无机材料工艺原理06脱水与干燥

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1、无机材料制备工艺原理脱水与干燥本部分讲授内容概述知识延伸－有关研究与开发的想法常规干燥及脱水方法可脱水类型干燥制度的制订及示例常用的干燥方法干燥技术的应用及设备厂的管理概述无机非金属材料生产过程中，原料或半成品中常含有高于工艺要求的水分，需要脱去其中的部分水分，以满足生产工艺的要求。概述脱水方式液－液脱水－－前章介绍的的压滤脱水法固－气脱水－－冷冻干燥液－气脱水－－干燥脱水方法重力脱水：根据水与物料的密度不同而脱水；机械脱水：加热脱水：水的蒸发为主干燥定义使含水物料（如湿坯、原料、泥浆等）中的液体水汽化而排除的过程，称为

2、干燥。完成干燥过程的机械设备，称干燥器。干燥定义－扩充通常，人们把采用热物理方法去湿的过程称为“干燥”，其特征是采用加热、降温、减压或其它能量传递的方式使物料中的湿分产生挥发、冷凝、升华等相变过程与物体分离以达到去湿目的。干燥技术传统工业的干燥技术有：厢式干燥、隧道干燥、转筒干燥、转鼓干燥、带式干燥、盘式干燥、浆叶式干燥、流化床干燥、喷动床干燥、喷雾干燥、气流干燥、真空冷冻干燥、太阳能干燥、微波干燥和高频干燥、红外热辐射干燥等。干燥技术近年来国际上的新型干燥技术：脉冲干燥、对撞干燥、冲击穿透干燥、声波场干燥、超临界流体干

3、燥、过热蒸汽干燥、接触吸附干燥等。干燥方法自然干燥法：将湿堆置于露天或室内的场地上，借助风吹和日晒的自然条件使物料得以干燥的办法。成本低，但干燥速度慢，产量低，劳动强度大，受气候影响大，难以适应大规模的工业生产。干燥方法人工干燥法：也称机械干燥，将湿物料放在专门的设备中进行加热，使物料的水分蒸发而得以干燥。特征：干燥速度快，产量大，不受气候条件的限制，便于实现自动化，适合于工业生产。为什么要进行干燥与脱水－应用干法粉磨水泥生料时，水分＜2%，否则会大大降低磨机的粉磨效率陶瓷、耐火材料和砖瓦等半成品的坯体，在入窑前也须干燥

4、，否则会造成产品开裂的事故。问题：玻璃的生产过程中是否也要对原料进行干燥？为什么要干燥？对于陶瓷坯体而言，干燥的主要目的在于：提高生坯强度，便于后续工艺的进行；提高釉浆的吸附能力；使坯体具有较小的入窑水分，提高烧成速度，减少能耗；→提高产品的质量知识延伸：干燥的地位与作用干燥利于产品的储藏、运输和使用；干燥利于提高产品的质量和价值、减轻劳动强度、降低成本和能源消耗；发达国家的干燥的能耗点工业能耗的14%，有些行业的干燥能耗甚至占到生产总耗能的35%；我国2001年干燥设备制造业创17亿元的产值（相当于1986年的24倍）

5、，出口总值达2000万元人民币；干燥技术的特点干燥技术开发及应用要具备的知识和技术：需要了解被干燥物料的理化性质和产品的使用特点；熟悉传递工程的原理，即传质、传热。流体力学和空气动力学等能量传递原理；实施手段，即能够进行干燥流程、主要设备、电气仪表控制等方面的工程设计；干燥技术的特点干燥技术目前还缺乏能够精确指导实践的科学理论和设计方法，实际应用中，主要依靠经验和小规模试的数据来指导，其原因如下：一些所依托的基础学科（主要是隶属于传递工程范畴的学科）本身就具有实验科学的特点；很多干燥过程是多种学科技术交汇进行的过程，牵涉

6、面广、变数多、机理复杂，单凭理论计算来进行工程设计是不可靠的；干燥物料的种类多，其理化性质也各不相同，也要用实验来确定相应的干燥性质。干燥技术的革新及未来发展趋势总体概况干燥是一项起源于史前的操作，人们一般不会把它与创新联系起来。各种待干燥产品都可以用现有技术进行干燥，对业外人士来说，很难理解对干燥及脱水技术进行创新及研发的必要性。干燥能够吸引的研发资源相当低，在经济规模上低于其其分离技术一个数量级。美国每年有250余项专利标题中含有干燥机、干燥技术，相当于膜分离、结晶、吸附、蒸馏等单元操作的10倍。干燥技术的革新及未来

7、发展趋势创新的类型及共有特征字典上对创新的定义：新事物的引出；新思想、新方法、新设备注意：没有用更好的、高级的、先进的、经济的、高质量的等诸如此类的形容词来限定创新。亦即：以一个发明为开端的过程，伴随着该发明的发展，最终在市场上形成一种产品、方法或服务。干燥技术的革新及未来发展趋势创新至少应包括如下一点以上的属性：此前没有的制造、发明的产品或方法；比现在技术具有更高的生产率；品质更好或品质控制更可行，效果更好；减少设备占用的环境空间；操作更安全；效率更好（使成本降低）；总成本降低。干燥技术的革新及未来发展趋势特点：对于生

8、存周期比较短的工业产品或技术（例如一些电子或计算机产品，其半衰期往往小于一年），创新是至关重要的。对于半衰期较长的工业技术（如干燥技术，半衰期达10～20年），创新出现得很缓慢，且不容易被接受。干燥技术的革新及未来发展趋势创新的阶段：初期：价值来源于迅速的商业化；发展期：价值来自提高产量、技术及服务；成熟期：价值来自