专题十五 流化干燥实训装置（讲义）-《化工单元操作》（化工社） 专题复习讲练测

专题十五 流化干燥实训装置（教案）-《化工单元操作》化工社-专题复习讲练测 [考纲要求] 1.掌握去除湿分的三种方法的原理及应用场景。理解干燥操作在工业中的主要用途。 2.了解湿空气相对湿度的概念，以及与含湿量的关系和对空气吸湿能力的影响。 3.能够列举含水量的不同表达方式，并能够进行相互转换。 [课时安排] 2课时 [知识梳理] 一、去湿方法 湿物料中含有的水分或其他液体称为湿分。去除湿分的方法，常见的有三种：机械去湿、吸附去湿以及热能去湿。 机械去湿指的是用压滤、抽吸、过滤和离心分离等方法来除去湿分的方法，通常不能将湿分完全去除。 吸附去湿指的是用固体吸附剂等吸湿性物料来除去湿分，这种方法能耗低、去湿程度高，但是费用高、去湿速度较慢。 热能去湿指的是借热能使物料的湿分汽化，并将汽化所产生的蒸汽除去的方法，称为固体干燥，简称为“干燥”。 二、干燥分类 传导干燥-热量以传导方式通过固体壁面传给湿物料，湿物料与加热介质不直接接触的干燥方式，又称作间接加热干燥。其特点是热能利用率高，物料容易过热变质。 对流干燥-热量以对流方式通过干燥介质传给湿物料，湿物料与干燥介质直接接触的干燥方式，又称作直接加热干燥。其特点是物料不易过热，但热能利用率较差。常见的设备有流化床干燥器、烘箱等。 辐射干燥-热能以电磁波的形式由辐射器发射至湿物料表面，被湿物料吸收后再转变为热能后将湿物料中的湿分汽化并除去的干燥方式。其特点是生产能力大，产品洁净且干燥均匀，但能耗 高。常见的设备有红外线干燥器。 介电加热干燥-这种干燥方式是将湿物料置于高频电场内，在高频电场的作用下，物料内部分子因振动而发热，从而达到干燥目的。例如家庭使用的微波炉等设备就属于此种方式。 三、湿空气的压力 根据道尔顿分压定律，湿空气的总压等于绝干空气的分压和水蒸气的分压之和，即： 式中 w—水蒸气； a—绝干空气； p—湿空气的总压，Pa; —湿空气中水蒸气和绝干空气的分压，Pa。 四、含水量的表达方式 物料中含水量的表达有干基含水量和湿基含水量两种方式。 1.湿基含水量 单位质量湿物料所含水分的质量，为湿物料中水分的质量分数，称为湿物料的湿基含水量，用符号w表示： 式中 —湿物料中水分的质量，kg； m —湿物料总质量，kg。 2.干基含水量 单位干料中所含水分的质量，即湿物料中水分质量与干料质量的比值，称为湿物料的干基含水量，用符号X表示： 式中 —湿物料中干料的质量，kg。 两种含水量之间的换算关系为： 五、转筒干燥器 转筒干燥器的主体是一个与水平面稍成倾角的钢制圆筒，其内壁装有许多抄板，可将物料抄起来又洒下，既增大物料与空气的接触面积，又促使物料缓慢前行，转筒外壁装有两个滚筒，筒身被齿轮带动而回转。转筒干燥器生产能力大、气流阻力小、操作弹性大、操作方便，但消耗的钢材量多、设备笨重、基建费用较高、占地面积大，适用于干燥大量生产散粒状或小块状物料的场合。 六、布袋除尘器 布袋除尘器是一种干式除尘装置，主要由上部箱体、中部箱体、下部箱体(灰斗)、清灰系统和排灰机构等部分组成，也称过滤式除尘器(袋式除尘器)。它是利用纤维编织物制作的袋式过滤元件来捕集含尘气体中固体颗粒物的除尘装置，其作用原理是尘粉在通过滤布纤维时与纤维接触而被拦截，滤袋上收集的粉尘定期通过清灰装置清除并落入灰斗，再通过出灰系统排出。通过布袋除尘器可以捕集0.1~1μm的颗粒，可以较彻底地净化废气，基本达到废气排放的标准。 [真题练讲] 1.（2019年山东省统一考试）当被干燥的粒状物料要求磨损不大，而产量较大时，选用( )较合适。 A.气流式 B.厢式 C.转筒式 D.流化床式 【答案】C。 【解析】转筒式干燥器适用于处理量大且对物料磨损要求不大的粒状物料。气流式干燥器适合于粉状物料；厢式干燥器适用于少量物料的干燥；流化床式干燥器适合颗粒状物料，但对于磨损不大且产量大的粒状物料，转筒式更为合适。 2.（2022年黑龙江省统一考试）对于对流干燥器，干燥介质的出口温度应( )。 A.低于露点 B.等于露点 C.高于露点 D.不能确定 【答案】C。 【解析】如果干燥介质的出口温度低于露点，会导致湿空气中的水蒸气在干燥器或后续设备中冷凝，影响干燥效果甚至可能损坏设备。所以干燥介质的出口温度应高于露点。 3.（2022年浙江省统一考试）欲从液体料浆直接获得固体产品，则最适宜的干燥器是( )。 A.气流干燥器 B.流化床干燥器 C.喷雾干燥器 D.厢式干燥器 【答案】C。 【解析】喷雾干燥器可以将液体料浆通过雾化器雾化成微小液滴，与热空气接触后迅速干燥，直接获得固体产品。 4.（2020年浙江省统一考试）属于空气干燥器的是( )。 A.热传导式干燥器 B.辐射形式干燥器 C.对流形式干燥器 D.传导辐射干燥器 【答案】C。 【解析】空气干燥器主要是利用热空气作为干燥介质，通过热空气与湿物料的对流进行传热传质，从而实现干燥，属于对流形式干燥器。 5.（2023年浙江省统一考试）气流干燥器适用于干燥( )介质。 A.热固性 B.热敏性 C.热稳定性 D.一般性 【答案】B。 【解析】气流干燥器的特点是干燥速度快，物料在干燥器内停留时间短，因此适用于干燥热敏性介质，可避免物料因长时间受热而发生变质等情况。 [限时练讲] 1.若需从牛奶料液直接得到奶制品，可选用( )。 A.沸腾床干燥器 B.气流干燥器 C.转筒干燥器 D.喷雾干燥器 【答案】D。 【解析】喷雾干燥器可以将液体料液（如牛奶料液）通过雾化器雾化成微小液滴，与热空气接触后迅速干燥，直接得到粉末状的奶制品。 2.要小批量干燥晶体物料，该晶体在摩擦下易碎，但又希望产品保留较好的晶形，应选用( )。 A.厢式干燥器 B.滚筒干燥器 C.气流干燥器 D.沸腾床干燥器 【答案】A。 【解析】厢式干燥器适用于小批量物料的干燥。对于晶体物料，在摩擦下易碎且希望保留较好晶形，厢式干燥器相对温和，物料在其中受到的机械作用较小，能较好地满足要求。 3.在( )两种干燥器中，固体颗粒和干燥介质呈悬浮状态接触。 A.厢式与气流 B.厢式与流化床 C.滚筒与气流 D.气流与流化床 【答案】D。 【解析】在气流干燥器中，固体颗粒被热气流吹起呈悬浮状态，与干燥介质热气流充分接触进行干燥。在流化床干燥器中，固体颗粒被向上流动的热空气流化，呈悬浮状态与干燥介质接触。 4.以下哪种去湿方法主要通过物理挤压实现？（ ） A.机械去湿 B.吸附去湿 C.热能去湿 D.介电加热干燥 【答案】A。 【解析】机械去湿可以通过过滤、离心分离、压榨等物理挤压的方式实现去除水分。 5.传导干燥主要是通过（ ）传递热量。 A.热辐射 B.对流传热 C.热传导 D.电磁波 【答案】C。 【解析】传导干燥主要依靠热传导进行热量传递，热量通过固体壁面传递给湿物料。 6.湿空气的湿球温度通常（ ）干球温度。 A.高于 B.等于 C.低于 D.不确定与干球温度的关系 【答案】C。 【解析】湿球温度是在湿空气绝热饱和条件下测定的，一般低于干球温度。 7.在干燥分类中，利用高频电场进行干燥的是（ ）。 A.辐射干燥 B.对流干燥 C.介电加热干燥 D.传导干燥 【答案】C。 【解析】介电加热干燥是利用高频电场使物料内部产生热量进行干燥。 8.简述机械去湿的方法及适用场景。 【答案】机械去湿通常包括过滤、离心分离、压榨等方法。适用于去除物料中的游离水分，对于固体颗粒与液体的分离较为有效。例如在矿山、化工等行业中，可用于初步去除物料中的水分，为后续的深度干燥做准备。 9.热能去湿在工业中有哪些具体用途？ 【答案】热能去湿在工业中用途广泛。例如在食品加工中，通过加热干燥可以去除食品中的水分，延长食品的保质期。在制药行业，对药品进行干燥可以提高药品的稳定性。在化工生产中，干燥原材料和产品可以保证生产过程的顺利进行和产品质量。 10.传导干燥的特点是什么？ 【答案】传导干燥主要是通过热量的传导进行干燥。其特点是热量通过固体壁面传递给湿物料，热效率较高。适用于对热敏感程度较低、需要均匀加热的物料，如膏状物料等。但传导干燥的速度相对较慢，设备结构较为复杂。 11.辐射干燥的原理及适用范围。 【答案】辐射干燥是利用辐射能（如红外线、微波等）直接照射物料，使物料中的水分吸收辐射能后升温汽化。适用于对温度敏感、不能承受高温的物料，如塑料、橡胶等。辐射干燥速度快，能穿透物料内部，使物料整体受热均匀。 12.介电加热干燥的工作方式是怎样的？ 【答案】介电加热干燥是利用高频电场使物料内部的极性分子产生剧烈运动，从而产生热量使水分汽化。适用于粉状、颗粒状等物料，尤其是那些具有一定导电性的物料。这种干燥方式加热速度快，选择性加热，能在较短时间内达到干燥目的。 [学法建议] 重点复习知识点： 1.去除湿分的方法，常见的有三种：机械去湿、吸附去湿以及热能去湿。 2.干燥分类：传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥。 3.物料中含水量的表达有干基含水量和湿基含水量两种方式。 4.常见的对流干燥器：厢式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器。 阅读相关教材和课堂笔记，梳理重点知识点和关键概念。制作复习提纲或思维导图，以帮助理清知识框架和内部逻辑。进行练习题和例题的练习，加深对知识的理解和应用。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$