气流干燥器的设计26

1附图1干燥装置流程示意图16废气产品风机布袋过滤器空气加热器干燥器旋风分离器21刘泽勇气流干燥技术的应用J甘肃科技,2000,52李功样等主编常用化工单元设备设计广州市华南理工大学出版社2003年3上海化工学院干燥技术进展1976（544上海化工学院编干燥技术进展、第三分册、气流干燥、1979（34）5毕克侣气流干燥器的设计、化工技术资料设计分册1964（96潘永康主编现代干燥技术北京市化学工业出版社1998年（36）7天津大学化工原理教研室编，化工原理上、下册第二版M天津天津科技出版社,1996（35）8黄少烈、邹华生主编化工原理（第二版）北京市高等教育出版社2002年月第一版（19）9柳金江,刘超锋,何清凤烟丝气流干燥系统气流干燥器的设计J广州化工,2009,37617317410张言文气流干燥器数学模型及分段设计计算方法J计算机与应用化学,2006,0411高嘉安主编淀粉与淀粉制品工艺学北京市中国农业出版社2001（27）12匡国柱史启才主编化工单元过程及设备课程设计北京市化学工业出版社2002年1月第一版（29）6柴诚敬化工原理课程设计M天津天津科学技术出版社,2000（45）7合肥工业大学化工系化工原理教研组对流式干燥设备的设计1963（22刘泽勇气流干燥技术的应用J甘肃科技,2000,5713气流干燥器的设计一、设计任务化工原理课程设计任务书二十六二、设备的简介气流干燥器一般由空气滤清器、热交换器、干燥管、加料管、旋风分离器、出料器及除尘器等组成。直管气流干燥器为最普遍的一种。它的工作原理是物料通过给料器从干燥管的下端进入后，被下方送来的热空气向上吹起，热空气和物料在向上运动中进行充分接触并作剧烈的相对运动，进行传热和传质，从而达到干燥的目的。干燥后的产品从干燥管顶部送出，经旋风分离器回收夹带的粉末产品，而废气便经排气管排入大气中。为了使制品的含水量均匀以及供料连续均匀,在干燥管的出口处常装有测定温度的装置。直管气流干燥器分单管式和双管式两种型号。旋风分离器是最常用的气固分离设备。对于颗粒直径大于5微米的含尘气体，其分离效率较高，压降一般为10002000PA。旋风分离器的种类很多，各种类型的旋风分离器的结构尺寸都有一定的比例关系，通常以圆柱直径的若干倍数表示。4三、工艺条件1原料玉米淀粉2物料含水量W125（质量分数）3产品含水量W214（质量分数）4产品平均粒径0154PD5新鲜空气温度15T6空气干燥温度9017新鲜空气湿度00073X7物料进口温度251MT8干燥生产能力G115000T/Y产品9淀粉临界湿含量002CM10淀粉比热容155KJ/KGMC四、工艺数据计算1物料衡算0333KG水/KG绝干料1M1W0163KG水/KG绝干料22气流干燥管内的物料衡算式G（）L（）1M22X1绝干物料量G040T/H400/H按一年300天，2430G143065每天24小时生产计算A干燥蒸发水分WG（）400（03330163）68KG/HB干空气流量L12X07368252热量衡算干燥管内热量衡算式LGLG1IMCW1MMT2IMCW2MMT选定空气出口温度50,假设物料的出口温度352T对于空气水系统,运用下式I101188XT2490X所以进口空气的焓值1011880007390249000073110KJ/KG1I出口空气的焓值101188502490505258422X22X将代入热量衡算式中1I110L4001554186033325L505258440015541860126335整理得L2584917X联立物料衡算中的式可求得0023L4331KG/H110KJ/KG22I3检验假设的物料出口温度,按下式进行校核MT2TM2TW22222WMWCTCRMTRMTCRWM其中物料临界湿含量物料比热容KJ/KGCMT出口空气处湿度温度R湿球温度T下水的气化潜热KJ/KGWWW由工艺条件得50155KJ/KG033301632TMC12M002C查表得T30R24237KJ/KGWW代入上式求得34,与假设温度35基本相同,假设正确2MT4气流干燥器直径的计算6A最大颗粒沉降速度MAXU取330154045MM干燥管内空气的平均物性温度为MAXDP70,查干空气性质表得该空气下的粘度00206PAS2509310,1029KG/，另外淀粉1500KG/3P3M所以3248MAXRA2GDP23106819591045因为属于18335范围内,由经验式014R5ER71ERA把3248代入,用试差法求得55MAXRAE所以715M/SAUPEDR0291154063B气流干燥管内的平均操作气速AU如果取气流干燥管内的平均操作气速为最大颗粒沉降速度的2倍,即22715143M/S,圆整后取气流干燥管内的平均操作气速15AUMAXAUM/SC干燥管内直径D干燥管内空气的平均温度为70，平均湿度00151KG水/KG干空气，则平均湿比容MH21203707721244001510994湿空气/KG干空气V73M所以干燥管内体积流量VL433109944305/HMV故气流干燥管直径D为D032MAUV3604154360取整，即D035M5气流干燥管长度Y7物料和气体在气流干燥管内的温度及湿含量变化如下图所示，气体0007300231H2H9050TT30WT物料033301631M2M2535MTMT因为所以物料一直处于恒速干燥阶段。2C在恒速干燥阶段（包括预热段），水的气化温度为30（查IH图得），水WT的气化潜热24237KJ/KGWRA物料干燥所需的总热量QQG1M2MCW1M2MT103330163242371554186033335253604490KWB平均传热温度差MT341MT211LNMTT35029LNC传热膜系数对平均直径0154MM的颗粒来说，130RA23GDP233106819954查阿基米德数与雷诺数关系图知5，故RERE07M/SFPEDR02915463则（2054）（2054）P5E3450619W2M1CF气流干燥管长度Y8A,其中为非球形颗粒的面积系数及MPSPVUDDADAG23460SAV体积系数,一般情况下,/6,故A可简化为SV4260FAPUDG由于A42D60FAPUDG7015105460302023/M所以干燥管长度Y116MMTDAQ4213420619圆整后取Y12M主要符号说明RA阿基米得数A单位干燥管体积内的干燥表面积,32/M颗粒与流体间的对流传热系数,W/五、主要附属设备的计算与选型1空气加热器的选择翅片加热器将湿空气由15加热到90所需的热量为QL（1）CP1（9015）1X4331（100073）1009（9015）330（KJ/H）510取加热蒸汽压力为02MPA蒸汽的饱和温度为120，汽化潜热为22051KJ/KG，冷凝水的排出温度为120，则水蒸气的耗量为VG1498（KG/H）120539传热温差为601MT9025LN若选SRZ55Z翅片式散热器，（附表2）每片传热面积为878，通风净截面积为0155M2，则质量流速为KG/M2S，查得传热46301576系数K1100KJ/M2H，故所需传热面积为A1M2TQ84960135所需片数为，取7片，实际传热面积为615M2。由此，可选278SRZ55Z翅片式散热器共7片。2进料器的选择根据进料量，选取ZD2000传动送料器。该吸收欧美上料机先进技术，自行设计生产的高效上料机，适用各种粉、粒、破碎回料及化工原料，每小时上料量04吨的系列产品，直接上料高度25M，具有性能稳定、节省人力、安全可靠等特点。电源为3380V50HZ；A电机功率为11KW；B电机功率为075KW；送料管直径为141；送料容量为200KG；料箱尺寸LWH为（1408590）CM；机器重量为460KG。3风机的选择因为操作压强为常压，系统需要2台风机，即干燥管前安装1台鼓风机，干燥管后安装1台引风机。阻力也以干燥管为基准分前段（从空气加热器至干燥管之间的设备和管道）阻力和后段（干燥管后的设备和管道）阻力。在操作条件下，空气流经系统各设备和管道的阻力如下表所示。系统阻力估算设备压降/PA设备压降/PA翅片加热器200旋风分离器120010管道、阀门、湾头等300脉冲布袋除尘器2000合计500干燥管1500消音器300管道、阀门、湾头等400合计5400A鼓风机的选型鼓风机入口处的空气温度为15，湿含量为00073，则（0773124400073）083（M/KG干空气）0H273153VL43310833595M/H取安全系数，故所需的空气流量为3595113954M/H13系统前段平均风温按65计，密度为1044KG/M,则所需风压（规定状态下）为500（118/1004）5876（PA）。取安全系数故所需的风机风压为5876116464PA1综上所计算，选用64611型离心通风机，其风量为50348770M/H,风压3为5003230PA。（附表3）B引风机的选型系统后段平均温度按50计，密度为1093KG/M,则引3风机所需风压为5400PA61309/18取安全系数故所需的风机风压为6133116746PA取引风机入口处的风温为50，湿含量0023，则2X（077312440023）0948（M/KG干空气）5H73503V5L433109484106M/H取安全系数，故所需的空气流量为4106114516M/H1311故选用92711型离心通风机，风量为131011020/H,风压为37003M9150PA。（附表3）4旋风分离器的选择进入旋风分离器的含尘气体近似按空气处理，则取温度为70，00151KG水/KG干空气，则平均湿比容MH21203707721244001510994湿空气/KG干空气V73MVL433109944305M/H3M3选蜗壳式入口的旋风分离器，取入口风速为15M/S,则0225D03D1536054即D099M,圆整后取D1M。其尺寸如下所示D1000MM圆柱体体直径A03D300MM进口高度L08D800MM圆柱体高度1B0225D225MM进口宽度L2D2000MM圆锥体高度2D035D350MM排气管直径L07D700MM排气管深度D02D200MM排尘管直径可选用规格为XC5型蜗壳式入口的旋风分离器（附表1）5袋式的选择取进入布袋过滤器的气体温度为50，则（077212440023）095（M/KG干空气）4H273503VL43310954114M/H取过滤气速为4M/MIN则所需过滤面积为，由脉冲布袋过滤217460M器选型表查得，可选取MC24型脉冲布袋过滤器，（附表3）其过滤面积为18，过滤风量为21604300/H。2M3M12六、工艺设计计算结果汇总表通过上述工艺设计计算得到的设计计算结果汇总表如下所示。工艺设计的计算结果汇总表物料处理量/KGH1533蒸发水量/KGH168产品产量/KGH1400空气用量/KG干空气H14331干燥管直径/M035干燥管高度/M12翅片加热器的型号SRZ55Z翅片加热器传热面积/M255旋风分离器的型号XC12旋风分离器直径/M14引风机型号92711型离心通风机鼓风机型号64611型离心通风机供料器型号ZD2000七干燥装置的工艺流程湿物料13废气产品参考文献黄少烈、邹华生主编化工原理（第二版）北京市高等教育出版社2002年8月第一版高嘉安主编淀粉与淀粉制品工艺学北京市中国农业出版社2001中国石化集团上海工程有限公司编化工工艺设计手册北京市化学工业出版社2006匡国柱史启才主编化工单元过程及设备课程设计北京市化学工业出版社2002年1月第一版梁世中主编生物工程设备北京市中国轻工业出版社2006曹崇文、朱文学著生产品工艺过程的计算机模拟北京市中国农业出版社2001李功样等主编常用化工单元设备设计广州市华南理工大学出版社2003年马连湘主编化工设备算图手册北京市化学工业出版社2002年潘永康主编现代干燥技术北京市化学工业出版社1998年大连理工大学化工原理教研室编化工原理课程设计大连市大连理工大学出版社1997年风机布袋过滤器新鲜空气空气加热器干燥器旋风分离器14H/KG370H/T37024301624301MG2584971XL12W619RCM绝干料水/KGG13601222WM附表1旋风分离器规格型号公称直径MM处理风量（M3/H风阻（PA除尘效率（）XC360028001200200099XC5100050001200200099XC7115070001200200099XC121800120001200200099附表2翅片换热器规格型号通风净截面积M2散热面积M215SRZ55D01541010SRZ55Z0155878SRZ55X0158623SRZ105D03021992SRZ105Z03061726SRZ105X03121222SRZ125D03782486附表3DMC脉冲袋式除尘器技术性能型号MC24MC36MC48MC60MC72MC84过滤面积M2182736455463滤袋数量243648607284过滤风速M/M