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烘干过程的能量消耗

烘干(干燥)是能量消耗较大的单元操作之一,这是因为不论是干燥或烘干液体物料、浆状物料,还是含湿的固体物料,都要将液态水分变成汽态,所以需要供给较大的汽化潜热。通常把烘干过程中蒸发1kg水分所消耗的能量称为单位能耗。

从理论上讲,在标准条件(即干燥在绝热条件下进行,固体物料和水蒸气不被加热,也在存在其他热量交换)下蒸发1kg水分所需的能量为2200-2700kJ,其中上限为除去结合水分情况。实际烘干过程的单位能耗为3000-4000KJ/kg;而一般的间歇式干燥为2700-6500KJ/kg;对于某些软薄层物料(如纸张、纺织品等)高达5000-8000KJ/kg.

烘干设备的能量利用率及烘干机的热效率计算公式

烘干设备的能量利用率或烘干机的热效率是衡量一个烘干过程或烘干机在能量利用上优劣的一项重要指标,通过对过程或设备的能量利用率或热效率的计算,可以发现操作过程能耗的分配情况,从而为采取相应措施来降低能耗提供了方向。

(1)烘干设备的能量利用率   所谓烘干设备的能量利用率ηe是指装置脱去水分所需要的能量E1与供给设备能量E2之比,公式:ηe=(E1/E2)x100%
式中ηe--烘干设备的能量利用率,%
E1--脱水所需的能量,J;
E2--供给装置能量,J.
一般认为,烘干设备的能量利用率取决于干燥介质的初始和最终温度、环境温度及湿含量、供给和损失的热量以及废气的循环情况等因素。除了低温对流烘干等要考虑风机消耗的能量(因为这时部分能量在总能耗中占的比例较大)外,蒸发水分和废气排空损失的热量为干燥设备能耗的主要部分,所以用烘干机的热效率来描述一个烘干过程或设备的能耗情况更方便些。

(2)烘干的热效率   烘干机的热效率计算公式:ηt=(Q1/Q2)x100%
式中ηe--烘干机的热效率,%;
Q1--水分蒸发所需要的热量,J;
Q2--热源提供的热量,J.
热源供给烘干机的热量主要包括:水分蒸发所需要的热量,物料升温所需要的热量以及热损失三部分。

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