流化床干燥器的操作與控制電子教案

1、項(xiàng)目10 干燥及設(shè)備操作學(xué)習(xí)任務(wù)3流化床干燥器的操作與控制計(jì)劃學(xué)時(shí)2職業(yè)能力目標(biāo)專業(yè)能力社會(huì)能力方法能力安全操作流化床干燥器的開(kāi)停車操作操作流化床干燥器的工藝參數(shù)調(diào)節(jié)團(tuán)隊(duì)工作能力溝通能力小組成員的協(xié)作能力擴(kuò)展相應(yīng)的信息收集能力制定工作計(jì)劃能獨(dú)立使用各種媒介完成學(xué)習(xí)任務(wù)工作結(jié)果的評(píng)價(jià)與反思學(xué)習(xí)情境描述接到車間主任指令：根據(jù)給定的流化床干燥實(shí)訓(xùn)裝置，在保證安全的前提下，正確進(jìn)行裝置的開(kāi)停車操作，并對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行調(diào)節(jié)。組長(zhǎng)接受任務(wù)后組織學(xué)員通過(guò)資訊、計(jì)劃、決策、實(shí)施和檢查、評(píng)估等過(guò)程完成學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)環(huán)境分析石油化工崗位操作技能實(shí)訓(xùn)中心、教材、輔導(dǎo)資料、化工工藝設(shè)計(jì)手冊(cè)、化工單元操作學(xué)習(xí)光盤、學(xué)習(xí)軟

2、件、可以上網(wǎng)查閱資料的電腦、工作臺(tái)、拆裝工具等教學(xué)方法采用角色扮演法交代任務(wù)；用引導(dǎo)文和小組討論法完成決策和計(jì)劃的制定，采用任務(wù)驅(qū)動(dòng)法實(shí)施工作任務(wù)。教學(xué)組織分組，分工，協(xié)作共同完成，分成6個(gè)小組，每組6人要做好記錄，由各小組長(zhǎng)展示學(xué)習(xí)成果評(píng)議各小組展示的學(xué)習(xí)成果教師對(duì)每個(gè)小組及每個(gè)學(xué)生進(jìn)行監(jiān)視，做好記錄，作為成績(jī)?cè)u(píng)定的依據(jù)。實(shí)施步驟資訊干燥實(shí)訓(xùn)裝置操作規(guī)程1. 工業(yè)背景干燥器為工業(yè)領(lǐng)域常見(jiàn)設(shè)備，各類不同的干燥在化工企業(yè)承擔(dān)著重要作用。流化床干燥器在化工領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，其適合大批量生產(chǎn)、間歇性操作，可以全封閉生產(chǎn)的特點(diǎn)可以滿足醫(yī)藥、無(wú)機(jī)化工等生產(chǎn)的特殊要求。本裝置考慮學(xué)校和社會(huì)實(shí)際需求狀況，選

3、用陽(yáng)離子交換樹(shù)脂-水-空氣組成干燥物系，選用流化床干燥器進(jìn)行干燥實(shí)訓(xùn)裝置設(shè)計(jì)。2. 流程簡(jiǎn)介(附工藝流程示意圖)空氣由風(fēng)機(jī)經(jīng)孔板流量計(jì)和空氣預(yù)熱器進(jìn)入流化床干燥器。熱空氣由干燥器底部鼓入，經(jīng)分布板分布后，進(jìn)入床層將固體顆粒流化并進(jìn)行干燥。濕空氣由干燥器頂部排出，經(jīng)旋風(fēng)分離、沉降和過(guò)濾器過(guò)濾后放空?？諝獾牧髁坑勺冾l調(diào)節(jié)，并由孔板流量計(jì)計(jì)量。熱風(fēng)溫度由電加熱控制，由數(shù)字顯示出床層溫度。固體物料采用間歇及連續(xù)操作方式，由干燥器上部加入，試驗(yàn)完畢后，在流化狀態(tài)下由下部卸料口卸出。分析用試樣由采樣器定時(shí)采集。流化干燥工藝流程示意圖3. 實(shí)訓(xùn)功能3.1 恒定干燥崗位技能：干燥物流的預(yù)熱溫控；全新鮮空氣及部

4、分回流狀態(tài)的風(fēng)量調(diào)節(jié)；床層溫度、差壓曲線檢測(cè)；恒定狀態(tài)下介質(zhì)濕度曲線和干燥速率曲線的測(cè)定；3.2 連續(xù)干燥崗位技能：干燥物系進(jìn)出料傳送操作；旋風(fēng)分離器及布袋過(guò)濾器的操控；流化床臨界濕含量及干燥終點(diǎn)判定操作；流化狀態(tài)及流化曲線的操控；3.3 現(xiàn)場(chǎng)工控崗位技能：冷熱風(fēng)機(jī)的啟停操作；加熱系統(tǒng)與物流的聯(lián)調(diào)操作；物料配送及取樣檢測(cè)操作；3.4化工儀表崗位技能：抽/送風(fēng)機(jī)、孔板流量計(jì)、變頻器、差壓變送器、可控硅、熱電阻、無(wú)紙記錄儀、聲光報(bào)警器、調(diào)壓模塊及各類就地彈簧指針表等的使用；單回路、串級(jí)控制和比值控制等控制方案的實(shí)施；3.5 就地及遠(yuǎn)程控制崗位技能：現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)儀表與微機(jī)通訊，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及過(guò)程監(jiān)控；

5、總控室控制臺(tái)DCS與現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)通訊，各操作工段切換、遠(yuǎn)程監(jiān)控、流程組態(tài)的上傳下載等。4. 主要技術(shù)參數(shù)設(shè)備主體：長(zhǎng)×寬×高3700×2000×3060，整機(jī)采用鋼制框架，帶兩層操作平臺(tái)，一層平面方便操作、檢修、巡查，二層有安全斜梯通上并有護(hù)欄、防滑板，配套現(xiàn)場(chǎng)控制臺(tái)（含嵌入式微機(jī)位、報(bào)警器及開(kāi)關(guān)位、二次儀表及顯示位）并內(nèi)含DCS接入口工藝設(shè)備系統(tǒng)項(xiàng)目設(shè)備位號(hào)名 稱規(guī)格型號(hào)工藝設(shè)備系統(tǒng)P101風(fēng)機(jī)高效旋渦氣泵，功率750，最大流量100F101進(jìn)料器不銹鋼，功率180F102流化床干燥器不銹鋼，650×390×1080F103旋風(fēng)分離器

6、不銹鋼，F(xiàn)104布袋過(guò)濾器100目 袋濾器F105產(chǎn)品收集器不銹鋼鎖風(fēng)取樣器E101空氣加熱器不銹鋼U型翅片，190×1120儀控檢測(cè)系統(tǒng)儀控檢測(cè)系統(tǒng)變量檢測(cè)機(jī)構(gòu)顯示控制儀表及型號(hào)數(shù)量品牌型號(hào)床層溫度鉑電阻 精度：B級(jí) 真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1鉑電阻：浙江巨化高精級(jí)床層底部進(jìn)空氣溫度鉑電阻 精度：B級(jí) 真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1流化干燥器進(jìn)口空氣溫度鉑電阻 精度：B級(jí) 真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1變頻器：流化干燥器出口空氣溫度鉑電阻 精度：B級(jí) 真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1中控儀表：C3000彩屏多通道智能無(wú)紙記錄儀風(fēng)機(jī)出口空氣溫度鉑電阻 精度：B級(jí) 真

7、彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1流化干燥器壓降差壓變送器真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS1中控教儀SP1151風(fēng)機(jī)出口空氣流量渦輪流量計(jì)精度：0.5%FS真彩無(wú)紙記錄儀精度：0.5%FS變頻器：通訊監(jiān)控系統(tǒng)通訊監(jiān)控系統(tǒng)MCGS工業(yè)組態(tài)軟件一套，在線監(jiān)控軟件一套工控電腦DCS轉(zhuǎn)接卡、I/O卡件、Advantrol組態(tài)軟件智能儀表系統(tǒng)智能儀表系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)電器控制柜：長(zhǎng)×寬×深：1600×600×1400mm，內(nèi)安裝漏電保護(hù)空氣開(kāi)關(guān)、電流型漏電保護(hù)器充分考慮人身安全保護(hù)；同時(shí)每一組強(qiáng)電輸出都有旋鈕開(kāi)關(guān)控制，保證設(shè)備安全，操作控制便捷；裝有分相指示燈，開(kāi)關(guān)電源等。5

8、. 開(kāi)、停車操作5.1 開(kāi)車前準(zhǔn)備5.1.1設(shè)備檢查由相關(guān)操作人員組成裝置檢查小組，對(duì)本裝置所有設(shè)備、管道、閥門、儀表、電氣、照明、分析、保溫等按工藝流程圖要求和專業(yè)技術(shù)要求進(jìn)行檢查。5.1.2設(shè)備吹掃根據(jù)流程，由風(fēng)機(jī)C501鼓入新鮮空氣，經(jīng)過(guò)加熱器，流化床干燥器，旋風(fēng)分離器從閥門9排空，在閥門9的出口處，設(shè)有白布或涂有白油漆的靶板檢查，5分鐘內(nèi)靶板上無(wú)鐵銹、泥土或其他臟物即為合格。5.1.3設(shè)備試漏開(kāi)風(fēng)機(jī)C501鼓入新鮮空氣，經(jīng)加熱器，流化床干燥器，旋風(fēng)分離器從閥門9排空，再開(kāi)風(fēng)機(jī)C502鼓入新鮮空氣，經(jīng)過(guò)流量計(jì)、止回閥與C501來(lái)的空氣混合。開(kāi)球閥10，關(guān)閉球閥9，通過(guò)肥皂泡逐個(gè)檢測(cè)各個(gè)元

9、器件連接處是否密封。5.1.4單體設(shè)備試車啟動(dòng)風(fēng)機(jī)（兩個(gè)風(fēng)機(jī)）及進(jìn)料器電機(jī)，連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)10分鐘，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無(wú)雜音即可，試車過(guò)程中若發(fā)現(xiàn)不正常的聲響或其他異常情況時(shí)，應(yīng)停車檢查原因，并消除后再試。5.1.5配好濕物料（以732強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子交換樹(shù)脂為物料），濕含量在3040左右。5.2 開(kāi)車5.2.1調(diào)節(jié)系統(tǒng)各設(shè)備、閥門處于正常開(kāi)車狀態(tài)1.全開(kāi)閥4、閥6、閥7、閥8、閥9、閥10、閥11。2.全關(guān)閥1、閥2、閥3、閥5。3.關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)旁路閥（閥1），微開(kāi)回流閥（閥2），全開(kāi)電動(dòng)調(diào)節(jié)閥旁路閥（閥4）。5.2.2啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)、抽風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)空氣流量，將空氣送入流化床干燥器。5.2.3回流氣體流量穩(wěn)定啟

10、動(dòng)電加熱器，調(diào)節(jié)熱空氣溫度至工藝指標(biāo)要求。5.2.4溫度穩(wěn)定后，開(kāi)啟進(jìn)料器開(kāi)關(guān)，調(diào)整進(jìn)料速度（根據(jù)出口差壓），分析初始物料水分含量。5.2.5濕空氣從流化床頂部經(jīng)旋風(fēng)分離、過(guò)濾后排出。5.2.6干燥物料進(jìn)入產(chǎn)品收集器，取樣分析物料水分含量。5.2.7調(diào)節(jié)抽風(fēng)機(jī)出口閥2，以控制回流氣體流量，控制進(jìn)流化床氣體濕度。5.2.8改變各工藝指標(biāo)，觀測(cè)、記錄不同條件下干燥過(guò)程。5.3 正常操作保證操作過(guò)程中進(jìn)風(fēng)溫度、風(fēng)量、壓降穩(wěn)定，確保產(chǎn)品濕度穩(wěn)定。5.4 停車5.4.1停止電加熱器，關(guān)閉進(jìn)料器。5.4.2流化床溫度下降到小于50后，關(guān)風(fēng)機(jī)出口閥，停風(fēng)機(jī)。5.4.3清理干凈流化床干燥器內(nèi)的殘留物。5.4.

11、4檢查各設(shè)備、閥門狀態(tài)，做好記錄。5.4.5清理現(xiàn)場(chǎng)，做好設(shè)備、電氣、儀表等防護(hù)工作。6. 正常操作注意事項(xiàng)6.1 控制干燥空氣流量、溫度處于工藝指標(biāo)范圍。6.2 控制床層壓降在工藝指標(biāo)范圍。6.3 做好操作巡檢工作。6.4 工藝操作指標(biāo):陽(yáng)離子樹(shù)脂濕物料配制 732強(qiáng)酸性苯乙烯系陽(yáng)離子樹(shù)脂8kg+水2kg干燥床進(jìn)氣流量 110130干燥床進(jìn)氣溫度 7882干燥床內(nèi)溫度 5862干燥床層壓降 340360kPa7. 事故處理與故障模擬7.1 異?，F(xiàn)象及處理異?，F(xiàn)象原因處理方法床層溫度突然升高空氣流量過(guò)大或加熱過(guò)猛系統(tǒng)加料量過(guò)少調(diào)節(jié)空氣流量，調(diào)低加熱電流或加大加料量床層壓降過(guò)高流化床內(nèi)加料過(guò)多減

12、少加料量旋風(fēng)分離器跑料抽風(fēng)量太大旋風(fēng)分離器被物料堵住關(guān)小抽風(fēng)機(jī)開(kāi)啟度停車處理旋風(fēng)分離器7.2 故障模擬:正常操作中的故障擾動(dòng)（故障設(shè)置實(shí)訓(xùn)）在干燥正常操作中，由教師給出隱蔽指令，通過(guò)不定時(shí)改變某些閥門、風(fēng)機(jī)的工作狀態(tài)來(lái)擾動(dòng)干燥系統(tǒng)正常的工作狀態(tài)，分別模擬出實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中的常見(jiàn)故障，學(xué)生根據(jù)各參數(shù)的變化情況、設(shè)備運(yùn)行異?，F(xiàn)象，分析故障原因，找出故障并動(dòng)手排出故障，以提高學(xué)生等對(duì)工藝流程的認(rèn)識(shí)度和實(shí)際動(dòng)手能力。7.2.1風(fēng)量波動(dòng)大：在干燥正常操作中，教師給出隱蔽指令，改變風(fēng)機(jī)后的工作狀態(tài)（風(fēng)機(jī)后空氣放空），學(xué)生通過(guò)觀察干燥器溫度、流量和壓降等參數(shù)的變化情況，分析引起系統(tǒng)異常的原因并作處理，使系統(tǒng)恢

13、復(fù)到正常操作狀態(tài)。7.2.2電加熱器斷電：在干燥正常操作中，教師給出隱蔽指令，改變空氣預(yù)熱器的工作狀態(tài)（電加熱器斷電），學(xué)生通過(guò)觀察干燥器溫度、流量和物料干燥度等參數(shù)的變化情況，分析引起系統(tǒng)異常的原因并作處理，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。7.2.3鼓風(fēng)機(jī)出口無(wú)流量顯示：在干燥正常操作中，教師給出隱蔽指令，改變鼓風(fēng)機(jī)的閥門工作狀態(tài)，學(xué)生通過(guò)觀察干燥器溫度、流量和壓降等參數(shù)的變化情況，分析引起系統(tǒng)異常的原因并作處理，使系統(tǒng)恢復(fù)到正常操作狀態(tài)。8. 設(shè)備維護(hù)及檢修8.1 風(fēng)機(jī)的開(kāi)、停，正常操作及日常維護(hù)8.2 系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)束后，相關(guān)操作人員應(yīng)對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，保持現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備、管路、閥門清潔，方可以離開(kāi)現(xiàn)場(chǎng)

14、。8.3 定期組織學(xué)生經(jīng)行系統(tǒng)檢修演練。9. 思考題1）如何理解流化床中的“溝流”和“騰涌”現(xiàn)象？氣-固系統(tǒng)流化現(xiàn)象極其復(fù)雜，經(jīng)常產(chǎn)生一些不正?，F(xiàn)象，使氣體與固體顆粒不能很好接觸，降低了流化床設(shè)備的生產(chǎn)效能，甚至毀壞產(chǎn)品，破壞設(shè)備。“溝流”和“騰涌”是兩種常見(jiàn)的不正?，F(xiàn)象。(1)溝流和死床氣速雖然已超過(guò)臨界流速，但床層仍不流化，某些部分被氣流吹成一條“溝道”，氣體由此穿過(guò)床層，這種現(xiàn)象稱為“溝流”，未流化部分稱為“死床”。也有可能出現(xiàn)局部溝流和局部死床.產(chǎn)生溝流時(shí)，床層壓力降低于，其差值正好表明溝流的嚴(yán)重程度。氣-固接觸不良，使傳熱傳質(zhì)過(guò)程不能很好進(jìn)行，降低產(chǎn)品質(zhì)量和設(shè)備的生產(chǎn)效能；而死床部分

15、容易產(chǎn)生產(chǎn)品的“燒結(jié)”現(xiàn)象。研究表明，顆粒性質(zhì)、床層高度、設(shè)備結(jié)構(gòu)、氣體流速等因素，都會(huì)導(dǎo)致溝流的產(chǎn)生，例如，床層很??；顆粒很細(xì)、太濕、易粘合成團(tuán)塊、物料顆粒帶靜電，易產(chǎn)生“抱團(tuán)”；氣速過(guò)低或氣流分布不均勻；分布板結(jié)構(gòu)不合理，如開(kāi)孔率大小不合適，床內(nèi)構(gòu)件阻礙氣體流動(dòng)等。消除溝流與死床的辦法有：加大氣速；若物料太濕，可進(jìn)行預(yù)先干燥；分布板開(kāi)孔率大小不合適時(shí)，可應(yīng)用小型試驗(yàn)進(jìn)行檢驗(yàn)確定。(2)騰涌流化床內(nèi)的氣泡匯合長(zhǎng)大，當(dāng)其直徑接近床層直徑時(shí)，把以上的顆粒物料像活塞一樣向上托起，達(dá)到一定高度以后崩裂，顆粒被拋出很高，然后紛紛落下。這種現(xiàn)象稱為“騰涌”，又稱活塞流等。產(chǎn)生騰涌時(shí)，床層壓降劇烈波動(dòng)。此

16、時(shí)，床層極不均勻，傳質(zhì)傳熱很難進(jìn)行，固體顆粒嚴(yán)重磨損和帶出，設(shè)備零件被沖擊而損壞。顆粒性質(zhì)、床展高度和氣速等，都會(huì)引發(fā)騰涌產(chǎn)生，例如，床高與床徑D之比值/D較大時(shí)。大顆粒比小顆粒更易產(chǎn)生騰涌; /D較大而氣速又較高，也易產(chǎn)生此現(xiàn)象。一般當(dāng)/D1、設(shè)備比較大(D1)以及床層內(nèi)加設(shè)內(nèi)部構(gòu)件等，均可防止騰涌。2）流化質(zhì)量的影響因素有哪些？對(duì)于流化狀態(tài)或氣體與固體接觸狀況的好壞，通常以“流化質(zhì)量”來(lái)表明。在實(shí)驗(yàn)研究中，以壓力降的波動(dòng)（說(shuō)明有溝流、騰涌以及大氣泡存在）、床內(nèi)各點(diǎn)空隙率的均勻性、床層料面起伏不平等來(lái)判別流化質(zhì)量好壞。在工業(yè)生產(chǎn)中，一般以產(chǎn)品收率高低、副產(chǎn)品的多少、產(chǎn)品質(zhì)量、設(shè)備生產(chǎn)效能等指

17、標(biāo)來(lái)判斷流化質(zhì)量的好壞。流化床中氣泡直徑越小，分布越均勻；固體顆粒的混合與循環(huán)劇烈，則流化質(zhì)量越好。而溝流、騰涌以及氣泡直徑大，分布不均，都會(huì)使流化質(zhì)量下降。影響流化質(zhì)量的因素有：氣流速度，顆粒特性，床層構(gòu)造，分布板結(jié)構(gòu)與內(nèi)構(gòu)件等。3） 流化床分室的目的有哪些？10.干燥曲線測(cè)定實(shí)驗(yàn)：間歇干燥時(shí)可利用床層壓降來(lái)測(cè)定干燥過(guò)程中的失水量，（1）準(zhǔn)備一定量的濕物料（2）開(kāi)啟風(fēng)機(jī)，調(diào)節(jié)風(fēng)量，打開(kāi)加熱器加熱。待熱風(fēng)溫度恒定后，將濕物料加入流化床中，開(kāi)始計(jì)時(shí)，此時(shí)床層的壓差將隨時(shí)間減小，實(shí)驗(yàn)至床層壓差（）恒定為止。則物料中瞬間含水率為 計(jì)算出每一時(shí)刻的瞬間含水率，然后將對(duì)干燥時(shí)間作圖，如圖1，即為干燥曲線。圖1 恒定干燥條件下的干燥曲線上述干燥曲線還可以變換得到干燥速率曲線。由已測(cè)得的干燥曲線求出不同下的斜率，再由計(jì)算得到干燥速率，將對(duì)作圖，就是干燥速率曲線,如圖2所示。圖2 恒定干燥條件下的干燥速率曲線將床層的溫度對(duì)時(shí)間作圖，可得床層的溫度與干燥時(shí)間的關(guān)系曲線。實(shí)施步驟計(jì)劃與決策1引導(dǎo)學(xué)生熟悉“學(xué)生學(xué)習(xí)手冊(cè)4-3”中的“一”，并完成學(xué)習(xí)手冊(cè)中“二”項(xiàng)的“（一）”內(nèi)容。接受任務(wù)完成基礎(chǔ)知識(shí)學(xué)習(xí)2監(jiān)視學(xué)生進(jìn)行小組討論，并做出決策和計(jì)劃對(duì)學(xué)習(xí)進(jìn)行決策制定學(xué)習(xí)計(jì)劃（提