料中湿分和单元操作称为干燥 （drying）。 2、物料的干燥方法
（1）传导干燥，热能以传导方式通过传热壁面
加热物料，使其中的湿分汽化。
（2）对流干燥，干燥介质与湿物料直接接触，
以对流方式给物料供热使湿分汽化。
第7章 固体干燥 solid drying
7.1 概述 7.2 湿空气的性质 7.3 固体物料的干燥平衡
7.4 干燥器过程的计算
7.5 干燥速率与干燥时间
7.6干燥器
7.7固体干燥过程的强化与展望
化工原理
第7章 固体干燥
1、掌握的内家 干燥过程原理、目的及实施；湿空气性质及计算、 湿度图构成及应用；水分在气－固相间的平衡； 干燥过程的物料衡算；干燥过程中空气状态的确 定；结合水分、平衡水分和临界水分的概念及相 互关系；恒速干燥与降速干燥的特点。 2、熟悉的内容 干燥过程的热量衡算；干燥器的热效率及提高干 燥过程经济性的途径；恒定干燥条件下干燥速率 与干燥时间计算；干燥过程的强化途径。
绝干空气消耗量
湿废气体 V , H2
干燥产品 G2 , w2
湿物料 G1 , w1
GC X 1 X 2 W V H 2 H1 H 2 H1
热空气 V , H1
7.4.1 干燥过程的物料衡算
干燥空气消耗量V与新鲜空气V/的关系：
V V H0V V 1 H0
2、等压冷却 P=const，ps(t)↓ (1) P水汽 < ps(t) ，H不变， AC线。
·
(2) P水汽 = ps(t) ，t=td,D点
(3)t↓<td→ ps(t) ↓→ H↓,DE线。
7.2.2 湿空气湿度图及其应用
三、绝热增湿过程：Q损=0 空气给水的显热全部变为水分汽化的潜热 返回空气，称为绝热增湿过程。 工程上，常将等焓线近似地看成既是绝热 增湿线，又是等湿球温度线。
s ,t w
t
tw 气体
rw
7.2.1 湿空气的性质
(3)绝热饱和冷却温度tas 大量水与空气长期接触，气温变化的极限温 度称为绝热饱和温度。
ras t as t ( H as H ) cH
注：lewis规则：对于Air-H2O系统
cH
kH
tw t
rtw
kH
( H s ,t w H )
7.1 概述
(3)辐射干燥，热能以电磁波形式由辐射器发射
到湿物料表面，被物料吸收并转化为热能，使
湿分汽化。
（4）介电加热干燥，将需要干燥的物料置于高 频电场中，利用高频电场的交变作用将湿物料 加热，并汽化湿分。 本章讨论以空气为干燥介质，湿分为水的对
流干燥过程。
7.1 概述
3、对流干燥过程的特点
Q加 Q利用 Q废 Q固温升 Q损
7.2 湿空气的性质与湿度图
7.2.1 湿空气的性质
7.2.2 湿空气的湿度图及其应用
7.2.1 湿空气的性质
一、空气中水分含量的表示方法 1、水汽分压p水汽与露点td 在总压p=const，将水汽分压为p的空气等湿 冷却至饱和状态，此时的温度称为露点td
7.3.2水分在气－固两相间的平衡
X X t X * ( X t X max ) ( X max X * )
小结： 1、比较 (1)在一定温度下，物料结合水分与非结合水分的划分只 取决于物料本身的特点，而与空气的状态无关。 (2)平衡水与自由水的划分不仅与物料的性质有关，而且 取决于空气的状态。 2、关系 非结合水+结合水=自由水+平衡水 自由水=可除去的全部非结合水+可除去的部分结合水 返回 平衡水=不可除去的部分结合水
7.3 固体物料的干燥平衡
7.3.1 物料中水分含量的表示方法
7.3.2水分在气－固两相间的平衡
7.3.1 物料中水分含量的表示方法
(1)湿基含水量w
湿物料中水分的质量 w 湿物料总质量
(2)干基含水量Xt
湿物料中水分的质量 X 湿物料中绝干料的质量 w X 两者关系： X w 1 w 1 X
第7章 固体干燥
3、了解内容 常用干燥器的性能特点及选用原则；各种干燥 方法的基本原理、特点及应用。
7.1 概述
1、物料去湿的方法 （1）干燥工程目的：去湿——去除固体物料中 含有的湿分（水或有机溶剂） （2）去湿方法 ①机械去湿：离心过滤、压滤、抽滤等 ②吸附去湿 用某种平衡水汽分压很低的干燥剂（如 CaCl2、硅胶等）与湿物料并存，使物料种的水 分相继经气相而转入干燥剂内。
当ps p
ps p水汽 当ps p p
p水汽
7.2.1 湿空气的性质
说明： (1)值说明湿空气偏离饱和空气或绝干空气的程 度， 值越小吸湿能力越大； (2) = 0 ，p=0时，表示湿空气中不含水分，为 绝干空气。 (3) = 1 ，p=ps时，表示湿空气被水汽所饱和， 不能再吸湿。 (4)对于空气-水系统
7.2.1 湿空气的性质 湿球温度是大量空气与少量水长期接触后 水面的温度(水温变化的极限温度)。 结论： tw = f (t, H) ，气体的 t 和 H 一定，tw 为定值。 当t不太高，流速>5m/s时，Air-H2O系统