干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)例選

1、9.1 干燥設(shè)備的設(shè)計(jì)例選 回轉(zhuǎn)圓筒干燥器設(shè)計(jì)示例 .1 設(shè)計(jì)條件 被干燥物料名稱 硫酸銨 生產(chǎn)能力 7000/h 物料進(jìn)口含水量 物料出口含水量 物料入口溫度 （） 物料出口溫度 （） 加熱介質(zhì) 空氣 流向 順流 空氣速度 空氣溫度 （） 濕球溫度 （） 熱空氣進(jìn)口溫度 t1=82（） 干燥器出口氣體溫度 t2=37（） 硫酸銨的粒度dp=13mm,堆積密度，比熱容KJ/（Kg·）9.1.1.2 物料衡算和熱量衡算（1） 水分蒸發(fā)量生產(chǎn)能力為G1=7000/h=1.93/s,若以絕對(duì)干料計(jì)，則 將濕基含水量換算成干基含水量水/絕干料 水/絕干料水分蒸發(fā)量為 W=Gc()=1.872

2、×(0.031-0.001)=0.056(/s)（2） 空氣消耗量 按t0=27、tw0=17,由I-H圖（圖9-1）可查得HO=0.008水/絕干氣，Io=47.6KJ/絕干氣。 設(shè)絕干空氣的消耗量為L(zhǎng)，覺干氣/s，則干燥系統(tǒng)的熱量衡算列于表9-1。表9-1 干燥系統(tǒng)熱量收支情況收 入支 出進(jìn)口空氣帶入熱LIO濕物料帶入熱干燥系統(tǒng)加入熱Q0出口廢空氣帶出熱LI2產(chǎn)品帶出熱裝置的散熱損失QL * 熱量計(jì)算時(shí)，時(shí)間1s、溫度以0為基準(zhǔn)。干燥系統(tǒng)包括預(yù)熱器和干燥器，參見圖9-2 在熱量收支平衡時(shí)，按表9-1可得 式中各項(xiàng)分別為 LIO=47.6L =1.872×(1-0.001

3、)×2+0.001×4.2×25 =93.7其中，C2為產(chǎn)品的比熱；C§為硫銨的比熱，C§=2KJ/（） QL常以QO的0.2倍估算，則干燥器的熱量衡算方程為47.6L+93.7+5.87+QO=LI2+131.18+0.2QO即 0.8QO=LI2-47.6L+36.61 (a)又 I2=(1.01+1.88H2)t2+2492H2 =(1.01+1.88H2)×37+2492H2即 I2=37.37+2561.56H2 (b)又 LI2=LIO+CH(t2-to)+Wiv,a=LIO+(Cg+CwHO)(t2-to)+Wiv,a

4、=47.6L+（1.014+1.88×0.008）（37-27）+0.056×2565.4即 LI2=57.86L+143.66 (c)又 L= (d) 聯(lián)立式（a）、（b）、（c）、（d），解得 H2=0.02/絕干氣 I2=88.6KJ/絕干氣 L=4.67絕干氣/s QO=223(KJ/s) 將已知的及算出的濕空氣、濕物料的狀態(tài)參數(shù)標(biāo)于圖9-2中。.3 傳熱速率和溫度差的計(jì)算 為了簡(jiǎn)化計(jì)算，根據(jù)被干燥物料狀態(tài)的變化情況，把轉(zhuǎn)筒干燥器分為三段，即：物料預(yù)熱段、干燥第一階段、干燥第二階段。 （1）物料預(yù)熱段 物料在此段內(nèi)溫度由升到，假設(shè)無水蒸發(fā)。由圖9-2看出，物料表面在

5、干燥第一階段的溫度為,此溫度應(yīng)為相對(duì)應(yīng)的濕空氣的濕球溫度tWA。 由t1=82和H1=HO=0.008/絕干氣，查圖9-1的濕球溫度tWA=30，即=tWA=30 預(yù)熱段得傳熱速率為 =10872×（1-0.03）×2+0.03×4.2（30-25） =19.34（KJ/S） 考慮預(yù)熱段內(nèi)加熱損失為20，則預(yù)熱段內(nèi)空氣給物料的傳熱速率為（KJ/s）對(duì)預(yù)熱段作熱量衡算，得 即： 23.2=4.67×(1.01+1.88×0.008)(82-) 解得： ()預(yù)熱段得平均溫差為： ()（2）干燥第一階段 干燥第一階段課稱為蒸發(fā)段，此段中水分蒸發(fā)量為0

6、.056/s。并認(rèn)為蒸發(fā)過程中，物料表面始終被非結(jié)合水所潤(rùn)濕，表面的溫度等于它接觸的空氣的濕球溫度tWB。tWB= tWA=30.相應(yīng)的水的汽化潛熱r=2423.7KJ/。 蒸發(fā)段的傳熱速率為 (KJ/s) 考慮蒸發(fā)段內(nèi)加熱損失為20，則空氣給出的傳熱為 對(duì)蒸發(fā)段作熱量衡算，得 即 解得:tB=42.6() 蒸發(fā)段的平均溫度差為 =25.8()（3）干燥第二階段 干燥第二階段課稱加熱段。物料在此段內(nèi)溫度由升到，并且沒有水蒸發(fā)。該段的傳熱速率為 =1.872×【（1-0.001）×2+0.001×4.2】（35-30） =18.74（KJ/s）亦考慮熱損失20，則

7、(KJ/s)加熱段的平均溫差為= =5.8.4 工藝尺寸計(jì)算 (1)轉(zhuǎn)筒直徑 轉(zhuǎn)筒的直徑可根據(jù)空氣的最大流量計(jì)算?？諝怆x開轉(zhuǎn)筒是的流量為 =L（1+H2）=4.67×1.02=4.76(濕空氣/s) 轉(zhuǎn)筒的直徑為 取筒體直徑 （2）轉(zhuǎn)筒長(zhǎng)度 轉(zhuǎn)筒長(zhǎng)度Z為預(yù)熱段、蒸發(fā)段、加熱段三段長(zhǎng)度之和。而每段長(zhǎng)度均應(yīng)滿足下式所示的對(duì)流傳熱速率的要求，即 式中 轉(zhuǎn)筒的橫截面積，； 轉(zhuǎn)筒干燥器的體積傳熱系數(shù)，KW/（m3·） 若轉(zhuǎn)筒的填充率在0.050.15范圍內(nèi)，可由下式計(jì)算，即 =）】 故 轉(zhuǎn)筒總體長(zhǎng)度為 Z=Z1+Z2+Z3=0.83+11.81+7.26=19.9(m)取Z=20m。轉(zhuǎn)筒干燥器的長(zhǎng)徑比為Z/D=20/1.8=11，在412的范圍內(nèi)，故為合理。9.1.1.5 轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速n和傾斜率T的選擇 筒體轉(zhuǎn)速一般為 選取 n=(r/min); 筒體的傾斜度一般為08°，取傾斜角1°30，則轉(zhuǎn)筒的斜率T=0.02618.6 填充率檢驗(yàn)在計(jì)算體積傳熱系數(shù)時(shí)，曾假定填充率為0.050.15，現(xiàn)在進(jìn)行檢驗(yàn)。填充率為: