低温干燥技术原理

谷物干燥原理与技术

谷物干燥技术的必要性：

我国是世界上最大的粮食生产国，稻米产量全球第一，小麦及玉米产量全球第二。谷物收获后，为了储存和加工，必须经过干燥处理。

干燥谷物的方法有日晒干燥和机械化干燥。日晒干燥是我国几千年来采用的老方法。机械化干燥是通过专业干燥机对谷物进行机械自动化干燥。

现代人在马路上晒谷不但危害交通，也污染谷物；用晒谷场晒谷，又浪费宝贵的土地资源。人工晒谷耗费大量人力，成本高，稻谷质量无法掌控。遇到梅雨天就无法晒谷，无法将收成掌握在自己手中，很不科学。我国粮食产区特别是南方地区，稻麦收获期常常出现阴雨梅雨天气。 农民最担心谷物收获期遇上阴雨霉雨天气，因为这种天候收获的谷物含水率都是非常高，造成湿谷来不及晒干或无法达到安全水份，因而产生霉变发芽。

湿谷没有抢鲜干燥，除了经济上的损失，谷物会产生黄曲霉，黄曲霉的毒性非常强，可引起肝的癌变,严重危害人民的健康。所有谷物只要含水率过高，都有可能会产生黄曲霉。

如果可以马上进行干燥，就能抢救谷物免于霉变发芽，杜绝黄曲霉产生，所以抢鲜将谷物干燥到安全的含水率是储粮安全的首要条件。

由于人工晒谷的局限性，无法解决及时干燥谷物和保证谷物高质量的问题，难以面对国内对谷物

低温原理讲课教案

第一章 低温工程的性质

通常指Ts?120K的工质为低温工质

与制冷工质的不同：1、即可作为制冷工质，又可作为原料、产品。 2、可以是相变制冷，可能是单相制冷。 3、单靠加压不能液化。

低温与普冷的区别：1、可能是闭式循环，也可能是开式循环。 2、高低温热源温差较大，须采用回热系统。 以120K为界以下：

（1）烃类：烷、烯、炔 约120K（Ts）

石油气（戊，已烷）， 天然气（甲烷）

（2）空分成分：O2ArN2 约80K

（3）超低温： H2, 20K, He, 4.2K

§1-1 低温工程的种类

120K级的低温：天然气（广义）的液化分离-----------石化行业 80K级的低温： 空气的液化分离 -----------制氧行业 20K级以下的低温：氢气的液化，氦的液化。

低温工程的性质：

??用以燃烧（1）甲烷CH4，天然气的主要成分：??化学产??民用??汽车 H2Ts?111.7KM?16(2)(3)(4)氧O2氮N2氩Ar

M：32M：

制冷与低温技术原理-小组讨论题（课堂）

第一章 绪论（小组讨论题-课堂完成）

填空题

1. 制冷是指用（ 人工 ）的方法在一定时间和一定空间内将（ 物体 ）

冷却，使其温度降低到（ 环境温度 ）以下，并保持这个低温。 2. 制冷是一个逆向循环，为了实现制冷循环，必须（ 消耗功 ）。 3. 在科学研究和工业生产中，常将制冷分为（ 制冷 ）和（ 低温技

术 ）两个体系。

4. 根据国际制冷学会第13次制冷大会（1971年）的建议，将（ 120K ）温

度定义为普冷和低温的分界线。

5. （ 氦气 ）是自然界诸元素中沸点最低的气体，也是最后被液化的气体。 6. 定压下，单位质量液体汽化时所吸收的热量称为（ 汽化潜热 ）。 7. 任何一种物质，随着（ 温度 ）的提高其汽化热不断减小，当到达（ 临

界 ）状态时，汽化热为零。

8. 节流过程

客观题

1， 根据塔内气液接触部件的结构型式不同，吸收和蒸馏设备的种类一般可分为两大类： 一类是 ，另一类是 。 2，选择塔型时，主要应考虑基本性能是：（1） ， （2） ，（3） ， （4） ，（5） 。

3，气体在塔内依靠 推动下，穿过每块塔板或填料层，而液体依靠 作用流经每块塔板或填料层。

4，有降液管式塔板上液层高度依靠 来控制，而无降液管式塔板上液层高度依靠 来控制。

5，泡罩塔板主要优点是 ， 。 主要缺点是

固体干燥

填空题：

1、温度为40℃，水汽分压为5kPa的湿空气与水温为30℃的水接触，则传热方向为： ，传质方向为 。已知30℃和40℃下水的饱和蒸汽压分别为4.24kPa和7.38kPa。 答案： 气到水；气到水

2、冬季将洗好的湿衣服晾在室外，室外温度在零度以上，衣服有无可能结冰？ ， 其原因是 。

答案 ：有，不饱和空气的湿球温度tW?t，当tW?0时可能结冰

3、在101.325kPa下，不饱和湿空气的温度为40℃，相对湿度为60%， （1）若加热至80℃，则空气的下列状态参数如何变化？湿度 ，相对湿度? ，湿球温度tW ，露点温度td ，焓I 。 （2）若在等温条件下使总压减至时，则该空气下列参数将如何变化？

湿度 ，相对湿度? ，湿球温度tW ，露点温度td ，焓I 。（变大，变小，不变）

答案：(1)不变，变小，变大，不变，变大；（2）不变，变小，变小，

干燥习题与题解

一、填空题:

1. 在湿度一定时，不饱和空气的温度越低，其相对湿度越＿＿_. ***答案*** 大

2. 等速干燥阶段物料表面的温度等于__________________。 ***答案*** 干燥介质一热空气的湿球温度

3. 在实际的干燥操作中， 常用＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿来测量空气的湿度。 ***答案*** 干、湿球温度计

4. 1kg绝干空气及_____________________所具有的焓，称为湿空气的焓。 ***答案*** 其所带的H kg水汽

5. 某物料含水量为0.5 kg水.kg?1绝干料，当与一定状态的空气接触时，测出平衡水分为0.1kg水.kg?1绝干料，则此物料的自由水分为_____________。 ***答案*** 0.4 kg水.kg?1绝干料

6. 已知在ｔ＝50℃、P＝1atm时空气中水蒸汽分压Pw =55.3mmHg，则该空气的湿含量H＝＿＿＿＿＿＿＿＿；相对湿度φ＝＿＿＿＿＿＿＿；（50℃时,水的饱和蒸汽压为92.51mmHg） **

授课日期 ：2010.08

授课人：秦亚军

授课学时：50分钟

授课对象：气流干燥机、烘丝机、中控室、全体电工人员 课型：理论

课题：气流干燥机原理及注意事项

教学方法：讲议结合

教学内容：

1、主要结构与工作原理

2、使用与操作

3、维护与保养

4、常见故障及排除办法

主要结构与工作原理

主要结构：

SH93型叶丝高速膨胀干燥机主要由进料罩、进料气锁、喷射式松蒸装置、紊流装置、干燥装置、物料管道、旋风分离装置、回风管道、循环风机、排潮管道、分配管道、间接式热风发生炉、混合箱、检修平台、电控以及水气汽管路系统等组成

工作原理：

叶丝经超级回潮机充分加温加湿后（22～35%MC， 55±5℃）。由进料振槽均匀地将叶丝送入进料气锁，然后由气

锁落入松散装置内。期间高温蒸汽不断地喷入松散装置里，使叶丝不但快速松散，而且温度得以升高。

由松散装置落下的叶丝接着被高速度的过热蒸汽流带入干燥机内，叶丝与高温蒸汽充分接触迅速进行热交换，其内部水份的瞬间蒸发的速度远比从叶丝壁排出的速度要快，因此叶丝在干燥的同时得以迅速膨化。(同时叶丝中的部分青杂气被去除)。 其后叶丝在重力和风力的作用下，进入物料管道进一步干燥。最后，叶丝进入旋风分离装置，与蒸汽分离的同时冷却部分定型，并从旋风分离

另一种过滤器如图2所示。它也是和干燥过滤器一样，经轧压工艺成型，但只装有金属网，而没有干燥剂。它安装在制冷系统毛细管前端的相关部件或管路上，或安装在电子膨胀阀进出端，用来收集制冷系统和润滑油中的固体杂质，防止系统和毛细管以及膨胀阀堵塞，确保管路系统畅通。

2.故障排除 故障排除

脏堵多为干燥过滤器和过滤器产生故障的原因。 其故障现象大多表现在过滤器外壳由温热变 冷或结霜、结露，导致向蒸发器供液不足。外壳无温差时为完全堵塞，与毛细管完全堵塞时 的故障现象相同。干燥过滤器、过滤器和毛细管完全堵塞时很难鉴别，只能断开制冷系统， 通过观察其排气与否确定。

当干燥过滤器和过滤器微堵、全堵时，其表现为：制冷循环时室外冷凝器无热风排出，室内 出风口变常温。这时压缩机运转沉闷。停机后断开干燥器附近的毛细管或连接管，如毛细管 或连接管侧能排出充足气体而干燥器侧无气体排出，则判定为干燥器堵塞(过滤器也相同), 反之为毛细管或连接管侧堵塞。 若判定干燥过滤器或过滤器堵塞， 一般是焊下干燥器或过滤 器更换新件。

3 故障检修实例

某型号窗机，因不制冷送修。通电试机，测其运转电流为 4A(正常值为 3.7A),压缩机运 转声沉闷，手感室内机出风口无凉风，初步判定为干燥器堵塞。关

《化工原理实验》（传热、干燥 、蒸发）（总分100分）

一 选择题（每空2分，共30分）

1 对蒸汽-空气体系的传热实验，你认为 A 方案对强化传热在工程中是可行的。

A提高空气的流速 B 提高蒸汽的压强 C 采用过热蒸汽以提高传热温差 D 在蒸汽侧管壁上加装翅片

2在干燥实验中，提高空气的进口温度则干燥速率____A____；若提高进口空气的湿度则干燥速率_____B_______

A提高 B 降低 C 不变 D 不确定

3换热器中冷热流体一般为逆流流动，这主要是为了 B

A减少流动阻力 B减少冷却剂用量 C提高传热系数

4在换热器上输水器的作用是排放冷凝液，截留蒸汽，当其发生阻塞，会导致 C

A 不凝性气体增多 B被加热流体的流量增大 C 换热器的总传热系数减小 D 冷流体出口温度上升 5 湿空气经预热后，空气的焓增大，而 A

A

厢式干燥器干燥速率曲线的测定

一、实验目的：

1．熟悉常压下厢式干燥器的构造与操作

2．掌握物料在干燥条件不变时干燥速率曲线（U—X）的测定方法 二、实验原理

本实验是用不饱和的热空气作为干燥介质去干燥湿物料。即热量由空气传至被干燥的物料，以供应物料中水分汽化所需的热量。物料中的水分以扩散方式进入空气。水分的扩散过程分为两步，首先是由物料内部扩散到物料表面，然后由表面扩散到空气中。开始时，物料的内部水分能迅速达到物料表面，水分的去除速率为物料表面上水分的汽化速率所限制，此阶段称为表面汽化控制阶段。在此阶段内干燥速率不变，又称恒速干燥阶段。当物料中水分逐渐减少，水分不能及时由物料内部扩散到表面，为水分内部扩散速率所控制。此阶段称为内部扩散控制阶段。在此阶段内干燥速率开始不断降低，又称降速阶段。上述开始降速时的物料含水率称临界含水率。

影响干燥速度的因素很多，它与物料及干燥介质的情况都有关系，本实验在干燥条件——空气的湿度、温度及速度恒定不变下，对于同类的物料，当厚度及形状一定时，有如下函数关系：

u f(x) f( )

u

GcdX Gc X

()

Ad A

Xn

Gn Gc

Gc

Gn Gn 1 Gc(Xn Xn 1) Gc X

Xn

三、实验装置流程

本实验采