专题十五 流化干燥实训装置（课件）-《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 《化工单元操作》（第1版）化工社 专题复习讲练测 1 一.考纲解读 二.知识点梳理和重点概念复习 三.真题或常考题讲解 四.课内练习及讲评 五.内容归纳小结 CONTENTS 01 一.考纲解读 02 二.知识点梳理和重点概念复习 03 三.常考习题练习与讲解 04 四.课内练习与讲解 05 五.课堂小结 目录 考纲解读 01 简述机械去湿、吸附去湿、热能去湿的具体方式及适用场景。 举例说明干燥操作在不同工业领域的具体用途。 区分传导干燥、对流干燥、辐射干燥、介电加热干燥的特点及实例。 解释湿空气总压力的组成及影响因素。 相对湿度的定义及与含湿量的关系。 常见考点： 01 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。 02 03 考纲解读 01 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。 考试要求： 考纲解读 01 选择题 下列属于机械去湿方法的是、 以下哪种干燥器属于传导干燥 填空题 干燥分类包括什么、湿空气的相对湿度是什么与同温度下饱和湿空气绝对湿度之比 简答题 比较厢式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器、喷雾干燥器的优缺点 易考题型： 考纲解读 01 知识点思维导图： 知识点梳理和重点概念复习 02 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”。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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： 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 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。 知识点梳理： 知识点梳理和重点概念复习 02 重点概念复习： 1.湿物料中含有的水分或其他液体称为湿分。 2.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”。 3.湿空气是指含有水蒸气的空气，完全不含水蒸气的空气称为干空气。在干燥过程中，湿空气被加热后称为热空气，既是载热体，又是载湿体。 4.将不饱和的空气在总压和湿度保持不变的情况下，进行冷却而达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点。 常考题练习与讲解 03 选择题 1.( )越少，湿空气吸收水汽的能力越大。 A.湿度 B.绝对湿度 C.饱和湿度 D.相对湿度 答案：D。 解析：相对湿度是湿空气中水蒸气的实际含量与同温度下饱和湿空气含量之比。相对湿度越低，表明湿空气距离饱和状态越远，吸收水汽的能力就越大。 常考习题练习与讲解 03 选择题 2.50kg湿物料中含水10kg，则干基含水量为( )%。 A.15 B.20 C.25 D.40 答案：C。 解析：绝干物料的质量为 50 - 10 = 40kg。 干基含水量 = 水的质量÷绝干物料质量×100% = 10÷40×100% = 25%。 常考习题练习与讲解 03 选择题 3.对于木材干燥，( )。 A.采用干空气有利于干燥 B.采用湿空气有利于干燥 C.应该采用高温空气干燥 D.应该采用明火烤 答案：A。 解析：木材干燥时，采用干空气有利于干燥。因为干空气相对湿度低，吸收水汽的能力强，能够更快地带走木材中的水分。 常考习题练习与讲解 03 选择题 4.反映热空气容纳水汽能力的参数是( )。 A.绝对湿度 B.相对湿度 C.湿容积 D.湿比热容 答案：B。 解析：相对湿度反映了湿空气中水蒸气的实际含量与同温度下饱和湿空气含量之比，相对湿度越低，热空气距离饱和状态越远，容纳水汽的能力就越大。 常考习题练习与讲解 03 选择题 5.在总压不变的条件下，将湿空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾，此时的冷壁温度称为( )。 A.湿球温度 B.干球温度 C.露点 D.绝对饱和稳定 答案：C。 解析：在总压不变的条件下，将湿空气与不断降温的冷壁相接触，直至空气在光滑的冷壁面上析出水雾，此时的冷壁温度称为露点。 常考习题练习与讲解 03 选择题 6.将氯化钙与湿物料放在一起，使物料中水分除去，这时采用的去湿方法是( )。 A.机械去湿 B.吸附去湿 C.供热去湿 D.无法确定 答案：B。 解析：将氯化钙与湿物料放在一起，氯化钙作为吸附剂吸收湿物料中的水分，这种去湿方法是吸附去湿。 常考习题练习与讲解 03 选择题 7.湿空气不能作为干燥介质的条件是( )。 A.相对湿度大于1 B.相对湿度等于1 C.相对湿度等于0 D.相对湿度小于0 答案：B。 解析：当相对湿度等于 1 时，表明湿空气已经达到饱和状态，不能再吸收水分，所以不能作为干燥介质。 常考习题练习与讲解 03 选择题 8.干燥计算中，湿空气初始性质绝对湿度及相对湿度应取( )。 A.冬季平均最低值 B.冬季平均最高值 C.夏季平均最高值 D.夏季平均最低值 答案：C。 解析：在干燥计算中，为了保证干燥过程在最不利的条件下也能正常进行，湿空气初始性质绝对湿度及相对湿度应取夏季平均最高值。 常考习题练习与讲解 03 判断题 1.利用浓硫酸吸收物料中的湿分是干燥。 ( ) 答案：错误。 解析：利用浓硫酸吸收物料中的湿分是吸附去湿，而不是干燥。干燥是指通过热能等方式使物料中的水分变成蒸汽而除去的操作。吸附去湿是利用吸附剂吸附物料中的水分，没有涉及到水分的汽化。 常考习题练习与讲解 03 判断题 2.对于饱和空气，其干球温度>湿球温度>露点温度总是成立的。 ( ) 答案：错误。 解析：对于饱和空气，其干球温度、湿球温度和露点温度相等。只有对于不饱和空气，干球温度＞湿球温度＞露点温度才成立。 常考习题练习与讲解 03 判断题 3.干燥过程是传热和传质双向过程。 ( ) 答案：正确。 解析：在干燥过程中，一方面热空气将热量传递给湿物料，使物料中的水分汽化，这是传热过程；另一方面，汽化的水分从物料内部向周围空气扩散并被空气带走，这是传质过程。所以干燥过程是传热和传质双向过程。 常考习题练习与讲解 03 判断题 4.喷雾干燥器干燥得不到粒状产品。 ( ) 答案：错误。 解析：喷雾干燥器可以通过控制雾化方式和干燥条件等，得到不同形态的产品，包括粒状产品。 常考习题练习与讲解 03 判断题 5.干燥进行的必要条件是物料表面的水汽的压力必须大于干燥介质中水汽(或其他蒸气)的分压。 ( ) 答案：错误。 解析：物料表面的水汽压力必须大于干燥介质中水汽（或其他蒸气）的分压时，干燥无法进行；只有物料表面的水汽压力小于干燥介质中水汽（或其他蒸气）的分压时，干燥才能进行。 常考习题练习与讲解 03 判断题 6.湿空气的湿球温度总是高于露点温度。（ ） 答案：错误。 解析：对于不饱和空气，湿球温度高于露点温度；但对于饱和空气，湿球温度等于露点温度。所以湿空气的湿球温度并不总是高于露点温度。 常考习题练习与讲解 03 填空题 1.常见的对流干燥器有厢式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器和 。 答案：喷雾干燥器。 解析：常见对流干燥器的种类有厢式干燥器、转筒干燥器、气流干燥器、流化床干燥器和喷雾干燥器。 常考习题练习与讲解 03 填空题 2.厢式干燥器的特点是 。 答案：结构简单、适应性强。 解析：厢式干燥器的特点是结构简单、适应性强。 常考习题练习与讲解 03 填空题 3.转筒干燥器适用于 、 的干燥。 答案：颗粒状、块状物料。 解析：转筒干燥器的适用物料是颗粒状、块状物料。 常考习题练习与讲解 03 填空题 4.气流干燥器的干燥速度 。 答案：快。 解析：气流干燥器的特点之一是干燥速度快。 常考习题练习与讲解 03 填空题 5.干燥装置附件旋风分离器的作用是 。 答案：分离气体中的固体颗粒。 解析：旋风分离器在干燥装置中的作用是分离气体中的固体颗粒。 常考习题练习与讲解 03 填空题 6.在干燥分类中，利用电磁波进行干燥的是 干燥。 答案：辐射干燥。 解析：辐射干燥是利用辐射能（如红外线、微波等，都属于电磁波的范畴）直接照射物料，使物料中的水分吸收辐射能后升温汽化。 课内练习与讲解 04 简答题 1.举例说明旋风分离器和布袋除尘器在干燥装置中的作用。 答案：旋风分离器在干燥装置中主要用于分离干燥后的物料与气体中的固体颗粒。它利用离心力的作用，使固体颗粒在旋转气流中被甩向器壁，然后落入收集装置中。例如在气流干燥器和流化床干燥器中，旋风分离器可以有效地回收物料，提高产品的收率。布袋除尘器则是通过过滤的方式去除气体中的粉尘颗粒。它由布袋和清灰装置组成，含尘气体通过布袋时，粉尘被拦截在布袋表面，净化后的气体排出。在一些对粉尘排放要求较高的干燥过程中，布袋除尘器可以保证排放的气体符合环保标准。 课内练习与讲解 04 简答题 2.吸附去湿的原理是什么？举例说明其应用。 答案：吸附去湿是利用吸附剂对水分的吸附作用来去除湿分。常见的吸附剂有硅胶、氯化钙等。例如在一些精密仪器的包装中，会放置硅胶干燥剂来吸附空气中的水分，防止仪器受潮损坏。在食品加工行业中，也会使用吸附剂来保持产品的干燥。 课内练习与讲解 04 简答题 3.对流干燥的优势有哪些？ 答案：对流干燥利用热空气与湿物料的对流进行传热传质。优势在于干燥速度快，适用于各种形态的物料。热空气可以迅速带走物料表面的水分，提高干燥效率。设备简单，操作方便，在工业生产中应用广泛，如粮食干燥、木材干燥等。 课内练习与讲解 04 简答题 4.湿空气含湿量的定义及影响因素。 答案：湿空气含湿量是指单位质量干空气中所含水蒸气的质量。影响因素主要有湿空气的温度、压力和相对湿度。温度升高，饱和水汽压增大，在相同相对湿度下，含湿量会增加。压力变化也会影响含湿量，一般压力增大，含湿量也会有所增加。相对湿度越大，含湿量越高。 课内练习与讲解 04 简答题 5.湿空气露点的概念及实际应用。 答案：湿空气在等压下冷却至饱和状态时的温度即为露点。当湿空气的温度降低到露点以下时，空气中的水蒸气就会凝结成水滴。在实际应用中，露点可以用来判断湿空气是否会在管道、设备等表面结露，从而采取相应的防潮措施。在干燥过程中，也可以通过控制湿空气的温度使其高于露点，防止水分冷凝。 课堂小结 05 在本次流化干燥实训装置课程中，我们学习了丰富的干燥知识。 首先，了解了去除湿分的三种主要方法，包括机械去湿、吸附去湿和热能去湿。认识到干燥在工业中的广泛用途，如延长产品保质期、提高药品稳定性等。掌握了不同的干燥分类，如传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥各自的特点。明确了湿空气的压力、含湿量、相对湿度、湿球温度和露点等重要参数的意义。学会了用湿基和干基两种方式表达湿物料含水量，能够运用湿度图分析湿空气状态。深入理解了对流干燥原理以及常见对流干燥器如厢式、转筒、气流、流化床和喷雾干燥器的工作特点和适用场景。同时，也了解了干燥装置附件旋风分离器和布袋除尘器在分离固体颗粒和净化气体方面的重要作用。 通过本次课程的学习，为我们在实际生产中的干燥操作提供了坚实的理论基础和实践指导。 课堂小结 05 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。 感谢观看 $$