噴霧干燥設(shè)計(jì)課件

1、噴霧干燥器的設(shè)計(jì)一、 概述1、 簡(jiǎn)介化學(xué)工業(yè)：塑料、樹(shù)脂等， 洗衣粉最早使用食品工業(yè)：奶粉，調(diào)味品速溶：粒子開(kāi)始時(shí)被水所潤(rùn)濕，然后沉沒(méi)至水中并最后溶解。影響速溶的性質(zhì)：潤(rùn)濕性，沉沒(méi)性分散性，溶解度。醫(yī)學(xué)和生物化學(xué)：抗生素，酶，維生素，血漿等 在噴霧干燥之前，總是需要將牛奶用蒸發(fā)方法濃縮到40 % 50%的固含量，因?yàn)樵谡舭l(fā)器中蒸發(fā)水約比在噴霧干燥器中蒸發(fā)水便宜十倍。鮮奶的主要成分：水分：87 % 88%，總?cè)楣腆w：12% 13%其中：脂肪3.4%3.8%，蛋白質(zhì)3.3%3.5%，乳糖4.6 % 4.7%，無(wú)機(jī)鹽0.7 % 0.75%日處理為鮮奶，日處理可以每天23班，每班810小時(shí)。2、噴霧干

2、燥的原理：噴霧干燥：將溶液、乳濁液、懸浮液或漿料在熱風(fēng)中噴霧成細(xì)小的液滴，在它下落過(guò)程中，水分被蒸發(fā)而形成粉末狀或顆粒狀的產(chǎn)品。 物料干燥分等速和降速階段兩個(gè)部分進(jìn)行。 圖61 噴霧干燥示意圖 3、噴霧干燥的特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：干燥速度快干燥過(guò)程中液滴的溫度較低產(chǎn)品具有良好分散性和溶解性生產(chǎn)過(guò)程簡(jiǎn)化，操作控制方便產(chǎn)品純度高，生產(chǎn)環(huán)境好適宜于連續(xù)化大規(guī)模生產(chǎn)缺點(diǎn)：當(dāng)熱風(fēng)溫度較低（低于150）時(shí)，傳質(zhì)速率較低從廢氣中回收粉塵的分離設(shè)備要求高對(duì)一些膏糊狀物料，干燥時(shí)需要加水稀釋 二、噴霧干燥方案的選定1、干燥裝置流程： 開(kāi)放式 封閉循環(huán)式 是對(duì)加熱介質(zhì)的利用而言選擇空氣為加熱介質(zhì)，采用開(kāi)放式流程 自惰循環(huán)式

3、 2、干燥器內(nèi)熱空氣和霧滴的流動(dòng)方向 并流 逆流 混合流 并流操作的優(yōu)點(diǎn)是其允許的進(jìn)口空氣溫度比其它形式的操作要高。 3、霧化器形式氣流式，旋轉(zhuǎn)式，壓力式 壓力式噴嘴的工作原理示意圖 壓力式使用較多 三、工藝計(jì)算1、物料衡算 注意：鮮奶的含水量為88%，實(shí)際進(jìn)入噴霧干燥器的應(yīng)為濃奶（含水50%60%） 2、熱量衡算所需加熱蒸汽量 (r為所選擇的蒸汽對(duì)應(yīng)的汽化熱) Q損=10%Q1m3/h注意：夏天，冬天兩個(gè)值都必須算，取V大做以后計(jì)算。 求得V 物料衡算 H2 根據(jù)H2, 設(shè)計(jì)的t2求j2，必須滿足 j=11 %13%，否則重新設(shè)定t2值。 3、霧化器的主要尺寸計(jì)算d0-噴嘴直徑，R-旋律室半

4、徑，入口為圓形：din; 入口為矩形：h,b計(jì)算步驟：1、 選定霧化器（55 60），噴嘴切向入口斷面形狀2、 利用圖6-22由求噴嘴結(jié)構(gòu)參數(shù)A3、利用圖6-20由A查得cD 求得d0加以圓整 4、矩形入口：根據(jù)h/b=1.33,2R/b=630,選定R,b由 R1=R-b/2算得A1(A1-全部入口通道總面積)一個(gè)矩形入口：A1=bh,兩個(gè)矩形入口：A1=2bh計(jì)算得h。5、圓整d0,h后核算生產(chǎn)能力 與原值相比6、計(jì)算空氣心半徑rc7、計(jì)算液膜平均速度u0 (大于100m/s),及其分速度ux,uy 四、噴霧干燥器主要尺寸的設(shè)計(jì)塔高、塔徑為保證使霧滴干燥成含水量符合要求的產(chǎn)品，應(yīng)使霧滴在塔

5、內(nèi)的停留時(shí)間大于干燥過(guò)程所需要的時(shí)間。1、霧滴大小的估算 （ ，p-atm,Dw-m）干產(chǎn)品的平均直徑DD2、干燥時(shí)間的計(jì)算干燥時(shí)間分為恒速干燥階段和降速干燥階段。(1) 恒速階段干燥時(shí)間(2) 降速階段干燥時(shí)間 :空氣t1 tc 物料1 c(tw)t干= t 1+t23、塔徑計(jì)算塔徑的設(shè)計(jì)應(yīng)使?jié)耢F滴不粘附到塔壁上。t0時(shí)，霧滴以u(píng)x水平速度運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)t時(shí)間后，霧滴水平速度下降至 u取一系列Re，求出相應(yīng)的停留時(shí)間t和霧滴水平飛行速度ux 將霧滴自很高的初速度降至很低值的過(guò)程中不同的時(shí)刻t與其速度ux的關(guān)系作圖，用圖解積分或數(shù)值積分求出霧滴沿半徑方向的飛行距離即 。所設(shè)計(jì)的噴霧干燥塔的直徑D 應(yīng)

6、大于2sx，取D=(1.52)2sx。Re164100500.5(1.00-1.00)10-2=0(1.45-1.00)10-2=0.4510-2(2.22-1.00)10-2=1.2210-2(15.2-1.00)10-2=14.210-200.01020.02760.32128.417.38.650.08654、塔高計(jì)算 塔高設(shè)計(jì)應(yīng)使顆粒在塔內(nèi)的停留時(shí)間大于傳熱所需時(shí)間。顆粒在塔內(nèi)的停留時(shí)間為恒速運(yùn)動(dòng)與降速運(yùn)動(dòng)時(shí)間之和。a.恒速下降速度查圖6-25得Ref, ,求得恒速下降速度ufb.霧滴降速運(yùn)動(dòng)所需時(shí)間 取一系列Re值（上限為uy初值，下限為uf），查得相應(yīng)Re2,以Re為橫軸，以1/(

7、Re2-f)為縱軸作圖，用圖解積分法求 值，或由數(shù)值積分（Excel,Origin）求得。 作ut曲線，按 圖解求得降速過(guò)程所需距離 等速過(guò)程所需距離：s2=(23)t恒uf噴霧干燥有效高度：H=(1.53)(s1+s2) 五、附屬設(shè)備的設(shè)計(jì)和選型1、空氣加熱器（予熱器）選擇加熱介質(zhì)，確定換熱器面積，型號(hào)。2、風(fēng)機(jī)：為保證干燥塔內(nèi)在一定的負(fù)壓（100300Pa）下操作，設(shè)計(jì)時(shí)分別用進(jìn)風(fēng)和排風(fēng)兩臺(tái)風(fēng)機(jī)串聯(lián)使用，排風(fēng)風(fēng)量和風(fēng)壓都要大于進(jìn)風(fēng)機(jī)。選擇依據(jù)：（1）根據(jù)被輸送氣體的性質(zhì)和操作條件確定泵的類型（2）根據(jù)具體管路對(duì)風(fēng)機(jī)提出的流量和壓頭要求確定泵的型號(hào)風(fēng)壓：進(jìn)風(fēng)機(jī) 120160mmH2O 排風(fēng)機(jī) 180240mmH2O風(fēng)量：按實(shí)際計(jì)算的風(fēng)量（m3/h）進(jìn)風(fēng)增加1