《化工原理》

PrinciplesofChemicalEngineering任課教師：周勇Pro.Dr.zhouYong第十二章干燥

Chapter12Drying概述（Introduction）除濕的慣用做法：機(jī)械方法+干燥。固體干燥利用熱能去除濕物料中的濕分，獲得固體產(chǎn)品的單元操作。干燥方法的分類傳導(dǎo)干燥、對(duì)流干燥、輻射干燥對(duì)流干燥流程干燥的經(jīng)濟(jì)性主要取決于能耗和熱的利用率。干燥可以連續(xù)操作也可以間歇操作。物料與氣流可以并流，也可以逆流或其他接觸形式風(fēng)機(jī)預(yù)熱器干燥器空氣廢氣濕物料干燥產(chǎn)品↓qW↑t>ti

氣體傳熱給固體—對(duì)流傳熱；傳熱推動(dòng)力t=t-tipi>p

濕分由物料表面向氣流主體傳遞—對(duì)流傳質(zhì)。傳質(zhì)推動(dòng)力p=pi-p特點(diǎn)：熱、質(zhì)同時(shí)反向傳遞。氣體稱為干燥介質(zhì)。tqWtippi注意：只要物料表面的濕分分壓高于氣體中濕分分壓，干燥即可進(jìn)行，與氣體的溫度無(wú)關(guān)。

氣體預(yù)熱并不是干燥的充要條件，其目的在于加快濕份汽化和物料干燥的速度，達(dá)到一定的生產(chǎn)能力。對(duì)流干燥過(guò)程原理概述（Introduction）濕氣體的性質(zhì)和濕度圖

濕氣體的性質(zhì)濕氣體：絕干氣體與濕份蒸汽的混合物，其性質(zhì)與濕份蒸汽的數(shù)量有關(guān)。干球溫度t氣體t濕氣體的真實(shí)溫度，簡(jiǎn)稱溫度（℃或K）。將溫度計(jì)直接插在濕氣體中測(cè)得的溫度就是干球溫度。濕氣體中濕份蒸汽的壓力，用p表示（kPa）。濕份分壓p對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：Mw=18.02kg/kmol，Mg=28.96kg/kmol每kg絕干氣體所攜帶的濕氣量，簡(jiǎn)稱濕度，H，kg濕份蒸汽/kg絕干氣體。P一定時(shí)，H=f（p）絕對(duì)濕度H濕氣體的性質(zhì)和濕度圖濕氣體濕份蒸汽:nw，Mw絕干氣體:ng，Mg一定的系統(tǒng)總壓和溫度下，氣體中濕份蒸汽的分壓p與系統(tǒng)溫度下濕份的飽和蒸汽壓ps之比。相對(duì)濕度濕氣體的性質(zhì)和濕度圖——濕氣體飽和度的量度=100%時(shí)，濕氣體已達(dá)飽和狀態(tài)，不能再吸濕。值越小，濕氣體偏離飽和的程度越遠(yuǎn)，吸濕潛力越大。對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：濕氣體的性質(zhì)和濕度圖H一定，t↑，↓，氣體的吸濕能力增加，故氣體用作干燥介質(zhì)時(shí)常預(yù)熱。H一定，t↓，↑，氣體趨近飽和狀態(tài)。當(dāng)氣體達(dá)到飽和狀態(tài)（露點(diǎn)）而繼續(xù)冷卻時(shí)，氣體中的濕份將以液態(tài)形式析出。P一定時(shí)，=f(H,t)濕氣體的性質(zhì)和濕度圖【例12-1】擬將溫度20℃的空氣預(yù)熱至150℃用作干燥介質(zhì)，已知預(yù)熱前空氣的相對(duì)濕度為80%，濕份為水，總壓P=101.325kN/m2。試求：⑴空氣的濕度；⑵預(yù)熱后空氣的相對(duì)濕度和最大相對(duì)濕度。解：⑴水在20℃下的飽和蒸汽壓為空氣的濕度為空氣中水汽分壓為濕氣體的性質(zhì)和濕度圖（2）水在150℃的飽和蒸汽壓為空氣預(yù)熱至150℃時(shí)的相對(duì)濕度為可見(jiàn)，將空氣從20℃加熱至150℃，相對(duì)濕度從80%降至0.39%，吸濕能力增加。當(dāng)空氣中水汽分壓等于總壓時(shí)相對(duì)濕度達(dá)到最大，即150℃空氣相對(duì)濕度的變化范圍為0~21%。每kg

絕干氣體連同它所攜帶的Hkg

濕份蒸汽溫度升高1℃所需要的熱量，cH，kJ/kg絕干氣體·℃。cg—絕干氣體的比熱，kJ/kg絕干氣體·℃；cv—濕份蒸汽的比熱，kJ/kg濕份蒸汽·℃。對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：cg=1.005kJ/(kg·℃)，cv=1.884kJ/(kg·℃)

濕比熱（Humidheat）

濕氣體的性質(zhì)和濕度圖(1+H)kg濕氣體每kg絕干氣體連同它所攜帶的Hkg

濕份蒸汽所具有的焓之和，iH

，kJ/kg絕干氣體?；鶞?zhǔn)：干氣體的焓取0℃的氣體為基準(zhǔn)，濕分的焓取0℃下的液態(tài)濕份為基準(zhǔn)，則對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：濕焓濕氣體的性質(zhì)和濕度圖每kg

絕干氣體連同它所攜帶的Hkg

濕份蒸汽所具有的體積，H，m3/kg絕干氣體。常壓下（P=101.325kN/m2

）：對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：1kg絕干氣體和Hkg

濕份蒸汽的摩爾數(shù)為體積濕比容（Humidvolume）濕氣體的性質(zhì)和濕度圖絕熱飽和溫度tas濕氣體的性質(zhì)和濕度圖總壓一定，濕氣體絕熱降溫增濕至飽和狀態(tài)的溫度。ras—tas溫度下的汽化熱Has—tas溫度下的飽和濕度對(duì)給定物系，tas僅由氣體狀態(tài)唯一決定，濕氣體的性質(zhì)和濕度圖已知t和H，可用試差求解tas：濕氣體的性質(zhì)和濕度圖分析：絕熱過(guò)程，系統(tǒng)總焓不變忽略水的顯熱（Wcwtas/L)時(shí)，濕氣體為等焓過(guò)程。氣體放出的顯熱以潛熱的形式返還氣體。大量氣體與少量液體長(zhǎng)期接觸后，熱、質(zhì)傳遞達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)的液體溫度稱為氣體的濕球溫度。對(duì)流傳熱qhkH氣體t,H對(duì)流傳質(zhì)N液滴表面tw,Hw液滴rw—tw溫度下的汽化熱Hw—tw溫度下的飽和濕度濕球溫度tw濕氣體的性質(zhì)和濕度圖——濕球溫度tw定義式由于方程的非線性，求解tw需用試差法。對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：t

不太高，u較大時(shí)，熱質(zhì)均以對(duì)流傳遞為主，比值kH

/h與流速無(wú)關(guān)，而取決于物系性質(zhì)和氣體狀態(tài)。因此，對(duì)給定物系，tw僅由氣體狀態(tài)唯一決定，即濕氣體的性質(zhì)和濕度圖tw=f(t,H)

飽和氣體（=1）：H=Hw，tw=t，干、濕球溫度相等不飽和氣體：H<Hw，tw<t，相差越大，濕含量越低濕氣體的性質(zhì)和濕度圖濕球溫度和絕熱飽和溫度的關(guān)系（1）兩者有著完全不同的物理意義；（2）它們都不是濕氣體本身（或始態(tài)）的溫度，但都取決于濕氣體的狀態(tài)（t，H）；（2）對(duì)空氣-水系統(tǒng)，它們?cè)跀?shù)值上相等，tw≈tas。

濕度的測(cè)定濕球溫度計(jì)測(cè)定濕球溫度的條件是保證純對(duì)流傳熱，即氣體應(yīng)有較大的流速和不太高的溫度，否則，熱傳導(dǎo)或熱輻射的影響不能忽略，測(cè)得的濕球溫度會(huì)有較大的誤差。通過(guò)測(cè)定氣體的干球溫度和濕球溫度，可以計(jì)算氣體的濕度：氣體ttw濕氣體的性質(zhì)和濕度圖露點(diǎn)td濕氣體等壓降溫至飽和時(shí)對(duì)應(yīng)的溫度。濕份分壓常通過(guò)測(cè)定露點(diǎn)溫度來(lái)測(cè)定。在總壓一定時(shí)，露點(diǎn)與濕份分壓之間有單一函數(shù)關(guān)系。p=ps(td)濕氣體的性質(zhì)和濕度圖對(duì)于空氣-水系統(tǒng)：【例】已知：t=50℃，P=101.3kPa，H=0.016kg水汽/kg絕干氣體。求：i、p、、td、tw。濕氣體的性質(zhì)和濕度圖解：濕氣體的性質(zhì)和濕度圖將p=2.54kPa代入上式得試差得：總壓一定時(shí)，上述濕空氣的參數(shù)中只有兩個(gè)參數(shù)是獨(dú)立的，工程上為了方便起見(jiàn)，將諸參數(shù)之間的關(guān)系在平面坐標(biāo)上繪制成濕度圖。氣體濕度圖濕氣體的性質(zhì)和濕度圖(1)等相對(duì)濕度線（等線）總壓P一定，對(duì)給定的：因

ps=f(t)，

故

H=f(t)?？諝鉂穸葓D的繪制對(duì)空氣-水系統(tǒng)，tas

tw，等

tas線可近似作為等tw線。每一條絕熱冷卻線對(duì)應(yīng)一個(gè)確定的

tas，故該線上所有各點(diǎn)都具有相同的

tas。即以絕熱冷卻線上所有各點(diǎn)為始點(diǎn)，經(jīng)過(guò)絕熱飽和過(guò)程到達(dá)終點(diǎn)時(shí)，所有各狀態(tài)的氣體的溫度都變?yōu)橥粶囟取?2)絕熱冷卻線（等tas線）對(duì)給定的tas：

t

=f(H)。濕氣體的性質(zhì)和濕度圖(3)濕熱-濕度線（cH

-H）

濕比熱是濕度的函數(shù)，在圖示溫度范圍內(nèi)與溫度無(wú)關(guān)。總壓P=101.325kPa時(shí)： (4)濕比容-溫度線（H

-H）對(duì)于P=101.325kPa的飽和空氣： 由于Has=f(t)，故Has=f(t)。注意：高溫t~H圖具有不同的特點(diǎn)。濕氣體的性質(zhì)和濕度圖【例12.6】已知t=62℃，H=0.092，求、tas、tw、td、cH和iH。過(guò)P點(diǎn)的絕熱冷卻線與=100%等相對(duì)濕度線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即為絕熱飽和溫度，tw=tas=52

℃；解：由t=62℃、H=0.092確定空氣中狀態(tài)點(diǎn)P；過(guò)P點(diǎn)的等線上讀得=60%；cH~H=60%1.18cH

kJ/(kg絕干氣體·K)

0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP過(guò)P點(diǎn)的等濕度線（H=0.092）與=100%等相對(duì)濕度線的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)的溫度即為露點(diǎn)溫度，td=51℃；=100%52℃51℃空氣濕度圖的用法濕氣體的性質(zhì)和濕度圖濕氣體的性質(zhì)和濕度圖cH~H=60%1.18cH

kJ/(kg絕干氣體·K)

0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP=100%52℃51℃過(guò)P點(diǎn)的等濕度線與cH-H

線的交點(diǎn)在頂部橫軸上的讀數(shù)即為cH，cH

=1.18

kJ/(kg絕干氣體·K)；在H~t線簇中內(nèi)插找到H=0.092的直線，該直線與t=62℃的等溫線相交于一點(diǎn)，由該交點(diǎn)讀得H=1.092m3/kg絕干氣體；62℃溫度

t1.092H(m3/kg)H~t在t-H圖中沒(méi)有濕焓iH，可直接由公式計(jì)算：Has~tH=0.092在橫軸上作t=52℃的等溫線與=100%的等相對(duì)濕度線相交，作過(guò)此交點(diǎn)的絕熱冷卻線，與t=62℃的等溫線的交點(diǎn)即為空氣狀態(tài)P點(diǎn)?！纠?2.7】測(cè)得空氣的干球溫度t=62℃，濕球溫度tw=52℃，試求空氣的H、、tas、td和iH。

解：tw=tas=52℃；先確定tas=52℃的絕熱冷卻線。=60%0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP=100%52℃51℃由氣體狀態(tài)P

點(diǎn)，用上例中類似的方法可以查出H=0.092，=60%，td=51℃，計(jì)算得出iH

=302.26kJ/kg。濕氣體的性質(zhì)和濕度圖【例12.8】已知空氣的露點(diǎn)溫度td=51℃，相對(duì)濕度=60%，試求t、H、tas、tw和iH。解：由t=51℃的等溫線與=100%的等相對(duì)濕度線的交點(diǎn)作過(guò)該點(diǎn)的等濕度線（H=0.092），該線與=60%的等相對(duì)濕度線交于P點(diǎn)。=60%0.092濕度H絕熱冷卻線tdtas62℃溫度tP=100%52℃51℃由氣體狀態(tài)P點(diǎn)，用上例中類似的方法可以讀出P

點(diǎn)對(duì)應(yīng)的空氣參數(shù)：t=62℃，H=0.092，tas=tw=52℃，計(jì)算得iH=302.26kJ/kg。濕氣體的性質(zhì)和濕度圖濕空氣性質(zhì)小結(jié)（1）當(dāng)總壓一定時(shí)，表征濕空氣狀態(tài)只有兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)。即已知兩個(gè)相互獨(dú)立的參數(shù)，其它參數(shù)即可確定。（2）t、tw、tas、td的關(guān)系=1，t=tw=tas=td<1，t>tw=tas>td濕氣體的性質(zhì)和濕度圖習(xí)題12.312.22干燥過(guò)程的基本規(guī)律濕基濕含量w干基濕含量X物料濕分的表示方法工業(yè)生產(chǎn)中，物料濕含量常以濕基濕含量表示，在干燥計(jì)算中則以干基濕含量表示較為方便。Gc—絕干物料質(zhì)量；W—液態(tài)濕分質(zhì)量。濕份在氣體和固體間的平衡關(guān)系X*與氣體濕度、溫度和物料種類有關(guān)。pe與物料濕含量、溫度和物料種類有關(guān)。干燥過(guò)程的基本規(guī)律濕物料濕空氣接觸時(shí)間～平衡曲線達(dá)平衡狀態(tài)時(shí)平衡濕含量p～X*XX*p一定濕份在氣體和固體兩相間的平衡關(guān)系決定了濕份的傳遞方向（干燥或吸濕）和限度（干燥程度）。pXpsXhX*p平衡蒸汽壓曲線一定溫度下，物料濕含量與平衡蒸汽壓的關(guān)系。干燥過(guò)程的基本規(guī)律X1XhX*平衡蒸汽壓曲線與溫度有關(guān)。但若采用相對(duì)濕度時(shí)，平衡蒸汽壓曲線隨溫度的變化就較小。結(jié)合水分：以化學(xué)力或物理化學(xué)力與固體結(jié)合的水分。非結(jié)合水分：機(jī)械地附著于固體表面或顆粒層的大空隙（不存在毛細(xì)管力）中，與物料沒(méi)有任何形式的結(jié)合的水分。濕含量XXh相對(duì)濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分01.00.5結(jié)合水分與非結(jié)合水分結(jié)合水與非結(jié)合水的區(qū)別是其表現(xiàn)的平衡蒸汽壓不同非結(jié)合水的性質(zhì)與純水相同，其平衡蒸汽壓即為同溫度下純水的飽和蒸汽壓，與物料性質(zhì)無(wú)關(guān)。X>Xh結(jié)合水所表現(xiàn)出的蒸汽壓則低于同溫度下純水的飽和蒸汽壓，并與水分和物料結(jié)合力的強(qiáng)弱有關(guān)。X<Xh干燥過(guò)程的基本規(guī)律平衡水分：低于平衡濕含量X*的水分。是不可除水分。自由水分：高于平衡濕含量X*的水分。是可除水分。濕含量XXh相對(duì)濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分X*01.0X平衡水分和自由水分干燥過(guò)程的基本規(guī)律飽和氣體(=1)與濕物料接觸⑴若XXh，物料濕含量不變。⑵若X<Xh，物料吸濕至最大吸濕濕含量Xh。不飽和氣體(<1)與濕物料接觸⑴若X>X*，濕物料被干燥，干燥過(guò)程的極限為X*。⑵若X<X*，物料吸濕。濕含量XXh相對(duì)濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分X*01.00.5X干燥過(guò)程的基本規(guī)律物料不可能通過(guò)吸收飽和氣體中的濕份使?jié)窈砍^(guò)Xh。欲使物料增濕超過(guò)Xh，必須與液態(tài)水直接接觸。欲使物料減濕至絕干，必須與絕干氣體接觸！結(jié)合水與非結(jié)合水是以水與固體物料之間的結(jié)合力來(lái)區(qū)分的，表現(xiàn)為平衡蒸汽壓的不同，其大小只與濕固體的性質(zhì)有關(guān)而與氣體狀態(tài)無(wú)關(guān)。濕含量XXh相對(duì)濕度非結(jié)合水分結(jié)合水分自由水分平衡水分X*01.00.5X水分性質(zhì)結(jié)合力平衡蒸汽壓非結(jié)合水機(jī)械力pe=ps結(jié)合水化學(xué)力，物理化學(xué)力pe<ps平衡水、自由水是以傳質(zhì)的平衡狀態(tài)來(lái)劃分的，不僅與濕物料的性質(zhì)有關(guān)還與氣體狀態(tài)有關(guān)。相同濕物料，氣體越小則X*越低。干燥過(guò)程的基本規(guī)律物料濕含量的平衡曲線有兩種極端情況。強(qiáng)吸濕性物料：與水分的結(jié)合力很強(qiáng)，平衡線只是漸近地與=100%接近，平衡濕含量很大。如某些生物材料。00.20.40.60.81.00.10.20.3煙葉木材氯化鋅優(yōu)質(zhì)紙濕含量X相對(duì)濕度物料的吸濕性非吸濕性物料：與水的結(jié)合力很弱，平衡線與縱坐標(biāo)基本重合，X*=Xh0。如某些不溶于水的無(wú)機(jī)鹽（碳酸鹽、硅酸鹽）等。一般物料的吸濕性都介于二者之間。干燥過(guò)程的基本規(guī)律干燥曲線和干燥速率曲線對(duì)流干燥的基本規(guī)律干燥過(guò)程的基本規(guī)律恒定干燥條件氣體狀態(tài)（溫度t、濕度）、流速u(mài)、氣固接觸方式保持不變。為保證恒定干燥條件，采用大量空氣干燥少量物料，以使氣體的溫度、濕度和流速在干燥器中恒定不變。實(shí)驗(yàn)為間歇操作，物料的溫度和濕含量隨時(shí)間的推移而連續(xù)變化的，記錄下物料試樣濕含量X

與時(shí)間

的關(guān)系，得到干燥曲線。干燥速率U：在單位時(shí)間內(nèi)汽化的濕分量（kg濕分/s）。干燥通量N：?jiǎn)挝粫r(shí)間內(nèi)在物料單位表面積上汽化的濕分量（kg濕分/(m2·s)）。U—干燥速率，kg/s；W—物料中濕份的質(zhì)量，kg；Gc—絕干物料的質(zhì)量，kg；X—物料的干基濕含量，kg/kg；

—干燥時(shí)間，s。N—物料的干燥通量，kg/(m2·s)；A—物料暴露于氣流中的表面積，m2。干燥過(guò)程的基本規(guī)律A濕含量XXctwDCBADCBtX*物料表面溫度干燥時(shí)間預(yù)熱段恒速段降速段干燥曲線：物料濕含量X與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線。干燥速率曲線：干燥速率U或干燥通量N與濕含量X的關(guān)系曲線。ABCD干燥速率U或NABCD物料溫度twXcX*濕含量X干燥過(guò)程的基本規(guī)律預(yù)熱段（AB）：物料吸熱升溫（1tw），濕含量變化不大。恒速干燥段（BC）：物料溫度恒定在tw，干燥速率不變。降速干燥段（CD）：物料溫度上升，干燥速率下降。直到物料溫度和氣體溫度相同，濕含量降至干燥條件下的平衡濕含量。ABCD干燥速率U或NABCD物料溫度twXcX*濕含量X臨界濕含量XC：固體物料在恒速干燥終了時(shí)的濕含量。由于物料預(yù)熱段很短，通常將其并入恒速干燥段，于是，以臨界濕含量

Xc為界，可將干燥過(guò)程只分為恒速干燥和降速干燥兩個(gè)階段。當(dāng)X1＞Xc和X2＜Xc時(shí)，干燥有兩個(gè)階段；當(dāng)X1＜Xc或X2＞Xc時(shí)，干燥都只有一個(gè)階段。

干燥過(guò)程的基本規(guī)律固體干燥過(guò)程中熱量、質(zhì)量同時(shí)傳遞，傳熱速率和傳質(zhì)速率可以表示為q—傳熱通量，W/m2；Q—傳熱量，J；

t—?dú)怏w的溫度，℃；—物料的表面溫度，℃；h—對(duì)流傳熱系數(shù)或給熱系數(shù)，W/(m2·K)；

N—干燥通量（傳質(zhì)通量），kg/(m2·s)；

W—物料中所含的濕份總量，kg；kp—傳質(zhì)推動(dòng)力為p的對(duì)流傳質(zhì)系數(shù)，kg/(m2·p·s)；pi

—物料表面處濕分蒸汽的分壓，kN/m2；p—?dú)怏w中濕分蒸汽的分壓，kN/m2。理論解釋干燥過(guò)程的基本規(guī)律恒速干燥段：

X>Xc=tw，pi=ps()不變h和kp不變q

和N

恒定在恒速干燥階段汽化的是非結(jié)合水。此時(shí)，由物料內(nèi)部向表面輸送的濕份足以保持物料表面充分濕潤(rùn)，干燥速率由濕份汽化速率控制（取決于物料外部的干燥條件），故恒速干燥段又稱為表面汽化控制階段。恒定干燥條件：t，p，u

恒定（pi-p），（t-）不變干燥過(guò)程的基本規(guī)律降速干燥段：

X<Xcpi

<ps()且不斷下降>

tw且不斷上升h和kp變化不大q

和N

減小恒定干燥條件：t，p，u恒定（pi-p），（t-）減小降速段汽化的是內(nèi)部非結(jié)合水和結(jié)合水。干燥速率取決于物料的結(jié)構(gòu)、形狀和尺寸，而與干燥介質(zhì)狀況關(guān)系不大。故降速階段又稱物料內(nèi)部遷移控制階段。干燥過(guò)程的基本規(guī)律臨界濕含量不但與物料本身的結(jié)構(gòu)、分散程度有關(guān)，也受干燥介質(zhì)條件（流速、溫度、濕度）的影響。臨界濕含量注意：Xc和Xh同為臨界點(diǎn)處的濕含量，但兩者又有所不同。Xc

>Xh。干燥過(guò)程的基本規(guī)律物料分散越細(xì)，臨界濕含量越小；恒速段的干燥速率越快，臨界濕含量越高，即降速段較早開(kāi)始。物料空氣條件臨界濕含量品種厚度mm速度m/s溫度℃相對(duì)濕度%kg水/kg干料粘土6.41.0370.100.11粘土15.91.0320.150.13粘土25.410.6250.400.17高嶺土302.1400.400.181鉻革101.549-1.25砂＜0.044mm252.0540.170.210.044~0.074mm253.4530.140.100.074~0.177mm253.5530.150.0530.208~0.295mm253.5550.170.053新聞紙-0190.351.00鐵杉木254.0220.341.28羊毛織物--25-0.31白嶺粉31.81.0390.200.084白嶺粉6.41.037-0.04白嶺粉169~11260.400.13某些材料的臨界濕含量干燥過(guò)程的基本規(guī)律（c）干燥介質(zhì)自下而上穿過(guò)流化物料層。（好）（a）干燥介質(zhì)平行掠過(guò)物料層表面。（差）（b）干燥介質(zhì)自下而上穿過(guò)固定物料層。（中）物料尺寸和氣固接觸方式影響干燥過(guò)程的主要因素干燥過(guò)程的基本規(guī)律減小物料尺寸，干燥面積增大，干燥速率加快。干燥介質(zhì)條件恒速干燥段為表面汽化控制，提高氣體溫度、降低濕度、提高氣速，可以增加傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，降低阻力，提高恒速段的干燥速率。干燥過(guò)程的基本規(guī)律降速干燥段受內(nèi)部遷移控制，強(qiáng)化外部干燥條件對(duì)干燥速率的提高遠(yuǎn)不如恒速段有效。物料本性不影響恒速段的干燥速率，但對(duì)降速段干燥速率有重要影響。不同的物料，其結(jié)構(gòu)不同，與水分的結(jié)合方式不同，結(jié)合力強(qiáng)弱不同，干燥速率差異大。物料本性恒速段降速段去除的水分非結(jié)合水內(nèi)部非結(jié)合水，結(jié)合水表面溫度=tw=tw~t影響速率的主要因素空氣性質(zhì)，流速；與物料性質(zhì)無(wú)關(guān)固體內(nèi)部水分?jǐn)U散速率恒速段與降速段小結(jié)干燥過(guò)程的基本規(guī)律習(xí)題12.512.6恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間已知：絕干物料量Gc，干燥面積A，干燥速率曲線

求：X1→X2的干燥時(shí)間若對(duì)流傳熱面積，即干燥面積A已知，則求干燥時(shí)間的問(wèn)題就歸結(jié)為氣固對(duì)流給熱系數(shù)h的求取。干燥速率干燥時(shí)間恒速干燥段的干燥時(shí)間1或干燥速率U或NXcX*濕含量XX1X2(1)氣體平行流過(guò)板狀物料或靜止的物料層L’—濕氣體的質(zhì)量流速，kg/(m2·h)；h—給熱系數(shù)，W/(m2·K)。u0—空床氣速，m/s；L’—濕氣體質(zhì)量流速，kg/(m2·h)；dp—物料粒徑，m；cp—物料比熱，kJ/(kg·K)；、—?dú)怏w的密度和粘度。(2)氣體穿流通過(guò)顆粒物料的固定床層適用條件：L’=2450~29300kg/(m2·h)，氣溫t=45~150℃。恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間(3)氣體通過(guò)顆粒流化床層等速運(yùn)動(dòng)段(4)氣流干燥器中氣體與顆粒間的傳熱——Frantz表觀給熱系數(shù)通用計(jì)算式加速運(yùn)動(dòng)段注意：利用上述方程計(jì)算給熱系數(shù)來(lái)確定干燥速率和干燥時(shí)間，其誤差較大，僅能作為粗略估計(jì)。聚氯乙烯桐榮良三計(jì)算式恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間【例12-10】在一常壓操作的干燥器中干燥某板狀濕物料，濕份為水，將初始溫度為20℃、相對(duì)濕度為80%的空氣加熱至150℃用作干燥介質(zhì)，熱空氣以3m/s的速度平行流過(guò)該物料的表面，干燥器在近似恒定的干燥條件下操作，試計(jì)算此板狀物料在恒速干燥段的干燥速度。恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間解：恒速干燥段物料的表面溫度等于濕球溫度，根據(jù)例12-4的計(jì)算結(jié)果，進(jìn)口熱空氣的濕度H=0.0117，濕球溫度tw=42.84℃，濕球溫度下的汽化潛熱熱空氣的密度恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間空氣的質(zhì)量流速空氣對(duì)物料的給熱系數(shù)物料在恒速段的干燥速度(1)圖解積分法降速段的干燥時(shí)間可以從物料干燥曲線上直接讀取。計(jì)算上通常是采用圖解法或解析法。當(dāng)降速段的U~X呈非線性變化時(shí)，應(yīng)采用圖解積分法。在X2~

Xc之間取一定數(shù)量的X值，從干燥速率曲線上查得對(duì)應(yīng)的U，計(jì)算Gc/U；作圖Gc/U~X，計(jì)算曲線下面陰影部分的面積。XoXcX2Gc/U降速干燥段的干燥時(shí)間2恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間(2)解析法當(dāng)降速段的干燥曲線（U~X）為直線時(shí)可采用解析法。降速段干燥速率曲線可表示為ABCD干燥速率UXUXcX*濕含量XUc當(dāng)缺乏平衡水分的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可以假設(shè)X*=0。恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間總的干燥干燥時(shí)間【例12-14】在某常壓干燥器中將濕物料由X1=0.25干燥至X2=0.1，所用干燥時(shí)間為1.5小時(shí)，已知物料臨界濕含量Xc=0.15，平衡濕含量X*=0.01，降速干燥段可近似視為直線，求物料濕含量由0.35降至0.05所需的干燥時(shí)間。恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間解：X由0.25降至0.1經(jīng)歷兩個(gè)干燥階段，總干燥時(shí)間即代入已知條件恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間解得由此可得物料濕含量X由0.35降至0.05所需干燥時(shí)間在降速階段，d時(shí)間內(nèi)氣體傳給固體的熱量應(yīng)等于濕份的汽化和物料升溫所需的熱量，即設(shè)干燥速率與自由含水率成正比（干燥曲線為直線），即兩式聯(lián)立消去d，得邊界條件干燥結(jié)束時(shí)的物料溫度恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間解微分方程得上式的近似條件為：1）物料內(nèi)部溫度均勻；2）降速段的干燥速率與濕含量成正比（直線）；3）水的汽化潛熱r

取為常數(shù)（可取tw下的值），物料比熱Cm也取為常數(shù)（取絕干物料的比熱）。恒定干燥條件下物料的干燥時(shí)間習(xí)題新書(shū)：21，22連續(xù)干燥過(guò)程的計(jì)算連續(xù)干燥過(guò)程的特點(diǎn)（1）沿設(shè)備長(zhǎng)度方向氣體狀態(tài)不再恒定，t，H；設(shè)備長(zhǎng)度溫度t1tb預(yù)熱階段表面汽化階段升溫階段1tw2tct2氣體溫度物料溫度（3）若忽略熱損失，表面汽化階段：物料溫度=tw=constant，氣體為絕熱增濕，等焓過(guò)程。（2）無(wú)恒速干燥階段、降速干燥階段，只分為預(yù)熱階段、表面汽化階段和升溫階段；并流干燥Qp—預(yù)熱器向氣體提供的熱量，kW；Qd—向干燥器補(bǔ)充的熱量，kW；Ql—干燥器的散熱損失，kW。濕物料G1,

w1,1,cm1干燥產(chǎn)品G2,

w2,2,cm2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2濕氣體L,H0,t0,i0QpQdQl預(yù)熱器干燥器干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算為完成一定的干燥任務(wù)，需要確定干燥器的有關(guān)尺寸，還要配置適當(dāng)?shù)娘L(fēng)機(jī)和預(yù)熱器，干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算是解決這些問(wèn)題的基礎(chǔ)。物料的濕比熱cm：1kg

絕干物料連同它所攜帶的Xkg

液態(tài)濕份溫度升高1℃所需要的熱量，kJ/kg絕干物料·℃。物料焓im：以0℃為基準(zhǔn)的1kg絕干物料和其攜帶的Xkg液態(tài)濕分所具有的焓的總和。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算cs—絕干物料的比熱，kJ/kg；cw—液態(tài)濕分的比熱，kJ/kg。（間壁換熱器）通過(guò)預(yù)熱器的熱量衡算，結(jié)合傳熱基本方程式，可以求得間壁換熱空氣預(yù)熱器的傳熱面積。立筒式金屬體燃煤間接加熱熱風(fēng)爐熱氣體L,H1,t1,i1濕氣體L,H0,t0,i0Qp預(yù)熱器干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算物料衡算熱量衡算干燥器干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算濕物料G1,

w11,cm1,im1干燥產(chǎn)品G2,

w2,2,cm2,im2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2QdQl干燥器絕干氣體消耗量絕干氣體比消耗汽化1kg

濕分消耗的絕干氣體量稱為比消耗

l，kg

絕干氣體/kg

濕份物料衡算熱量衡算熱氣體在干燥器中冷卻放出的熱量干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算濕物料G1,

w11,cm1,im1干燥產(chǎn)品G2,

w2,2,cm2,im2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2QdQl干燥器物理意義：氣體在干燥器中放出的熱量和補(bǔ)充加熱一起提供的熱能，用于三個(gè)方面：濕分汽化升溫、加熱產(chǎn)品和補(bǔ)償設(shè)備的散熱損失。式中物料出口溫度2是干燥末期氣固兩相間及物料內(nèi)部傳熱、傳質(zhì)的綜合結(jié)果不能任意給定。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算在設(shè)計(jì)型計(jì)算中已知：Gc、1、X1、X2，H1=H0，Qd，Ql選定：t1，t2求：L，H2

聯(lián)立解物料衡算方程與熱量衡算方程可得對(duì)空氣-水系統(tǒng)：理想干燥過(guò)程：Qd=0，Ql=0，1=2；或Qd=Qm+Ql；則氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化忽略濕分汽化前的焓Wcw1=0理想干燥過(guò)程近似為等焓過(guò)程干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算氣體焓變干燥系統(tǒng)的熱量分配與熱效率干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算干燥系統(tǒng)的熱量衡算濕物料G1,

w1,1,cm1干燥產(chǎn)品G2,

w2,2,cm2熱氣體L,H1,t1,i1濕廢氣體L,H2,t2,i2濕氣體L,H0,t0,i0QpQdQl預(yù)熱器干燥器物料焓變氣體焓變：干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算物料焓變：干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算濕分汽化升溫所需要的熱量：加熱固體產(chǎn)品所需要的熱量：放空熱損失：總熱量衡算：通過(guò)預(yù)熱器提供的熱量Qp和干燥器補(bǔ)充熱量Qd一起向干燥系統(tǒng)輸入的熱量消耗于四個(gè)方面：汽化濕分Qw，加熱產(chǎn)品Qm，熱損失Ql，隨廢氣排空Ql’。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算干燥器熱損失：干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算供給熱量Qp+Qd廢氣帶走熱量Ql′=LcH0(t2-t0)干燥器內(nèi)放熱Qg=LcH0(t1-t2)濕分汽化升溫Qw=W(r0+cvt2-cw1)物料升溫Qm=Gccm2(2-1)熱損失Ql供給干燥系統(tǒng)輸入的熱量除一部分在干燥器內(nèi)釋放外，尚有部分未被利用。用于汽化濕分和加熱物料的熱量與外界向干燥系統(tǒng)提供的總熱量之比，即干燥器的熱效率若

Ql=Qd=0，則干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算提高進(jìn)氣溫度受熱源條件和物料耐熱性限制；降低氣體出口溫度受干燥器最低允許溫度的制約。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算提高干燥器熱效率的措施：（1）減少干燥器的熱損失Ql。（2）降低廢氣出口溫度t2，減少?gòu)U氣帶出熱量Ql′。（3）提高空氣預(yù)熱溫度t1，可氣體用量減少，減少?gòu)U氣帶出熱量Ql′。（4）采用中間加熱，即加大Qd?！纠?2.4】用流化床干燥器干燥某晶體狀濕物料，產(chǎn)量5000kg/h，物料初始濕含量6%（濕基，下同），產(chǎn)品濕含量0.5%，濕分為水。初始溫度t0=20℃、相對(duì)濕度的空氣在預(yù)熱器中加熱至t1=150℃送入干燥器，出干燥器廢氣的溫度為t2=75℃，晶體物料進(jìn)、出干燥器的溫度分別為℃和℃，絕干物料比熱為1.25kJ/(kg·K)，預(yù)熱器使用0.8MPa（絕壓）的飽和水蒸氣作熱源，干燥器的散熱損失按氣體在干燥器中放出的熱量的5%計(jì)算，干燥器無(wú)補(bǔ)充加熱，試求：⑴汽化水分量；⑵空氣消耗量；⑶預(yù)熱器耗用的蒸汽量；⑷干燥器中各項(xiàng)熱量的分配；⑸干燥器的熱效率。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算解：⑴汽化水分量W⑵空氣消耗量L20℃空氣的飽和蒸汽壓為干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算⑶預(yù)熱器耗用的蒸汽量D0.8MPa水蒸氣的飽和汽化潛熱r=2055.3kJ/kg

干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算⑷干燥器中各項(xiàng)熱量的分配，預(yù)熱器向干燥器提供的熱量kW，該熱量在干燥器中分配如下：汽化水分加熱物料散熱損失放空損失干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算⑸干燥器的熱效率干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算【例12-15】常壓下干燥系統(tǒng)的空氣流程如下。假設(shè)干燥器為理想干燥器，數(shù)據(jù)如圖。試在濕度圖上畫(huà)出空氣狀態(tài)的變化情況。若絕干氣體的質(zhì)量流量為1kg/s，計(jì)算各干燥器中水分汽化量和冷凝器中的冷凝量。

第一加熱器干燥器A第二加熱器干燥器AtD=85℃DE=90%EtF=83℃F冷卻冷凝器tＣ=15℃ＣG=80%G干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算第一加熱器干燥器A第一加熱器干燥器AtD=85℃DE=90%EtF=83℃F冷卻冷凝器tＣ=15℃ＣG=80%G干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算解：空氣的狀態(tài)變化如圖所示?？諝忸A(yù)熱不改變濕度，因此，在第一加熱器和第二加熱器中空氣的狀態(tài)變化分別為C-D和E-F；因?yàn)楦稍锲鳛槔硐敫稍锲鳎諝饨?jīng)歷絕熱飽和過(guò)程，氣體狀態(tài)沿絕熱冷卻線D-E和F-G變化；在冷卻冷凝器中，空氣首先恒濕冷卻至露點(diǎn)，空氣狀態(tài)由G沿等H線變化至G′，然后繼續(xù)冷卻，空氣中的水汽以液態(tài)析出，空氣狀態(tài)沿的等相對(duì)濕度線變至C。由圖可知：HC=HD=0.11kg/kg絕干空氣，HE=HF=0.031kg/kg絕干空氣，HG=0.047kg/kg絕干空氣。干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算干燥器A中水分的汽化量冷凝器中水汽的冷凝量干燥器B中水分的汽化量習(xí)題新書(shū)：12.13，12.17(1)舊書(shū)：16，23（1）對(duì)于空氣-水系統(tǒng)，在大氣壓下，tw<100℃。當(dāng)氣體的濕度一定時(shí)，氣體的溫度越高，干、濕球溫度的差值越大。t

℃2060100200500tw℃17.6228.3635.7647.6364.43對(duì)初始溫度為20℃、相對(duì)濕度為80%的常壓空氣干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算結(jié)論：當(dāng)物料充分濕潤(rùn)時(shí)，可以使用高溫氣體做干燥介質(zhì)而不至于燒毀物料。例如，可以使用500℃的氣體烘干淀粉。降速干燥段汽化的水份包括結(jié)合水分，其性質(zhì)與物料本性的關(guān)系十分復(fù)雜，故~X變化規(guī)律通常需通過(guò)實(shí)驗(yàn)測(cè)定。對(duì)于松散的細(xì)顆粒物料，可近似借用在恒定干燥條件下推導(dǎo)出的公式計(jì)算，即適用條件：（1）降速段干燥曲線為直線；（2）空氣干燥條件恒定；（3）物料粒徑在2-3mm以下；（4）臨界濕含量Xc＜0.05。降速干燥段的物料溫度干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算物料性質(zhì)（耐熱性或熱敏性物料）熱源條件（蒸汽或煙道氣）干燥工藝（室式、氣流或流化床干燥）t1干燥介質(zhì)為空氣時(shí)：間壁換熱，H1=H0；直接加熱，H1>H0。t2和H2取決于干燥器的經(jīng)濟(jì)性：t2，傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力，干燥速率，放空熱損失，熱效率。t2，干燥推動(dòng)力，生產(chǎn)能力，甚至發(fā)生吸濕返潮現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)會(huì)堵塞設(shè)備和管道，破壞干燥器的正常操作。氣體進(jìn)出口狀態(tài)的確定干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算露點(diǎn)溫度為干燥系統(tǒng)中氣體的極限溫度為確保物料在干燥器以及其后的分離除塵系統(tǒng)中不發(fā)生返潮，氣體出口溫度需高于氣體出口濕度對(duì)應(yīng)的露點(diǎn)溫度，工業(yè)上一般取氣體的出口溫度高于露點(diǎn)溫度20-50℃。由氣體的出口濕度求得露點(diǎn)溫度，根據(jù)氣體出口溫度與露點(diǎn)溫度td的差值的大小來(lái)判斷是否會(huì)發(fā)生濕分凝結(jié)。以蒸汽為熱源通過(guò)間壁換熱產(chǎn)生的熱空氣，其出口溫度一般取為60~90℃。氣體出口溫度干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算以并流為例。預(yù)熱段的氣體狀態(tài)預(yù)熱段為單純的物料加熱過(guò)程，物料濕含量可視為不變。若忽略預(yù)熱段的散熱損失，則氣體放出的熱量全部用于加熱物料。L,t1,H1tb,Hbtc,Hctw,Xbtw,XcGc,1,X1L,t2,H2Gc,2,X2干燥器長(zhǎng)度干燥器L,t1,H1Gc,1,X1L,t２,H２Gc,２,X２預(yù)熱段結(jié)束時(shí)=tw典型的干燥過(guò)程和參數(shù)變化干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算上兩式為表面汽化段氣體溫度t和濕度H隨X的變化關(guān)系。給定X(Xc

X

X1)，即可求得對(duì)應(yīng)的氣體溫度t和濕度H。已知物料的臨界濕含量Xc，可計(jì)算臨界點(diǎn)的氣體溫度tc和濕度Hc。L,t1,H1tb,Hbtc,Hctw,Xbtw,XcGc,1,X1t2,H22,X2干燥器長(zhǎng)度若忽略散熱損失，表面汽化段氣體放出的顯熱全部用于濕分汽化，氣體狀態(tài)經(jīng)歷降溫增濕的變化。表面汽化段的氣體狀態(tài)干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算若忽略散熱損失上兩式為降速段氣體溫度t和濕度H隨X的變化關(guān)系。給定X(X2

X

Xc)，即可求得對(duì)應(yīng)的氣體溫度t和濕度H。降速干燥段氣體狀態(tài)干燥過(guò)程的物料衡算和熱量衡算干燥器（Dryer）(1)并流干燥

進(jìn)口端，高濕含量物料與高溫低濕氣體接觸，傳熱傳質(zhì)推動(dòng)力大，干燥速度很快。在出口端，低濕含量物料與低溫高濕氣體接觸，推動(dòng)力小，干燥速度較慢。適用于濕物料能承受強(qiáng)烈干燥而不發(fā)生龜裂、變形或表面結(jié)硬殼，而干物料又不能耐高溫，且產(chǎn)品濕含量較高的情況。對(duì)流干燥器按介質(zhì)和物料的流向可分為：并流干燥、逆流干燥和錯(cuò)流干燥干燥器（Dryer）(2)逆流干燥進(jìn)口端，濕物料與低溫高濕的氣體接觸，出口端干物料與高溫低濕的氣體接觸，各處干燥推動(dòng)力和干燥速度比較均勻，適用于濕物料不允許強(qiáng)烈干燥，而干物料又可以耐高溫，產(chǎn)品濕含量很低的場(chǎng)合。(3)錯(cuò)流干燥干燥介質(zhì)垂直穿過(guò)物料層，氣體進(jìn)入和流出物料層時(shí)，其溫度和濕度均有較大變化，要求物料能耐高溫，并能承受快速干燥。習(xí)題新書(shū)：12.16干燥器（Dryer）按加熱方式可將干燥器分為：(1)

對(duì)流干燥器如：洞道式干燥器、轉(zhuǎn)筒干燥器、氣流干燥器、流化床干燥器、噴霧干燥器等。(2)

傳導(dǎo)干燥器如：滾筒式干燥器、耙式干燥器、間接加熱干燥器等。(3)

輻射干燥器如：紅外線干燥器。(4)

介電加熱干燥器如：微波干燥器。干燥器（Dryer）干燥器的選型應(yīng)考慮以下因素：(1)保證物料的干燥質(zhì)量，干燥均勻，不發(fā)生變質(zhì)，保持晶形完整，不發(fā)生龜裂變形；(2)干燥速率快，干燥時(shí)間短，單位體積干燥器汽化水分量大，能做到小設(shè)備大生產(chǎn)；(3)能量消耗低，熱效率高，動(dòng)力消耗低；(4)干燥工藝簡(jiǎn)單，設(shè)備投資小，操作穩(wěn)定，控制靈活，勞動(dòng)條件好，污染環(huán)境小。氣流干燥器的結(jié)構(gòu)與流程：1-空氣過(guò)濾器2-空氣加熱器3-加料器4-風(fēng)機(jī)5-干燥管6-旋風(fēng)分離器7-除塵器氣流干燥器（Flashdryer）

干燥器（Dryer）（1）生產(chǎn)強(qiáng)度高A大、h大（u大），平均體積傳熱系數(shù)ha為3000-7000W/(m3·K)，比其它類型干燥器高幾倍至幾十倍。（2）熱能利用好對(duì)能承受高溫的物料，熱效率高；否則熱效率降低。（3）適用于熱敏性物料（4）產(chǎn)品質(zhì)量均勻（5）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備投資少，占地面積小，操作方便，性能穩(wěn)定，維修量小氣流干燥器的優(yōu)點(diǎn)干燥器（Dryer）（1）氣體通過(guò)干燥系統(tǒng)的流動(dòng)阻力較大（2）物料和器壁的磨損比較大（3）對(duì)粉塵的回收裝置要求高（4）由于干燥時(shí)間短，不適于除去較多結(jié)合水的情況，特別不適合于最大吸濕濕含量很高的物料。（5）不適合于高粘性的物料。加速運(yùn)動(dòng)段是氣流干燥器最有效的干燥區(qū)段，一根10m長(zhǎng)的氣流管，80%左右的水分量是在長(zhǎng)約2m左右的加速段汽化干燥的。氣流干燥器的缺點(diǎn)干燥器（Dryer）多級(jí)氣流干燥器脈沖式氣流干燥器旋風(fēng)式氣流干燥器將多臺(tái)氣流干燥串聯(lián)使用，總管長(zhǎng)相同的情況下，加速段增加。且各干燥器可選擇合適的氣體條件，有利于熱能的回收和合理利用。在淀粉、奶粉生產(chǎn)中被廣泛采用。脈沖管內(nèi)氣速隨管徑變化而交替地增大和減小。由于慣性的作用，顆粒運(yùn)動(dòng)速度滯后氣體，使氣固兩相的相對(duì)速度增加。類似于旋風(fēng)分離器，但更長(zhǎng)，氣流攜帶固體顆粒沿切線方向進(jìn)入后作螺旋運(yùn)動(dòng)，使物料在瞬間得到干燥。適用于允許磨損的熱敏性物料（如制藥行業(yè)）。干燥器（Dryer）又稱為沸騰床干燥器，是流態(tài)化技術(shù)在干燥作業(yè)上的應(yīng)用。它適用于散粒狀物料的干燥。物料的粒徑一般為0.1-6mm，最佳粒徑為0.5-3mm。結(jié)構(gòu)及操作原理流化床干燥器（Fluidizedbeddryer）

干燥器（Dryer）（1）與氣流干燥一樣，流化床干燥的體積傳熱系數(shù)ha也很大，可達(dá)2300~7000W/(m3·K)。（2）物料停留時(shí)間任意可調(diào)，特別適合于干燥結(jié)合水分。（3）流化床的操作氣速低得多。（4）顆粒的完全混合，床內(nèi)各處的溫度均勻一致，避免了物料的局部過(guò)熱，為物料的優(yōu)質(zhì)干燥提供了可能；在連續(xù)操作時(shí)物料的停留時(shí)間分布很不均勻，產(chǎn)品質(zhì)量不均勻。（5）流化床干燥多為逆流或錯(cuò)流，故采用的風(fēng)溫較低。流化床干燥器的特點(diǎn)（與氣流干燥器比較）干燥器（Dryer）干燥器（Dryer）多層流化床主要問(wèn)題：控制物料順利流至下一層的量，且不使氣體沿溢流管短路跑掉。在應(yīng)用中常因操作不當(dāng)而不能正常生產(chǎn)。停留時(shí)間不均勻問(wèn)題的解決方法干燥器（Dryer）氣體壓降比多層床低，操作穩(wěn)定性也好，但熱效率不及多層床高。臥式多室流化床流化床干燥器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，造價(jià)較低，可動(dòng)部件少，維修費(fèi)用低，物料磨損較小，氣固分離比較容易，傳熱傳質(zhì)速率快，熱效率較高，物料停留時(shí)間可以任意調(diào)節(jié)，因而這種干燥器在工業(yè)上獲得了廣泛的應(yīng)用，已發(fā)展成為粉粒狀物料干燥的最主要手段。干燥器（Dryer）

干燥器（Dryer）振動(dòng)流化床干燥器干燥器（Dryer）

干燥器（Dryer）轉(zhuǎn)筒干燥器（Rotarydryer）

干燥器（Dryer）干燥器（Dryer）特點(diǎn)：轉(zhuǎn)筒干燥器機(jī)械化程度較高，生產(chǎn)能力較大，干燥介質(zhì)通過(guò)轉(zhuǎn)筒的阻力較小，對(duì)物料的適應(yīng)性較強(qiáng)，操作穩(wěn)定方便，運(yùn)行費(fèi)用較低缺點(diǎn)：裝置比較笨重，金屬耗材多，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，維修量較大，設(shè)備投資高，占地面積大。。干燥器（Dryer）國(guó)內(nèi)現(xiàn)有轉(zhuǎn)筒干燥器的直徑一般為0.5-3m，長(zhǎng)度為2-27m，長(zhǎng)徑比為4-10，物料在轉(zhuǎn)筒內(nèi)的裝填量約為筒體容積的8-13%，物料沿轉(zhuǎn)筒軸向前進(jìn)的速度為0.01-0.08m/s，其停留時(shí)間一般為1h左右。用于干燥溶液、漿液或懸浮液。液狀物料由霧化器噴成霧狀細(xì)滴并分散于熱氣流中，使水分迅速汽化而獲得微粒狀干燥產(chǎn)品。噴霧干燥器（Spraydryer）干燥器（Dryer）優(yōu)點(diǎn)：干燥速度快，干燥時(shí)間短，特別適合于熱敏性物料的干燥，噴霧干燥由液體直接得到干燥產(chǎn)品，因而省去了蒸發(fā)、結(jié)晶、固液機(jī)械分離等操作，生產(chǎn)流程大為簡(jiǎn)化，故又稱為一步干燥法。缺點(diǎn)：體積傳熱系數(shù)很低，ha約為30-90W/m2·K，水分汽化強(qiáng)度僅為10-20kg/m3·h，因而干燥器體積龐大，熱效率較低，動(dòng)力消耗較大。提高生產(chǎn)能力的方法是采用過(guò)熱料液，在加壓下將料液預(yù)熱至200-300℃進(jìn)入霧化器，液滴通過(guò)吸收自身的顯熱而使部分水分汽化。干燥器（Dryer）霧化器的一般要求霧滴直徑均勻，噴嘴結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)能力大，能量消耗低，操作方便等特點(diǎn)。氣流式霧化器可制備粒徑小于5μm的微細(xì)顆粒，能處理粘度較大的料液，但動(dòng)力消耗較大，裝置的生產(chǎn)能力較小。料液空氣干燥器（Dryer）離心式霧化器優(yōu)點(diǎn)：操作簡(jiǎn)單，對(duì)物料的適應(yīng)能力強(qiáng)，操作彈性大，產(chǎn)品粒徑均勻。特別適合于處理固相含量較高的液體。缺點(diǎn)：干燥器直徑較大，霧化器加工難度大，制造價(jià)格高。軸料液干燥器（Dr