氣流和單層硫化床聯(lián)合干燥裝置設(shè)計.doc

此文檔收集于網(wǎng)絡(luò)，如有侵權(quán)，請聯(lián)系網(wǎng)站刪除 化工原理課程設(shè)計說明書 課題名稱：氣流和單層硫化床聯(lián)合干燥裝置設(shè)計 指導教師： 班 級： 姓 名： 學 號： 成績評定： 指導教師： 年 月 日精品文檔化工原理課程設(shè)計任務(wù)書(干燥裝置設(shè)計)（一） 設(shè)計題目：氣流和單層流化床聯(lián)合干燥裝置設(shè)計 （二） 設(shè)計任務(wù)及操作條件 1用于散顆粒狀藥品干燥 2生產(chǎn)能力：處理（13000+200*38）=20600 Kg/h 物料含水率（濕基）22% ，氣流干燥器中干燥至10%，再在單層流化床干燥器中干燥至0.5%（濕基）。 3進料溫度20，離開流化床干燥器的溫度120。 4顆粒直徑： 平均直徑dm=0.3mm 最大粒徑d max=0.5mm 最小粒徑d min=0.1mm 5干燥介質(zhì)：煙道氣（性質(zhì)與空氣同）。 初始濕度：H0 0.01 kg水/kg絕干氣 入口溫度：t1=800 廢氣溫度：t2=125（兩種干燥器出口溫度相同） 6操作壓力：常壓 （101.3 kPa） 7年生產(chǎn)日330 天，連續(xù)操作24 小時/天。 8廠址：柳州地區(qū) （三） 設(shè)計內(nèi)容 1. 干燥流程的確定及說明. 2. 干燥器主體工藝尺寸計算及結(jié)構(gòu)設(shè)計。 3. 輔助設(shè)備的選型及核算（氣固分離器、供風裝置、供料器）。 4. A3 圖紙2 張： 帶控制點的工藝流程圖 主體設(shè)備圖 （四） 設(shè)計基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 1 被干燥物料： 顆粒密度：s =2000 kg/m3 干物料比熱容：Cs =0.712kJ/kg. 假設(shè)物料中除去的全部為非結(jié)合水。 2 分布板孔徑：d0 = 5mm 3 流化床干燥器卸料口直接接近分布板 4 干燥介質(zhì)的物性常數(shù)可按125的空氣查取 5 干燥裝置熱損失為有效傳熱量的15%目錄一設(shè)計方案簡介11.1氣流干燥11.2 氣流干燥器的特點11.3 氣流干燥器的適用范圍21.4 流化床干燥器21.5 流化床干燥器的特點31.6 氣流-流化床組合式干燥器41.7 干燥器選形時應(yīng)考慮的因素41.8 氣流、流化床干燥器聯(lián)合干燥器的選定5二工藝流程草圖及說明52.1 工藝流程草圖52.2工藝流程草圖說明6三.氣流干燥器的設(shè)計計算73.1 物料衡算 73.1.1水分蒸發(fā)量W73.1.2氣流干燥器的產(chǎn)品量G273.1.3絕干物料量Gc83.1.4物料的干基濕含量83.1.5 空氣的用量L83.2熱量衡算83.2.1物料在氣流干燥室的出口溫度tm2,空氣的出口濕含量H283.2.2熱損失q1103.2.3物料升溫所需要的熱量qm103.2.4 總熱量消耗Q103.3氣流干燥管直徑D的計算103.3.1最大顆粒的沉降速度ufmax103.3.2干燥管內(nèi)的平均操作氣速ua113.3.3干燥管的直徑D113.4氣流干燥管的長度Y12 3.4.1物料干燥所需的總熱量Q123.4.2 平均傳熱溫差tm123.4.3 表面給熱系數(shù)133.4.4 氣流干燥管的長度Y133.5 氣流干燥管壓降的計算133.5.1 氣、固相與管壁的摩擦損失 P1133.5.2 克服位能提高所需的壓降P2143.5.3 局部阻力損失P3143.5.4 總壓降P14四單層圓筒流化床的設(shè)計計算144.1 物料衡算154.1.1 流化床干燥器中水分蒸發(fā)量W154.1.2 流化床干燥器的產(chǎn)品產(chǎn)量G3154.1.3 絕干物料量Gc154.1.4 物料的最終干基濕含量X3154.2 熱量衡算164.2.1 水分蒸發(fā)所需熱量Q1164.2.2 干物料升溫所需熱量Q2164.2.3 干燥器中所需熱量Q164.2.4 熱損失Q3164.2.5 干燥過程所需總熱量Q164.2.6 干空氣用量L164.2.7 最終廢氣濕含量H3164.3 最小顆粒的逸出速度ut174.4床層直徑D的確定174.5擴大段直徑D2的確定184.6 分離段直徑D1的確定18 4.7流化床干燥器總高度Z的確定18 4.7.1流化床床層高度Zf18 4.7.2 分離段高度Z1194.7.3 擴大段高度Z2194.7.4 總高Z194.8 顆粒在流化床中的平均停留時間194.9 流化床的分布板194.9.1選用側(cè)流式分布板（側(cè)流式錐帽分布板）19五主要附屬設(shè)備的選型與計算205.1空氣預熱器205.1.1 飽和蒸汽溫度205.1.2 空氣的平均溫度205.1.3 初步選型205.1.4空氣從t0升到t1所需熱量215.1.5實際風速和空氣的質(zhì)量流速215.1.6 排管的傳熱系數(shù)215.1.7 傳熱溫差215.1.8 所需傳熱面積215.1.9 所需的單元排管數(shù)215.1.10 性能校核215.2 風機225.3 旋風分離器235.4 供料器24六 設(shè)計計算結(jié)果匯總表246.1氣流干燥器設(shè)計計算結(jié)果匯總表246.2單層流化床干燥器設(shè)計計算結(jié)果匯總25七設(shè)計評述 26八參考文獻27九主要符號說明28十附圖(見后)30一設(shè)計方案簡介1.1氣流干燥 氣流干燥器一般由空氣濾清器、熱交換器、干燥管、加料管、旋風分離器、出料器及除塵器等組成。直管氣流干燥器為最普遍的一種。它的工作原理是：物料通過給料器從干燥管的下端進入后，被下方送來的熱空氣向上吹起，熱空氣和物料在向上運動中進行充分接觸并作劇烈的相對運動，進行傳熱和傳質(zhì)，從而達到干燥的目的。干燥后的產(chǎn)品從干燥管頂部送出，經(jīng)旋風分離器回收夾帶的粉末產(chǎn)品，而廢氣便經(jīng)排氣管排入大氣中。為了使制品的含水量均勻以及供料連續(xù)均勻,在干燥管的出口處常裝有測定溫度的裝置。直管氣流干燥器分單管式和雙管式兩種型號。旋風分離器是最常用的氣固分離設(shè)備。對于顆粒直徑大于5微米的含塵氣體，其分離效率較高，壓降一般為10002000 Pa。旋風分離器的種類很多，各種類型的旋風分離器的結(jié)構(gòu)尺寸都有一定的比例關(guān)系，通常以圓柱直徑的若干倍數(shù)表示。1.鼓風機；2.預熱器；3.夾套；4.加料器；5.氣流干燥管；6.旋風分離器；7.抽氣機1.2 氣流干燥器的特點1 干燥強度大。由于氣流的速度高，濕物料又處于分散和懸浮于熱氣流中，氣、固相接觸面積大，強化了傳熱、傳質(zhì)過程，使物料在干燥管內(nèi)僅需要極短的時間即可到達干燥的要求。故可用于干燥熱敏性物料。2 干燥處理量大，熱效率高。 3 結(jié)構(gòu)簡單，裝卸方便，占地面積小。4 在干燥的同時，對物料有破碎作用，因而對粉塵的回收要求較高，否則物料損失大，還會污染環(huán)境。5 干燥產(chǎn)品磨損較大。物料一般難以保持干燥前的結(jié)晶形式和光澤。1.3 氣流干燥器的適用范圍1) 物料狀態(tài) 氣流干燥以粉狀或顆粒狀物料為主，其顆粒直徑一般為0.50.7mm以下，至多不超過1mm。對于塊狀、膏狀或泥狀物料，應(yīng)選用帶粉碎機、分散器或攪拌器等類型的氣流干燥器，使物料的干燥和破碎或分散同時進行，也使干燥過程得到強化。氣流干燥中的高速氣流易使物料被破碎、磨損，而因氣流干燥不適用于需要完整的結(jié)晶形狀和光澤的物料。極易吸附在干燥管上的物料不適宜采用氣流干燥。對于有毒或粒度過細物料亦不宜采用氣流干燥。2) 濕分狀態(tài) 由于氣流干燥的操作氣速高，氣-固兩相的接觸時間短，因此氣流干燥一般僅適用于進行物料表面蒸發(fā)的恒速干燥過程，物料中的水分應(yīng)以濕潤水、孔隙小或較粗管徑的毛細管水為主，此時，可獲得濕分低達0.3%0.5%的干燥產(chǎn)品。對于吸附性或細胞質(zhì)物料，若采用氣流干燥，很難將其干燥到濕分2%3%以下。對于濕分在物料內(nèi)部的遷移以擴散控制為主的濕物料，氣流干燥一般不適用。1.4 流化床干燥器流化床干燥過程是散狀物料被置于孔板上，并由其下部輸送氣體，引起物料顆粒在氣體分布板上運動，在氣流中呈懸浮狀態(tài)，產(chǎn)生物料顆粒與氣體的混合底層，猶如液體沸騰一樣。在流化床干燥器中物料顆粒在此混合底層中與氣體充分接觸，進行物料與氣體之間的熱傳 遞與水分傳遞.典型的流化床干燥器有一個錐形反應(yīng)室，熱空氣從底部進入，通過物料層，再從頂部排出。如圖所示為典型單層圓筒流化床干燥裝置示意圖。 1.5 流化床干燥器的特點優(yōu)點：（1）床層溫度均勻，體積傳熱系數(shù)大（23007000W /m3）。生產(chǎn)能力大，可在小裝置中處理大量的物料。（2）由于氣固相間激烈的混合和分散以及兩者間快速的給熱，使物料床層溫度均一且易于調(diào)節(jié)，為得到干燥均一的產(chǎn)品提供了良好的外部條件。（3）物料干燥速度大，在干燥器中停留時間短，所以適用于某些熱敏性物料的干燥。（4）物料在床內(nèi)的停留時間可根據(jù)工藝要求任意調(diào)節(jié)，故對難干燥或要求干燥產(chǎn)品含濕量低的過程非常適用。（5）設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，造價低，可動部件少，便于制造、操作和維修。（6）在同一設(shè)備內(nèi)，既可進行連續(xù)操作，又可進行間歇操作。缺點：（1）床層內(nèi)物料返混嚴重，對單級式連續(xù)干燥器，物料在設(shè)備內(nèi)停留時間不均勻，有可能使部分未干燥的物料隨著產(chǎn)品一起排出床層外。（2）一般不適用于易粘結(jié)或結(jié)塊、含濕量過高物料的干燥，因為容易發(fā)生物料粘結(jié)到設(shè)備壁面上或堵床現(xiàn)象。（3）對被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小于30mm、不大于6mm。（4）對產(chǎn)品外觀要求嚴格的物料不宜采用。干燥貴重和有毒的物料時，對回收裝量要求苛刻。（5）不適用于易粘結(jié)獲結(jié)塊的物料1.6 氣流-流化床組合式干燥器這種組合式干燥器是以快速的氣流干燥器作為預干燥器，流化床干燥器為終了干燥器。由于流化床干燥器停留時間的隨意性，故可得到含水量較低的產(chǎn)品。利用該類組合式干燥器，可干燥聚氯乙稀、香料、醫(yī)藥制品以及建筑材料（如石墨）等。通常氣流 流化床組合式干燥器可分為氣流 錐形流化床組合式干燥器和氣流 臥式多室流化床組合式干燥器。下圖是標準的干燥聚氯乙烯的氣流臥式多室組合式干燥裝置。濕物料由螺旋加料器送入氣流干燥器，脫水干燥后經(jīng)中間漏斗連續(xù)地投入流化床內(nèi)。干燥了的產(chǎn)品通過流化床出口的旋轉(zhuǎn)活門，連續(xù)地送到下一工序。隨流化床排氣夾帶出去的PVC粉塵，由旋風分離器和袋式過濾器捕集后，返回流化床內(nèi)，與未干燥的物料混合重新進行干燥。這種組合式的干燥器盡管跟我們的課題有點偏差，可是我們一樣能夠用心的去研究它們的優(yōu)點，我們可以在原有的技術(shù)上加以改進，轉(zhuǎn)換為我們所需要的組合式干燥裝置。1.7 干燥器選形時應(yīng)考慮的因素（1）物料性能及干燥持性 其中包括物料形態(tài)(片狀、纖維狀、粒狀、液態(tài)、膏狀等)、物理性質(zhì)(密度、粒度分布、粘附性）、干燥特性（熱敏性、變形、開裂等)、物料與水分的結(jié)合方式等因素。（2）對干燥產(chǎn)品質(zhì)量的要求及生產(chǎn)能力 其中包括對干燥產(chǎn)品特殊的要求(如保持產(chǎn)品特有的香味及衛(wèi)生要求)；生產(chǎn)能力不同，干燥設(shè)備也不盡相同。（3）濕物料含濕量的波動情況及干燥前的脫水 應(yīng)盡量避免供給干燥器濕物料的含濕量有較大的波動，因為濕含量的波動不僅使操作難以控制面影響產(chǎn)品質(zhì)量，而且還會影響熱效率，對含濕量高的物料，應(yīng)盡可能在干燥前用機械方法進行脫水，以減小干燥器除濕的熱負荷。機械脫水的操作費用要比干燥去水低廉的多，經(jīng)濟上力求成少投資及操作費用。 （4）操作方便勞動條件好。（5）適應(yīng)建廠地區(qū)的外部條件(如氣象、熱源、場地)，做到因地制宜1.8 氣流、流化床干燥器聯(lián)合干燥器的選定氣流干燥有他自身的優(yōu)點，如氣固相接觸時間短，可以采用較高的進口氣體溫度，因而提高了熱效率等。與氣流干燥相相比較，流化床干燥器操作器速低，故氣流壓降低，物料和設(shè)備的磨損較小，且氣流只夾帶少量粉塵，不像氣流干燥那樣全部物料都由旋風分離器收集，減輕了分離器的負荷；顆粒在干燥器內(nèi)停留時間較長，且熱氣體和物料錯流接觸（臥式多室）或逆流接觸（多層式），故干燥后最終的含水率較低，但對于熱敏性物料，必須嚴格控制床層內(nèi)溫度，使之不超過容許溫度。綜上所述，對粉狀或顆粒狀物料，使用氣流干燥器或流化床干燥器各有其優(yōu)缺點，我們應(yīng)該揚長避短，從分發(fā)揮各自干燥器的優(yōu)點，利用各種能夠利用的技術(shù)盡量回避其不足的地方。因此我們可以采用氣流-流化床聯(lián)合干燥裝置來干燥我們所要干燥的物料。二工藝流程草圖及說明2.1 工藝流程草圖2.2工藝流程草圖說明對于一些熱敏性、黏性小的、多孔性的粉末狀物料，其干燥過程可看作是一種非結(jié)合水分的干燥，即經(jīng)歷表面氣化及內(nèi)部擴散的不同控制階段，為此在干燥過程中采用二級裝置。第一級作為表面水分氣化，可利用氣流的瞬時干燥即采用快速干燥設(shè)備-氣流干燥器，這時干燥強度取決于引入的熱量，通過加大風量和溫度，使較高的濕含量能瞬間地降到臨界濕含量附近。第二級作為內(nèi)部水分擴散，以降低風速和延長停留時間為宜，即采用流化床干燥器，使?jié)窈窟_到最終干燥的要求。三.氣流干燥器的設(shè)計計算3.1物料衡算 3.1.1水分蒸發(fā)量W G1=（13000+200X38）=20600Kg/h式中，1物料最初的含水率2氣流干燥器出口物料的含水率G1物料處理量，kg/h 3.1.2氣流干燥器的產(chǎn)品量G2 3.1.3絕干物料量Gc 3.1.4物料的干基濕含量式中，X1物料最初的濕含量X2氣流干燥器出口物料的含水率 3.1.5 空氣的用量L 式中：H1、H2空氣進出氣流干燥管得濕含量，kg/kg干空氣 又有空氣進入預熱器的相對濕度為0=75%，溫度為t0=20.7，在此條件下，水的 飽和蒸汽壓為Ps=2468.5 Pa， 總壓為P=101.3 kPa則：H1=H0=故 3.2熱量衡算3.2.1物料在氣流干燥室的出口溫度tm2,空氣的出口濕含量H2 L( I1 -I2 ) = G2 ( I1-I2) 式中： I1 、I2進出氣流干燥室的空氣的焓，kJ/kg I1、I2進出氣流干燥室的物料的焓, kJ/kg其中： 設(shè)絕干物料的比容為Cs ,空氣的比容為Cw Cs=0.712 kJ/（kg） 查得在t2=125下 Cw=CH=1.01+1.880.01=1.0288 KJ/(kgK)=0.0038 KJ/（Kg） 則：I1=（Cs + CwX1）tm1 =(0.712+0.00380.2821)*20 =14.261kJ/kgI2=（Cs + CwX2）tm2 =(0.712+0.00380.1111) tm2 =0.712 tm2 將以上I1 、I2、I1、I2代入式，得 整理得： 所以根據(jù)式得 H2=0.32kg/kg 則根據(jù)式得 L1=8860.3kg/kg I2=26.25+27250.32=998.25KJ/Kg I,2=0.72110=78.32KJ/Kg 3.2.2熱損失q1 據(jù)柳州地區(qū)年平均溫度t0=20.7，H0=0.01kg/kg,得 I0 =（1.01+1.88 H0）t0+2490 H0= (1.01+1.88 0.01) 20.7+2490 * 0.01= 46.196 kJ/kg 在濕焓圖上， 空氣最初的狀態(tài)點為（H0 , I0）=(0.01, 46.196) 空氣在預熱器進口的狀態(tài)點為（H1 , I1）=(0.01, 847.94) 空氣在預熱器出口的狀態(tài)點為（H2 , I2）=（0.32，998.25） 則絕熱干燥過程單位熱量消耗q為 實際干燥過程的熱損失為： q1=15% q=387.9 kJ/kg水 3.2.3物料升溫所需要的熱量qm 3.2.4 總熱量消耗QQ= q W= (2586.3* 2746.7) / 3600 = 1973.3 kW 3.3氣流干燥管直徑D的計算 3.3.1最大顆粒的沉降速度ufmax干燥管內(nèi)空氣的平均物性溫度為 在該溫度下，空氣的密度為 = 0.483 kg/m3, 黏度為 = 3.496*10-5 Pas對于最大顆粒： 根據(jù)式 得 Remax = 23.6故 3.3.2干燥管內(nèi)的平均操作氣速ua 取ua為最大顆粒沉降速度的4倍，即 , 圓整后取平均操作氣速 ua=14 m/s 3.3.3干燥管的直徑D 干燥管內(nèi)空氣的平均溫度為462.5 ，平均濕度為 則平均濕比容 氣流干燥管內(nèi)的濕空氣的平均體積流量Vg為： 故 氣流干燥管的直徑D為： 圓整后取 D = 800 mm 3.4氣流干燥管的長度Y3.4.1物料干燥所需的總熱量Q 就真?zhèn)€干燥器而言，輸入的熱量之和等于輸出的熱量之和，即： 式中：Cs干物料的比熱容，kJ/(kg) C1水在tm1溫度下的比熱容，kJ/(kg) qp預熱器內(nèi)加入的熱量，kJ/（kg水） qd干燥器內(nèi)補充的熱量，kJ/（kg水） q1損失于周圍的熱量， kJ/（kg水） 整理得： 其中：qm=374.861kJ/（kg水）,q1=387.9 kJ/（kg水） 查得 C1=4.187 kJ/（kg） 則式得： 故總熱量Q=qW=3445.53* 2746.7=8968774.701 kJ/h =2491.33 kW3.4.2 平均傳熱溫差tm 式中：t1空氣進口溫度， t2空氣出口溫度， tm1物料進口溫度， tm2物料出口溫度，3.4.3 表面給熱系數(shù) 對于平均直徑為dm=0.3mm的顆粒： 根據(jù) 求得 Re=7.4 故 則 查得 在空氣的平均溫度462.5下，空氣的導熱系數(shù)為=0.056 W/(m) 則 3.4.4 氣流干燥管的長度Y 由于 故 圓整后取氣流干燥管的有效長度為 Y = 6m3.5 氣流干燥管壓降的計算 3.5.1 氣、固相與管壁的摩擦損失 P1 式中：f干燥管的摩擦系數(shù) as干燥管內(nèi)氣、固相的混合密度，kg/m3, 其中： D=0.8m，ua=14 m/s, Y=6m 在125下，空氣的密度為 a=0.887 kg/m3； 干燥管氣流中的顆粒的密度為則 雷諾數(shù) 故摩擦系數(shù) 故 3.5.2 克服位能提高所需的壓降P2 式中：Y氣流干燥管的有效長度，m3.5.3 局部阻力損失P3據(jù)相關(guān)資料敘述，此壓降一般在10001500 Pa 之間，取P3 = 1300 Pa3.5.4 總壓降P根據(jù)以上計算，氣流干燥管的總壓降為：P=P1+P2+P3= 40+35.088+1300=1375.1 Pa四單層圓筒流化床的設(shè)計計算4.1 物料衡算4.1.1 流化床干燥器中水分蒸發(fā)量W 式中：G2 氣流干燥器的產(chǎn)量、流化床干燥器的進料量，kg/h 2 流化床干燥器進口的物料濕含量 3 流化床干燥器出口的物料濕含量4.1.2 流化床干燥器的產(chǎn)品產(chǎn)量G3 4.1.3 絕干物料量Gc 4.1.4 物料的最終干基濕含量X3 4.2 熱量衡算4.2.1 水分蒸發(fā)所需熱量Q1 式中：C1=4.187 kJ/（kg水） 則：4.2.2 干物料升溫所需熱量Q2 4.2.3 干燥器中所需熱量Q 4.2.4 熱損失Q3 4.2.5 干燥過程所需總熱量Q 4.2.6 干空氣用量L 空氣經(jīng)過干燥器，溫度從t1=800變成t2=125， 則：4.2.7 最終廢氣濕含量H3 由 得 4.3 最小顆粒的逸出速度ut對于最小顆粒dmin=0.1mm,由上文可知，在平均溫度462.5下，空氣的a = 0.483kg/m3, a= 3.496*10-5 Pas 所以 根據(jù)式 得 Remin= 0.31 故 4.4床層直徑D的確定 根據(jù)相關(guān)資料的實驗結(jié)果，適宜的空床氣速為1.21.4 m/s，現(xiàn)取u=1.2 m/s 進行計算。 在125下，濕空氣的比容和體積流量V分別為： 流化床床層的橫截面積A為： 因此，床層的直徑為： 圓整后取實際床層直徑為1800mm4.5擴大段直徑D2的確定 則實際擴大段的直徑為4100mm 4.6 分離段直徑D1的確定在125下，空氣的密度a = 0.887kg/m3, 黏度a= 2.31*10-5 Pas對于平均直徑dm=0.3mm的產(chǎn)品顆粒： 根據(jù)式 得 Rem= 48.3 故 分離段直徑為 4.7流化床干燥器總高度Z的確定4.7.1流化床床層高度Zf 顆粒在任意充填時，固定床空隙率在0.36至0.4之間，取固定床孔隙率=0.40，（1）固定床的空隙率為 顆粒的堆積密度可取b = 0.6s = 1200 kg/m3 (2) 對于平均直徑dm=0.3mm的物料顆粒： 上文計算得Ar=905.8 則流化床的空隙率為： （3）取靜止床的高度H0=150mm,則流化床床層高度為： 4.7.2 分離段高度Z1 由分離段顆粒的沉降速度u1 =4.22m/s, D1= 0.92m, 查得：Z1/D1=1.8， 則 Z1=1.656m4.7.3 擴大段高度Z2 根據(jù)相關(guān)資料知,擴大段直徑近似等于擴大段高度，故取Z2=4.1m4.7.4 總高Z Z = Zf + Z1 + Z2 = 0.466 + 1.656+ 4.1 = 6.222m 4.8 顆粒在流化床中的平均停留時間4.9 流化床的分布板 4.9.1選用側(cè)流式分布板（側(cè)流式錐帽分布板） 4.9.2分布板的孔數(shù) 分布板才有單層多孔布氣板且取分布板的壓力降為床層壓降的15%，則：=0.15=0.15H0(1-)()g=0.15*0.15*（1-0.4）*（2000-0.887）*9.8=264.48Pa 取分布板的阻力系數(shù)=2，則氣體通過篩孔速度u=17.27m/s干燥介質(zhì)熱空氣的體積流量為Vs=L=4820.23m3/h=1.34m3/s分布板孔徑為d0=5mm,則總篩孔數(shù)為n0=3977個4.9.3 分布板開孔率的確定分布板的實際開孔率為=0.0329即分布板的實際開孔率為3.29%五主要附屬設(shè)備的選型與計算5.1空氣預熱器 已知：初始風溫度t0=20，干燥器進口風溫度t1=800 空氣用量：氣流干燥階段 L1=8860.3 kg/h; 流化床階段 L2=4214.9kg/h 操作壓力為一個大氣壓5.1.1 飽和蒸汽溫度 從蒸汽性能表中查出，在操作壓力下，飽和蒸汽的溫度為 tH=1005.1.2 空氣的平均溫度 則 空氣的密度 a = 0.517 kg/m3 5.1.3 初步選型 根據(jù)蒸汽加熱器性能規(guī)格表，初步選型為 SRZ10*7D，單元組件的散熱面積 Aa=28.59m2, 通風凈截面積 Af=0.45m2, 受風面積As=AB=717.5*1001*10-6=0.72 m25.1.4空氣從t0升到t1所需熱量 氣流干燥階段：流化床干燥階段：5.1.5實際風速和空氣的質(zhì)量流速實際風速：u1 =L1/3600Af = 8860.3/3600*0.45 = 5.47 m/su2 =L2/3600Af = 4214.9/3600*0.45 = 2.6m/s 質(zhì)量流速： ur1= u1=5.47*0.517=2.83 kg/(m2s) ur2= u2=2.6*0.517=1.34kg/(m2s)5.1.6 排管的傳熱系數(shù) K1=51.5(ur1)0.51 = 51.1*2.830.510 = 87.54kJ/(m2h) K2=51.5(ur2)0.51 = 51.1*1.340.510 = 59.79 kJ/(m2h)5.1.7 傳熱溫差 5.1.8 所需傳熱面積 氣流干燥階段：流化床干燥階段：5.1.9 所需的單元排管數(shù) 氣流干燥階段： 實際選4組，總傳熱面積A1=4*28.59=114.36m2 流化床干燥階段： 實際選3組，總傳熱面積為A2=3*28.59=85.77m25.1.10 性能校核迎面風速：氣流干燥階段：us1 = L1/AS = 8860.3/(0.72*3600 )= 3.42 m/s流化床干燥階段：us2 = L2/AS = 4214.9/(0.72*3600) = 1.63 m/s （1）氣流干燥階段：2.5m/s us1=3.42m/s3.8m/s, 適合 （2）流化床干燥階段：us2=1.632.5m/s, 不合適 則應(yīng)選用型號為SRZ5*5D較為合適， AS=497*507*10-6=0.25m2 us2 = L2/ AS = 4214.9/(0.25*3600) = 4.68 m/s5.2 風機考慮到我們整個操作流程的工作壓力是常壓，我選用前送后抽式風機。用兩臺風機分別安裝在空氣加熱器前和氣固分離器后，前臺為送風機，后臺為抽風機，調(diào)節(jié)前后壓力，可使干燥室處于略微負壓下操作，整個系統(tǒng)與外界壓力差很小。這滿足了我們的工藝要求。氣流干燥階段的風量為： 流化床階段的風量為： 根據(jù)風量大小，取風機的氣風壓力為1000Pa根據(jù)離心風機的選型條件，氣流干燥階段選擇4-72No.6A的風機，轉(zhuǎn)速1450r/min, 電機功率4kW; 流化床干燥階段可選用4-72No.3.6A的風機，轉(zhuǎn)速2900r/min, 電機功率3kW.機號()轉(zhuǎn)速(r/min)功率(kW-P)流量(m3/h)全壓(Pa)2.5A29000.75-2805-1677792-4832.8A29001.5-21131-2356994-6063.2A29002.2-21688-35171300-79214501.1-4844-1758324-1983.6A29003-22664-52681578-98914501.1-41332-2634393-2474A29005.5-24012-74192014-132014501.1-42006-3709501-3294.5A29007.5-25712-105622554-167314501.1-42856-5281634-4165A290015-27728-154553187-201914502.2-43864-7728790-5025.6A14503-45428-10857990-6306A14504-46677-133531139-7249601.5-64420-8841498-3177.1A145011-412676-201531572-11689603-68392-13581689-5126D14504-46677-133531139-7249601.5-64420-8841498-3178D145018.5-415826-293442032-14909605.5-610478-19428887-6517303.0-87968-14773512-37610D145055-440441-566053202-253296018.5-626775-374761395-11047302.5-820360-28497805-63712D96045-646267-647592013-159373018.5-835182-492441160-9195.3 旋風分離器 根據(jù)處理的風量確定各階段的旋風分離器除塵裝置規(guī)格為：氣流干燥階段：型號 XLP/B.8.2, 外型尺寸 1167*1040*4110，重量 374kg流化床干燥階段：型號 XLP/B.5.4， 外型尺寸 772*685*2764， 重量 170kg 兩臺旋風分離器的阻力為：65-95 kg/m2，效率為： 92-96%5.4 供料器 根據(jù)進料量及相關(guān)的參數(shù)，選擇旋轉(zhuǎn)葉輪供料器。V=10.3m3/h150（焊接）旋轉(zhuǎn)葉輪供料器的性能： 供料量：12m3/h 規(guī)格：200*200 葉輪轉(zhuǎn)速：35r/min 傳動方式：鏈輪直聯(lián) 設(shè)備總重：66kg 電機的性能：型號 JIC561，功率 1kW， 輸出轉(zhuǎn)速 35r/min六 設(shè)計計算結(jié)果匯總表 6.1氣流干燥器設(shè)計計算結(jié)果匯總表計算參數(shù)計算結(jié)果物料處理量G120600kg/h水分蒸發(fā)量W2746.7kg/h氣流干燥器產(chǎn)品量G217853.3kg/h絕干物料量GC16068kg/h空氣用量L8860.3kg/h空氣的出口濕含量H20.32kg/kg物料的出口溫度tm2110熱損失q1387.9kJ/kg水物料升溫所需熱量qm374.86kJ/kg水總熱消耗量Q1973.3kW干燥管直徑D800mm干燥管高度Y6m操作氣速ua14m/s干燥管總壓降P1375.1Pa物料最初濕含量X10.2821出口物料含水率X20.1111空氣的進口濕含量H10.01kg/kg進口空氣焓I1847.94kJ/kg出口空氣焓I2998.25kJ/kg最大顆粒沉降速度ufmax3.4m/s濕空氣平均體積流量Vg23329.17m3/h物料干燥的總熱量Q2491.33kW6.2單層流化床干燥器設(shè)計計算結(jié)果匯總計算參數(shù)計算結(jié)果水分蒸發(fā)量W1704.6kg/h干燥器產(chǎn)出量G315106.6kg/h絕干物料量GC16067.97kg/h空氣用量L4214.9kg/h水分蒸發(fā)的熱量Q13859947.4kJ/kg水物料升溫的熱量Q2127115.5kJ/kg水熱損失Q3598059.4kJ/kg水總熱量消耗Q4585122.3kJ/kg水廢氣濕含量H30.72kJ/kg床層直徑D1800mm分離段直徑D10.92m流化床層高度Zf0.466m分離段高度Z11.656m擴大段直徑D24100mm擴大段高度Z24100mm總高度6.222m分布板孔數(shù)no3977分布板開孔率3.29%停留時間1.82min物料最終干基濕含量X30.005七設(shè)計評述 經(jīng)過近兩個星期的準備，本次課程設(shè)計也快到尾聲了，整個過程的辛酸與淚水是沒有經(jīng)歷這一個過程的人所不能體會的，通過這次化工原理課程設(shè)計，我的收獲還是很大，在我看來，化工原理課設(shè)計過程不僅加強了我的動手能力和獨立思考能力，而且還讓我把學到和沒有學到的相關(guān)的知識都運用到了實際當中。不會、不懂并沒有什么大不了的，最可憐的莫過于我們明明不會卻不會主動去學習、不回去尋求為何不懂不知。一個人、一件事成功與否關(guān)鍵在于自己本身，課程設(shè)計雖難，但是我通過自己的努力一步步的求知也一樣走過來了。在這次的設(shè)計中，我不僅學到了知識，更是體味了一番人生哲理。在這次的課程設(shè)計中我認為以下幾點是非常重要的：在設(shè)計前一定要有個清晰的設(shè)計思路、計算一定要仔細、正確選擇所需參數(shù)。雖然在課程設(shè)計課開始時，化工原理課因某些原因還未上完了，而我們組更是抽選了一個老師還未講授過相關(guān)知識的設(shè)計題目，但這些困難我們還是一一克服了，兩本化工原理課程的書，上面的知識我不能說我學得非常好，但是我還是有一定的基礎(chǔ)的，而這次設(shè)計更是在對我的理論知識進行考量的同時也鞏固了我原已積累的知識。萬事開頭難，起步準備設(shè)計是一個非常困難的階段，經(jīng)過一段時間的查閱相關(guān)資料最后我們終于確定了一個清晰的設(shè)計思路。在這個過程中，參考書給我提供了很大的幫助，在我盲目而無從下手時，參考書給了我光明讓我豁然開朗，并且我總能夠在相應(yīng)的參考書中找到自己想要的答案，最后解決我所遇到的困難。因此我覺得學會如何利用參考書是非常重要的。每當考試一過去，我所學的知識也很快就忘記。在平時的學習中，我只是掌握了一部分的知識，估計也就只能應(yīng)付考試。但是更深厚的內(nèi)容是我們課本、教材所沒有的。大學學的是基礎(chǔ)的知識，學的更是一種解決問題的方法，真正的知識和適用于一生的方法是靠自己去學習去追尋的。我們組雖抽到的是還未怎么接觸的干燥這一課題，知道課題的那一刻，我也許有彷徨有擔憂，但真正花心思投入到這個課題當中時，我沒有了最初的憂思，只剩下一片求知的心。我堅信無論是什么課題，我都能夠做得很好，也許達不到完美，但是我會盡我最大的努力去完成我的設(shè)計。在設(shè)計的過程中，我有很多體會，我認為一個組的團隊精神是很重要，團隊成員之間應(yīng)該互相幫助。世界到處都充滿著競爭，很多事一個人都無法解決必須得靠團體才行。在我們組我作為其中的一份子，我愿意為整個組做出我最大的貢獻，我相信團隊的力量是任何東西都不可能阻擋的。課程設(shè)計是一個很好的鍛煉機會，在學習的道路上我還有一段很長的路要走，也許是用一生的時間我都走不完。通過這次課程設(shè)計，我對設(shè)計有了初步的了解，并