干燥过程解析(analysis of drying process)

为干燥过程优化而进行的数学解析。固体物料的干燥为有色金属提取冶金单元操作之一，包括传热和传质两个基本过程。首先是对固体加热，使其中湿分汽化的传热过程，然后是汽化后的湿分扩散进入气相的传质过程。同时还伴有固体内部的湿分源源不断地被输送到固体表面的内部扩散过程。干燥过程的特点是传热与传质并存而又相互影响、相互制约的过程。在湿矿粉进入回转窑或竖炉等反应器后，首先经过干燥阶段再进行反应，故干燥已构成反应器工作的一部分。

干燥方法可分为传导干燥、对流干燥、辐射干燥和介电加热干燥等，其中以对流干燥应用最广。

对流干燥期间湿分运动的机理分为恒速和降速干燥两个阶段。恒速干燥时期，湿分蒸发进入介质流中，其控制因素是穿过气膜的扩散传质系数；在降速干燥时期，控制因素是湿分如何迁移到干燥表面。对此物理现象有两种理论解释，一是由舍伍德(Sherwood)等提出的扩散理论，这种理论的湿分扩散速率是：

另一是由斯利克特(Slichter)等人提出的，这种理论认为湿分上升到表面取决于液体在毛细管内的册势。在恒速干燥阶段，干燥速率方程为：

干燥时间为：

在降速干燥阶段，干燥速率方程可近似表示为：

干燥时间为：

干燥总时间

-干燥过程除去的湿分量为：

消耗的绝干气体量为：

热量平衡方程为：

当时，称为理想干燥过程。

干燥设备的重要指标是热效率η