模块六 干燥(课件）-《化工单元操作》同步教学（化学工业出版社）

模块六 干燥 模块六 干燥 干燥是利用热能除去固体物料中湿分（水分或其它液体）的化工单元操作 。 干燥是利用热能去湿的操作，能量消耗较大，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。 任务一 了解干燥过程及其应用 一、干燥在化工生产中的应用 ① 便于贮藏和运输 ② 满足后序工艺要求 ③ 提高产品质量和有效成分 二、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机械去湿法 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物理去湿法 （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热能去湿法（加热去湿法） 即利用热能使湿物料中的湿分气化而去湿的方法。 三、干燥操作方法的分类 （一）按操作压强分类 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。 （二）按操作方式分类 分为连续操作和间歇操作。间歇操作适用于小批量、多品种或要求干燥时间很长的特殊场合。 （三）按传热方式分类 （１）传导干燥　热能通过传热壁面以传导方式传给物料，产生的湿分蒸汽被气相(又称干燥介质)带走，或用真空泵排走。 （２）对流干燥　使干燥介质直接与湿物料接触，热能以对流方式加入物料，产生的蒸汽被干燥介质带走。干燥介质在这里是载热体又是载湿体。 （３）辐射干燥　 由辐射器产生的辐射能以电磁波形式达到固体物料的表面，为物料吸收而转变为热能，从而使湿分气化。 （4）介电加热干燥(微波炉) 此法是将待干燥物料置于高频电场内，由于高频电场的交互作用，使物料内部的极性分子（如水分子）产生振动，其振动能量使物料发热而达到干燥的目的。 （5）冷冻干燥 是将含水物料温度降到冰点以下，使水分冷冻成冰，然后在较高真空度下使冰直接升华而除去水分的干燥方法。 化工生产中常采用连续操作的对流干燥，以不饱和热空气为干燥介质，湿物料中的湿分也多为水分。本模块即以空气——水系统为讨论对象。 四、对流干燥流程 （一）对流干燥原理 图9－1 热空气与湿物料间的传热和传质 图9－1 热空气与湿物料间的传热和传质 对流干燥过程是传质和传热同时进行的过程。 干燥介质既是载热体又是载湿体。 （二）对流干燥的条件 干燥进行的必要条件是物料表面的水气的压强必须大于干燥介质中水气的分压，在其它条件相同的情况下，两者差别越大，干燥操作进行得越快。 干燥速率由传热速率和传质速率所支配。 （三）对流干燥流程 任务二 认知干燥设备 一、对干燥设备的基本要求 ① 能保证干燥产品的质量要求，如含水量、形状、粒度、强度等； ② 要求干燥速率快，干燥时间短，能耗低； ③ 热效率要高 ④ 操作控制方便，劳动条件良好，附属设备简单。 1.厢式干燥器 结构简单，适应性强，操作灵活,但它具有物料不能翻动、干燥不均匀、所需干燥时间长、装卸劳动强度大、操作条件差等缺点。目前常用于实验室和小规模间歇生产。 2.气流干燥器 结构简单，造价低，占地面积小，操作稳定，便于实现自动化控制。由于干燥速度快，停留时间短，对一些热敏性物料在较高温度下干燥也不会变质。其缺点是气流阻力很大，动力消耗多，干燥器的主体设备太高，被干燥的物料易磨碎，旋风分离器负荷大，且不宜于干燥有毒的物质。 3.沸腾床干燥器 （流化床干燥器 ） 沸腾床干燥器是流态化技术在干燥操作上的应用 结构简单，造价低，物料在干燥器内的停留时间长短可以调节。两相接触好，干燥速率快，热效率高，多用于干燥粒径为0.03~0.6mm的散粒状物料。由于此种干燥器优点多，所以应用较广泛。 4.喷雾干燥器 用喷雾器将含水量在70%~80%以上的溶液、悬浮液、浆状液或熔融液等喷成直径小于10~60µm的雾滴，分散于热空气气流之中，使水分迅速汽化，而达到干燥目的。 干燥进行很快，一般只需3~30s；可以从料液直接得到粉末产品，能避免干燥操作中的粉末飞扬，改善了劳动条件；适用于热敏性物料；操作稳定，容易实现连续化和自动化操作。 缺点是：设备庞大，能量消耗大，热效率低。它