化工原理-干燥-课件.ppt

1、石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 加料 单层圆筒沸腾床干燥器 至分离器出料热空气分布盘第十章第十章 干干 燥燥石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.1 10.1 概述概述10.1.1 10.1.1 干燥的目的、本质及分类干燥的目的、本质及分类10.1.1.1 10.1.1.1 目的目的 将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）将湿固体物料除去湿分（水或其他液体）去湿。去湿。去湿的方法：去湿的方法：（1 1）机械去湿机械去湿，即通过压榨、过滤、离心分离等方

2、法去，即通过压榨、过滤、离心分离等方法去湿，这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完湿，这是一种低能耗的去湿方法，但这种方法湿分的除去不完全。全。（2 2）热能去湿热能去湿，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化，即借热能使物料的湿分汽化，并将汽化产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种产生的蒸汽由惰性气体带走或用真空抽吸而除去的方法，这种方法简称为方法简称为干燥干燥。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.1.1.2 10.1.1.2 本质本质 本质本质：水分从物料表面向气相转移的：水分从物料表面向气

3、相转移的过程。干燥过程是传质和传热相结合的过过程。干燥过程是传质和传热相结合的过程（热、质反向传递），干燥速率同时由程（热、质反向传递），干燥速率同时由传热速率和传质速率所支配。传热速率和传质速率所支配。必要条件必要条件：被干燥物料表面上的蒸汽：被干燥物料表面上的蒸汽压超过干燥介质中的蒸汽分压，即压超过干燥介质中的蒸汽分压，即pm pw。p=(pm-pw),干燥速率干燥速率 因此，作为干燥介质的热空气必须不断提供热量给湿因此，作为干燥介质的热空气必须不断提供热量给湿物料，使湿物料表面的水分不断汽化物料，使湿物料表面的水分不断汽化pm,物料内部的水分物料内部的水分可继续扩散到表面来。另一方面，干

4、燥介质应及时将汽化可继续扩散到表面来。另一方面，干燥介质应及时将汽化的水汽带走的水汽带走pw，以保持一定的传质推动力，以保持一定的传质推动力p。物料湿分热空气tQNpiip热空气与物料间传热和传质石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.1.1.3 10.1.1.3 分类分类 根据热能传递方式的不同分成以根据热能传递方式的不同分成以下四类：下四类：（1 1）传导干燥）传导干燥 刮刀刮刀加料加料产品产品加热蒸汽加热蒸汽传导干燥传导干燥滚筒干燥器滚筒干燥器 能通过传热壁面以传导方式传给能通过传热壁面以传导方式传给与壁面接触的湿物

5、料。与壁面接触的湿物料。优点：热能利用程度较高；优点：热能利用程度较高；缺点：与金属壁面接触的物料在缺点：与金属壁面接触的物料在干燥时易形成过热而变质。干燥时易形成过热而变质。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（2 2）对流干燥）对流干燥 热能以对流方式由热空气传热能以对流方式由热空气传给与其直接接触的湿物料，产生给与其直接接触的湿物料，产生的蒸汽也由热空气带走。的蒸汽也由热空气带走。优点：热空气的温度调节比优点：热空气的温度调节比较方便，物料不至于被过热。较方便，物料不至于被过热。缺点：热空气离开干燥器时缺点：热空气离开干

6、燥器时尚带有相当大的一部分热能，因尚带有相当大的一部分热能，因此对流干燥的热能利用程度比传此对流干燥的热能利用程度比传导干燥差。导干燥差。出料出料至分离器至分离器加料加料热空气热空气分布板分布板石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（3 3）辐射干燥）辐射干燥 热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被热能以电磁波的形式由辐射器发射到达湿物料表面，被湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目湿物料吸收后又转变为热能将水分加热汽化而达到干燥的目的。的。优点：生产强度大，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使优点：生产强度大

7、，产品干燥均匀而洁净，设备紧凑使用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。用灵活，可以减少占地面积，缩短干燥时间。缺点：电能消耗大。缺点：电能消耗大。（4 4）介电加热干燥）介电加热干燥 将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料将需要干燥的物料置于高频电场内，依靠电能加热物料并使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，并使湿分汽化。此法由于加热的能量是由高频装置产生的，其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。其所需的费用较大，故在工业上的应用受到限制。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.1.2 10.

8、1.2 对流干燥流程及其经济性对流干燥流程及其经济性对流干燥流程示意图（并流、连续）对流干燥流程示意图（并流、连续）预热器预热器湿物料湿物料干燥产品干燥产品空气空气干燥器干燥器废气废气经济性：能耗和热的利用率经济性：能耗和热的利用率石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering ggvvMnMnH量湿空气中绝干空气的质湿空气中水气的质量gvvvgvnnpPppp1 水蒸气分压水蒸气分压pv 空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分空气中水蒸气分压愈大，水分含量就愈高，根据气体分压定律，则有压定律，则有2 湿度湿度(humidit

9、y)H 又称为湿含量或绝对湿度又称为湿含量或绝对湿度(absolute humidity)。它以湿空它以湿空气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用气中所含水蒸汽的质量与绝对干空气的质量之比表示，使用符号，其单位为：符号，其单位为：kg水气水气/kg干空气干空气。10.2 10.2 湿空气的性质及湿度图湿空气的性质及湿度图10.2.1 10.2.1 湿空气的性质湿空气的性质 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 常温下，湿空气可视为理想气体，则有常温下，湿空气可视为理想气体，则有vvvvpPppPpH622.0)(

10、2918 在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压在饱和状态时，湿空气中水蒸气分压pv等于该空气温度等于该空气温度下纯水的饱和蒸气压下纯水的饱和蒸气压ps，则有则有ssspPpH622.0 由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿由于水的饱和蒸气压仅与温度有关，故湿空气的饱和湿度是温度和总压的函数，即度是温度和总压的函数，即),(PtfHs石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 3 相对湿度相对湿度%100svpp当当pv=0时，时，=0，表示湿空气不含水分，即为绝干空气。表示湿空气不含水分，即为绝干空气。当当pv=ps时，时，

11、=1，表示湿空气为饱和空气。表示湿空气为饱和空气。在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压在一定温度及总压下，湿空气的水汽分压pv 与同温度下与同温度下水的饱和蒸汽压水的饱和蒸汽压 pS 之比的百分数，称为相对湿度之比的百分数，称为相对湿度(relative humidity)，用符号用符号表示，即表示，即 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering u相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用相对湿度：可以说明湿空气偏离饱和空气的程度，能用于判定该湿空气能否作为干燥介质，于判定该湿空气能否作为干燥介质，值与越小，则吸湿值与越小，

12、则吸湿能力越大。能力越大。sspPpH622.0u湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气湿度：是湿空气含水量的绝对值，不能用于分辨湿空气的吸湿能力。的吸湿能力。在一定总压和温度下，两者之间的关系为在一定总压和温度下，两者之间的关系为相对湿度和绝对湿度的关系相对湿度和绝对湿度的关系石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 4 湿空气的比热湿空气的比热CH vgHHccc式中式中 cH湿空气的比热，湿空气的比热，kJ/(绝干气绝干气oC)；cg绝干空气的比热，绝干空气的比热，kJ/(绝干气绝干气oC)；cv水气的比热，水气的

13、比热，kJ/(水气水气oC)HcH88.101.1上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数上式说明：湿空气的比热只是湿度的函数。在常压下，将湿空气中在常压下，将湿空气中1kg绝干空气及相应绝干空气及相应kg 水汽的温度水汽的温度升高（或降低）升高（或降低）1oC所需要（或放出）的热量，称为比热，又所需要（或放出）的热量，称为比热，又称为湿热，用符号称为湿热，用符号CH表示，单位是表示，单位是kJ/(绝干气绝干气oC)，即即 在常用的温度范围内，有在常用的温度范围内，有石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 5 湿空气的焓湿空气的焓

14、IHHHrtHccIvg2490)88.101.1()(00 湿空气中湿空气中1kg绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿绝干空气的焓与相应水汽的焓之和，称为湿空气的焓，用符号空气的焓，用符号I表示，单位是表示，单位是kJ/kg干空气。干空气。注：空气的焓是根据干空气及液态水在注：空气的焓是根据干空气及液态水在0 oC时焓为零作基准而计算的，因时焓为零作基准而计算的，因此，对于温度为此，对于温度为t 及湿度为的湿空气，其焓包括由及湿度为的湿空气，其焓包括由0o C的水变为的水变为0o C的的水汽所需的潜热及湿空气由水汽所需的潜热及湿空气由0oC升温至升温至t oC所需的显热之和，即所需的显热之

15、和，即 I=Ig+IvH 式中式中湿空气的焓，湿空气的焓，kJ/kg绝干气；绝干气；Ig 绝干空气的焓，绝干空气的焓，kJ/kg绝干气；绝干气；Iv水气的焓，水气的焓，kJ/kg水气。水气。t石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 6 湿空气的比容湿空气的比容vH 绝干气水气绝干气kgmmvH33PtHPtHvH5510013.12732734.22)244.1772.0(10013.12732734.22)18291(在湿空气中，在湿空气中，1kg绝干气体积和相应的绝干气体积和相应的Hkg水气体积之和，水气体积之和，称为湿空气

16、的比容，亦称湿容积称为湿空气的比容，亦称湿容积(humid volume)，用符号用符号v vH表示，单位为：表示，单位为：m3湿空气湿空气/kg绝干气。绝干气。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 7 露点露点 td dddtststspPpH,622.0dddtststsHPHp,622.0 不饱和的空气在湿含量不变的情况下冷却，达到饱和状不饱和的空气在湿含量不变的情况下冷却，达到饱和状态时的温度，称为该湿空气的露点态时的温度，称为该湿空气的露点(dew piont),用符号用符号td表示。表示。当空气从露点继续冷却时，其

17、中部分水蒸汽便会以露珠的当空气从露点继续冷却时，其中部分水蒸汽便会以露珠的形式凝结出来。空气的总压一定，露点时的饱和水蒸汽压形式凝结出来。空气的总压一定，露点时的饱和水蒸汽压ps,td 仅与空气的湿度仅与空气的湿度Hs,td有关，即有关，即 ps,td=f(Hs,td)或或 td=(Hs,td)湿湿度越大，度越大，td 越大。越大。在露点时，空气的湿度为饱和湿度，在露点时，空气的湿度为饱和湿度，=1。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 8 干球温度干球温度t和湿球温度和湿球温度twtw补充液，温度补充液，温度tw空气空气湿度

18、湿度H温度温度t干球温度干球温度t：空气的温度空气的温度 湿球温度湿球温度tw：不饱和空气的湿球温度不饱和空气的湿球温度tw低于干球温度低于干球温度t。形成原理（如图所示）：形成原理（如图所示）：干球温度t和湿球温度tw石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering l对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温对于某一定干球温度的湿空气，其相对湿度越低，湿球温度值越低。对于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。度值越低。对于饱和湿空气而言，其湿球温度与干球温度相等。在稳定状态时，空气向湿纱布表面的传热速率为：在稳定状态时，空

19、气向湿纱布表面的传热速率为：Q=S（t-tw）)(,HHrktttwstwHw对空气对空气水蒸气系统而言，水蒸气系统而言，/kH=1.09气膜中水气向空气的传递速率为：气膜中水气向空气的传递速率为：N=kH（Hs,tw-H）S在稳定状态下，传热速率和传质速率之间的关系为：在稳定状态下，传热速率和传质速率之间的关系为：Q=Nrtwl湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的湿球温度实际上是湿纱布中水分的温度，而并不代表空气的真实温度，由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其真实温度，由于此温度由湿空气的温度、湿度所决定，故称其为湿空气的湿球温度，所以它是表明湿空气状态或性质的一种为

20、湿空气的湿球温度，所以它是表明湿空气状态或性质的一种参数。参数。强调：强调：石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 9 绝热饱和温度绝热饱和温度tas 空气空气tas，Has，I2空气空气t，H，I1补充水补充水 tas水水tas绝热降温增湿过程及等焓过程绝热降温增湿过程及等焓过程 在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽在空气绝热增湿过程中，空气失去的是显热，而得到的是汽化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，化水带来的潜热，空气的温度和湿度虽随过程的进行而变化，但其焓值不变。但其焓值不变。形成原理：

21、形成原理：绝热增湿过程进行到空气被水汽绝热增湿过程进行到空气被水汽所饱和，则空气的温度不再下降，所饱和，则空气的温度不再下降，而等于循环水的温度，称此温度为而等于循环水的温度，称此温度为该空气的绝热饱和温度，用符号该空气的绝热饱和温度，用符号tas 表示，其对应的饱和湿度为表示，其对应的饱和湿度为as，此此刻水的温度亦为刻水的温度亦为tas。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：塔顶和塔底处湿空气的焓分别为：002001)()(rHtcHcIHrtHccIasasvasgvg 由于和由于和as值与

22、值与l相比皆为一很小的数值，故可视为相比皆为一很小的数值，故可视为CH 、CHas不随湿度而变，即不随湿度而变，即CH=CHas。则有则有)(00HHcrttasHas湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：湿空气在绝热增湿过程中为等焓过程，即：I1=I2 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 实验测定表明，对于在湍流状态下的空气水蒸气系统实验测定表明，对于在湍流状态下的空气水蒸气系统而言，而言，a/kH CH，同时同时 r00 rtw，故在一定温度故在一定温度t和湿度和湿度H下，下，有有aswtt强调：绝热饱和温度强调：绝热饱

23、和温度tas与湿球温度与湿球温度tw是两个完全不的概念。是两个完全不的概念。但是两者都是湿空气状态但是两者都是湿空气状态(t和和H)的函数。特别是对空气水的函数。特别是对空气水气系统，两者在数值上近似相等，对其他系统而言，不存在气系统，两者在数值上近似相等，对其他系统而言，不存在此关系。此关系。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 对空气水蒸气系统对空气水蒸气系统，干球温度、绝热饱和温度（或湿，干球温度、绝热饱和温度（或湿球温度）及露点之间的关系为：球温度）及露点之间的关系为：对于不饱和湿空气：对于不饱和湿空气：ttas（或或

24、tw）td 对于饱和的湿空气：对于饱和的湿空气：t tas（或或tw）td 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值在工程计算中，常用的是以湿空气的焓值I为纵坐标，湿度为纵坐标，湿度H为横坐标的焓湿图，即为横坐标的焓湿图，即I-H图。图。图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度图上共有五种线，图上任一点都代表一定温度t和湿度和湿度的的湿空气状态。湿空气状态。l等湿度线等湿度线(等等H H线线)：l等焓线等焓线(等等I I线线)：l等温线等温线(等等t t线线)：l等相对温度线（等等相对温度线（

25、等线）线）l水蒸汽分压线：水蒸汽分压线：10.2.2 10.2.2 湿空气的湿度图湿空气的湿度图 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 2280225024602370234023102430240024900203040506010708090100温度/1101200.010.030.020.080.060.050.040.100.120.140.16H湿空气的湿度-温度图湿度/kg.(kg干空气)-1汽化潜热/kJ.(kgH2O)-1湿比体积/m3.(kg干空气)-11.350.950.851.350.751.051.2

26、51.15汽化潜热对湿度湿比热容对温度饱和比体积对温度湿比体积对温度 H=0.140.120.080.100.040.060.020.00绝热饱和线1.001.051.101.151.201.251.301.35湿比热容/kJ.(kgH2O.)-1石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 1 等湿度线等湿度线(等等H线线)2 等焓线等焓线(等等I线线)3 等温线等温线(等等t线线)I=(1.88t+2490)H+1.01t 当空气的干球温度当空气的干球温度t不变时，不变时，I与与H成直线关系，故在成直线关系，故在I-H图中图中对应

27、不同的对应不同的t，可作出许多等可作出许多等t线。线。各种不同温度的等温线，其各种不同温度的等温线，其斜率为斜率为(1.88t+2492)，故温度愈高，其斜率愈大。因此，这许多故温度愈高，其斜率愈大。因此，这许多成直线的等成直线的等t线并不是互相平行的。线并不是互相平行的。一组与纵轴平行的直线。在同一条等一组与纵轴平行的直线。在同一条等H线上，湿空气的露点线上，湿空气的露点td不变。不变。一组与斜轴平行的直线一组与斜轴平行的直线。在同一条等。在同一条等I线上，湿空气的温度线上，湿空气的温度t随湿度随湿度H的增大而下降，但其焓值不变。的增大而下降，但其焓值不变。石油化工学院石油化工学院-Depa

28、rtment of Petrochemical Engineering 4 等相对温度线（等等相对温度线（等线）线）sspPpH622.0HHPpv622.0 当湿空气的湿度当湿空气的湿度为一定值时，温度愈高，其相对湿度为一定值时，温度愈高，其相对湿度值值愈低，即其作为干燥介质时，吸收水汽的能力愈强，故湿空气愈低，即其作为干燥介质时，吸收水汽的能力愈强，故湿空气进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度，目的除了提高进入干燥器之前必须经过预热器预热提高温度，目的除了提高湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而湿空气的焓值使其作为载热体外，也是为了降低其相对湿度而作为载湿体。作为载湿

29、体。5 水蒸汽分压线水蒸汽分压线 该线表示空气的湿度该线表示空气的湿度与空气中的水蒸汽分压与空气中的水蒸汽分压pv之间关系曲之间关系曲线。当湿空气的总压线。当湿空气的总压不变时，水蒸汽的分压不变时，水蒸汽的分压pv随湿度而变随湿度而变化。水蒸汽分压标于右端纵轴上，其单位为化。水蒸汽分压标于右端纵轴上，其单位为kN/m2。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering AEDFBCtwtd=1HpI 干球温度干球温度t、露点露点td、湿球温湿球温度度tw（或绝热饱和温度或绝热饱和温度tas）都都是由等是由等t线确定的。线确定的。根据湿空气

30、任意两个独立的参数，就可以在根据湿空气任意两个独立的参数，就可以在H-I图上确定该图上确定该空气的状态点，然后查出空气的其他性质。空气的状态点，然后查出空气的其他性质。非独立的参数如：非独立的参数如：tdH，pH，tdp，twI，tasI等，它们均等，它们均在同一等在同一等H线或等线或等I线上。线上。湿焓图的说明与应用湿焓图的说明与应用石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条通常根据下述已知条件之一来确定湿空气的状态点，已知条件是：件是：0HA=1ttwI1230HA=1ttd

31、I1230HA=1tI12（）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和湿球温度和湿球温度tw；（）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和露点和露点td；（）湿空气的干球温度（）湿空气的干球温度t和相对湿度和相对湿度。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.3 10.3 干燥器的物料衡算及热量衡算干燥器的物料衡算及热量衡算10.3.1 10.3.1 对流干燥流程及操作原理对流干燥流程及操作原理干燥产品干燥产品G2，w2对流干燥流程示意图（并流、连续）对流干燥流程示意图（并流、连续）预热器预热器湿物料湿物料G1，w1空气空气

32、干燥器干燥器废气废气L,H0,t0L,H1,t1L,H2,t2石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（1）物料中的含水率）物料中的含水率 以湿物料为基准的含水率（湿基含水率）以湿物料为基准的含水率（湿基含水率）w以绝干物料为基准的含水率以绝干物料为基准的含水率干基含水率干基含水率X%100湿物料总质量湿物料总质量湿物料中水分含量湿物料中水分含量w%100绝干物料质量绝干物料质量湿物料中水分含量湿物料中水分含量XX与与w的关系的关系wwX1XXw110.3.2 10.3.2 物料衡算物料衡算石油化工学院石油化工学院-Departm

33、ent of Petrochemical Engineering（2）干燥后的物料质量）干燥后的物料质量G2和水分蒸发量和水分蒸发量W 总物料衡算：总物料衡算：G1=G2+W 绝干物料衡算：绝干物料衡算：Gc=G1（1-w1）=G2（1-w2）式中式中 Gc湿物料中绝对干物料的质量，湿物料中绝对干物料的质量，kg/h;G1 进入干燥器的湿物料质量，进入干燥器的湿物料质量，kg/h;G2 离开干燥器的物料质量，离开干燥器的物料质量，kg/h;w1 干燥前物料中的含水率，湿基；干燥前物料中的含水率，湿基；w2 干燥后物料中的含水率，湿基。干燥后物料中的含水率，湿基。石油化工学院石油化工学院-Dep

34、artment of Petrochemical Engineering 122121121111wwGGwwGG或或121222112111wwwGwwwGGGW)(21cXXGW若用干基含水率计算，则蒸发水分量若用干基含水率计算，则蒸发水分量W为为 石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（3）空气用量的确定）空气用量的确定 通过干燥器的绝干空气质量是不变的，故用它作为计算通过干燥器的绝干空气质量是不变的，故用它作为计算的基准。的基准。水分衡算：水分衡算：)()(21c12XXGHHLW或或12HHWL式中式中 L绝干空气的质

35、量流量，绝干空气的质量流量，kg/h;H1、H2进、出干燥器的空气湿度，进、出干燥器的空气湿度，kg/kg;石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 12HHWL 令令l=L/W为为比空气用量比空气用量，即从湿物料中汽化，即从湿物料中汽化1kg水分所水分所需的干空气用量，需的干空气用量，kg干空气干空气/kg水，则水，则121HHWL 通过预热器前后，空气的湿度不变，若以通过预热器前后，空气的湿度不变，若以H0表示进入表示进入预热器时的空气湿度，则预热器时的空气湿度，则H1=H00212021211HHHHlHHWHHWL或或石油

36、化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 实际空气（新鲜）用量：实际空气（新鲜）用量：)1()1(01HlHll或或)1()1(01HlHLL湿空气的体积流量湿空气的体积流量Vh（m3/h）ptHLLV3.101273273)244.1773.0(Hh式中式中t、H由风机所在部位的空气状态而定。由风机所在部位的空气状态而定。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.3.3 10.3.3 热量衡算热量衡算干燥器干燥器预热器预热器LH0,t000I，H1,t111I，Q

37、p(kJ/h)qp(kJ/kg水水)Qd(kJ/h)qd(kJ/kg水水)H2,t222I，G1,tM1G2,tM2,cMLql(kJ/kg水水)图图10-7 干燥器的热量衡算干燥器的热量衡算dpdpqqWQQWQq每千克水分所需的全部热量每千克水分所需的全部热量石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 预热器加入的热量预热器加入的热量WQqppkJ/kg水水干燥室内补充的热量干燥室内补充的热量WQqddkJ/kg水水干燥所需的全部热量干燥所需的全部热量dpqqqkJ/kg水水干燥后物料的比热干燥后物料的比热lcwcwc2s2M)

38、1(绝干物料的比热，绝干物料的比热，kJ/kgK 水的比热，水的比热，kJ/kgK 对整个干燥系统进行热量衡算：输入热量对整个干燥系统进行热量衡算：输入热量=输出热量输出热量llqlIWtcGqqlItcWtcG22MM2dp01M1MM2石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 令令WttcGq1M2MM2MMlqqq1M12MM2l02dptcWttcGqIIlqqqlM干燥系统所需的总热量为：干燥系统所需的总热量为：1M02dptcqIIlqqql1M0202dptcqHHIIqqqll=1/(H2-H0)石油化工学院石油化

39、工学院-Department of Petrochemical Engineering 注：注：预热器加入热量预热器加入热量 qp=l(I1-I0)或或 Qp=L(I1-I0)干燥室内所需补充的热量干燥室内所需补充的热量1M12dtcqIIlql或或ddWqQ 干燥器干燥器预热器预热器LH0,t000I，H1,t111I，Qp(kJ/h)qp(kJ/kg水水)Qd(kJ/h)qd(kJ/kg水水)H2,t222I，G1,tM1G2,tM2,cMLql(kJ/kg水水)图图10-7 干燥器的热量衡算干燥器的热量衡算石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical

40、Engineering 1M02dptcqIIlqqql）01pIIlqqtcqIIll1Md12即即1212HHII式中式中)()()(lM1Md1Mdqqtcqqtcqll石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.3.4.1 10.3.4.1 等焓干燥等焓干燥 0则则 I I2 2=I I1 1称为理想干燥过程或等焓干燥过程、绝热过程称为理想干燥过程或等焓干燥过程、绝热过程0即即lM1Mdqqtcql“补充的热量补充的热量”=“损失的热量损失的热量”工程上符合下列条件的干燥过程可认为是等焓干燥过程：工程上符合下列条件的干

41、燥过程可认为是等焓干燥过程：干燥器内不补充热量，干燥器内不补充热量，qd=0；干燥器绝热良好，干燥器绝热良好，ql=0；物料进出干燥器时的温差不大，物料进出干燥器时的温差不大，tM1 tM2。qtcqHHIIl1Md1212石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 等焓干燥过程湿空气出口状态的确定可采用以下方法：等焓干燥过程湿空气出口状态的确定可采用以下方法：（1 1）解析法（已知空气出口温度）解析法（已知空气出口温度t t2 2时用此法方便）时用此法方便）I2=I1 (1.01+1.88H2)t t2 2+2492+2492H2

42、=(1.01+1.88H1)t t1 1+2492+2492H1 若已知干燥器出口湿空气的温度或湿度，则可根据上式若已知干燥器出口湿空气的温度或湿度，则可根据上式确定另一参数从而确定出口湿空气状态。确定另一参数从而确定出口湿空气状态。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（2 2）图解法）图解法 若干燥器出口湿空气的温度和湿度均未知，可采用图解若干燥器出口湿空气的温度和湿度均未知，可采用图解法较方便；法较方便；tH00t22t1t2H01HHABC注意：等焓干燥过程注意：等焓干燥过程 Qp=L（I1-I0）=L（I2-I0）石油

43、化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 0非等焓干燥过程，实际干燥过程非等焓干燥过程，实际干燥过程（1）0 即即 qd+cl tM1 qM+ql “补充的热量补充的热量”“损失的热量损失的热量”01212HHIII2 I1（2）0 即即 qd+cl tM1 qM+ql “补充的热量补充的热量”“损失的热量损失的热量”01212HHIII2 H1）代）代入式中求出入式中求出t，在，在t-H图上求出图上求出点点P（t，H），连结），连结BP延长延长至至 线相交，得出口状态点线相交，得出口状态点C1或或C2，最后读出，最后读出t2、H2

44、值。值。2tH0t22t1t2H1H000ABC1C2石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering qqqqtctcrldpw2w0h)(量量对干燥系统加入的总热对干燥系统加入的总热的热量的热量干燥过程用于汽化水分干燥过程用于汽化水分q用于汽化用于汽化1kg水分的热量水分的热量w2w0)(tctcrql 等焓干燥过程，湿空气放出的热量全部用于水分的蒸等焓干燥过程，湿空气放出的热量全部用于水分的蒸发，此时：发，此时：211ttlcqH01011ttlcIIlqqHp0121htttt石油化工学院石油化工学院-Department of

45、Petrochemical Engineering（2）提高热效率的途径）提高热效率的途径 提高空气出口湿度或降低出口温度提高空气出口湿度或降低出口温度 措施措施：t2,H2L=W/(H2-H1)，qp,q,q不变，不变，h；注意注意：t2,H2湿空气出口相对湿度增大，要注意避免返潮湿空气出口相对湿度增大，要注意避免返潮现象的发生；现象的发生；代价代价：t2,H2干燥器内湿空气与物料间的传热、传质推动干燥器内湿空气与物料间的传热、传质推动力均下降，干燥时间延长，所需干燥器的体积要增大。力均下降，干燥时间延长，所需干燥器的体积要增大。石油化工学院石油化工学院-Department of Petr

46、ochemical Engineering 提高空气进入干燥器的温度提高空气进入干燥器的温度 措施：措施：t1 qp，若，若qp一定，则一定，则L，h；010201200121h11tttttttttttt注意：注意：t1温度较高，对热敏性物料不适用；温度较高，对热敏性物料不适用；代价：代价：t2 预热器所需加热蒸汽的品位高。预热器所需加热蒸汽的品位高。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 采用中间加热采用中间加热措施：措施：湿空气进出口状态不变则采用中间加热器时，干燥器湿空气进出口状态不变则采用中间加热器时，干燥器内的平均温

47、度低于没有采用中间加热器的干燥器，热损失降内的平均温度低于没有采用中间加热器的干燥器，热损失降低，从而提高热效率低，从而提高热效率h；代价：代价：需要中间加热器，平均温度低，干燥器体积要增大。需要中间加热器，平均温度低，干燥器体积要增大。tH0t2t1t2H1H0H石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 部分废气循环部分废气循环 措施：措施：湿空气出口温度若较高，作为废气排放也是一湿空气出口温度若较高，作为废气排放也是一种热量损失，为利用废气的余热，可将其与新鲜空气混合，种热量损失，为利用废气的余热，可将其与新鲜空气混合，若与新

48、鲜空气混合后进入预热器则为若与新鲜空气混合后进入预热器则为“先混合、后预热先混合、后预热”废气循环流程；若与预热器出口的空气混合后进入干燥器，废气循环流程；若与预热器出口的空气混合后进入干燥器，则为则为“先预热、后混合先预热、后混合”废气循环流程；在循环流程中干废气循环流程；在循环流程中干燥器平均温度降低，热损失减少，热效率提高；燥器平均温度降低，热损失减少，热效率提高；注意：注意：当干燥器进出口湿空气状态不变时，不论循环当干燥器进出口湿空气状态不变时，不论循环方式如何，在等焓条件下其绝干空气消耗量和热量消耗量方式如何，在等焓条件下其绝干空气消耗量和热量消耗量均与无循环情况的相同（见指南）；均

49、与无循环情况的相同（见指南）；代价：代价：在干燥器中传热、传质推动力下降，所需干燥在干燥器中传热、传质推动力下降，所需干燥器体积增大。器体积增大。石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 干燥器干燥器预热器预热器tH0t2t1t2H1H0H 改善保温措施改善保温措施石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering 10.4 10.4 干燥速度与干燥时间干燥速度与干燥时间 10.4.1 水分在空气与物料间的平衡关系水分在空气与物料间的平衡关系pspwX*XSSpwX*图图10-

50、10 pw-X*关系示意图关系示意图石油化工学院石油化工学院-Department of Petrochemical Engineering（1）结合水分与非结合水分）结合水分与非结合水分 根据水分干燥的难易程度，可以将湿根据水分干燥的难易程度，可以将湿物料中的水分划分为物料中的水分划分为结合水分结合水分与与非结合水非结合水分分。非结合水分非结合水分：机械附着水分和大毛细：机械附着水分和大毛细管水分，易于干燥；管水分，易于干燥；结合水分结合水分：小毛细管水分等，难于干：小毛细管水分等，难于干燥；燥；当湿空气当湿空气 =100%时的物料平衡含水量时的物料平衡含水量为结合水分，其余为非结合水分。为