转筒式干燥器课程设计任务书

1、 课程设计任务书设计课题： 转筒式干燥器（一）几种常见的干燥器 1.气体干燥器 干燥速度快，气固并流操作，干燥时间短；另外结构简单，设备投资少，占地面积小，操作方便，性能稳固，维修量小。缺点：物料停留时间很短，气流干燥器只适合干燥非结合水，不适合于结合水分的干燥；由于颗粒之间以及颗粒和器壁之间的碰撞和摩擦，不适合于干燥晶形等不允许破坏的物料；气固两相分离的任务很重，固体产品的放空损失较大，粉料排空对环境造成一定污染；气固两相的接触时间短，两相间的传热不充分，气体放空时的温度较高，热疗率较低；此外气体通过干燥系统的流动阻力较大，风机的动力消耗较高，因而气流干燥器的能量消耗较高。2.转筒干燥器 机

2、械化程度高，生产能力较大，干燥介质通过转筒的阻力较小，对物料的适应性较强，操作稳定，运行费用低。但是装置比较笨重，金属耗材多，传动机构复杂，维修量较大，设备投资高，占地大。3.喷雾干燥器 干燥速度快，干燥时间短，特别适合热敏性物料的干燥。但是它的体积传热系数很低，水分汽化强度小，因而干燥器体积庞大，热效率低，动力消耗大。4.厢式干燥器 可以用于各种物料的干燥，但其热效率低，产品质量不均匀，主要用于小规模多品种、干燥条件变动大的场合。5.流化床干燥器 优点：床层温度均匀，体积传热系数大（23007000W /m3·）。生产能力大，可在小装置中处理大量的物料；物料干燥速度大，在干燥器中停

3、留时间短，所以适用于某些热敏性物料的干燥；物料在床内的停留时间可根据工艺要求任意调节，故对难干燥或要求干燥产品含湿量低的过程非常适用；设备结构简单，造价低，可动部件少，便于制造、操作和维修；在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇操作。 缺点：床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外；一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象；对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。；对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装量要求苛

4、刻。 （二）转筒式干燥器及工作原理 转筒式干燥器工艺图 转筒式干燥器流程图 工作原理：转筒干燥器的主体是略带倾斜并能回转的圆筒体。湿物料从左端上部加入，经过圆筒内部时，与通过筒内的热风或加热壁面进行有效的接触而被干燥，干燥后的产品从右端下部收集。在干燥过程中，物料借助于圆筒的缓慢转动，在重力的作用下从较高的一端向较低的一端移动。筒体内壁上装有顺向抄板（或类似的装置），它不断地把物料抛起又洒下，使物料的热接触面表面增加，以提高干燥速率并促使物料向前移动。干燥过程中所用的热载体一般为空气、烟道气或水蒸气等。如果热载体（如热空气、烟道气）直接与物料接触，则经过干燥后，通常用旋风除尘器将气体中所夹带的

5、细粒物料捕集下来，非空气则经旋风除尘器后放空。（三）设计要求 干燥含水量为3%（湿基，下同）的细颗粒湿物料，要求出料含水量为0.3%。试选择合适的工艺流程、合适的风机和相关设备并画出设计方案工艺流程图。建厂地点：武汉市洪山区。基础数据：被干燥物料：处理湿物料量G1 500 kg/h 平衡含水量 X* 0颗粒密度 1500 kg/m3 临界含水量 0.015 （kg水/kg干物料）堆积密度 450 kg/m3 颗粒平均直径 0.15mm干物料比热容 1.256 kJ/(kg·) 进口温度 30在干燥系统要求回收率99.5%（回收5以上颗粒）干燥介质：湿空气初始湿度 H0，根据建厂地区气

6、候条件选定。进干燥器温度 105热源：自选主要干燥器的选择表湿物料的状态物料的实例处理量适用的干燥器液体或泥浆洗涤剂、树脂溶液、盐溶液、牛奶大批量喷雾干煤器小批量滚筒干燥器泥糊染料、颜料、硅胶、淀粉、粘土、碳酸钙等的滤饼或沉淀大批量气流干燥器、带式干燥器小批量真空转筒干燥器粉粒（0.0120）聚氯乙烯等合成树脂、合成肥料、磷肥、活性炭、石膏、钛铁矿、谷物大批量气流干燥器、转筒干燥器、流化床干燥器小批量转筒干燥器、厢式干燥器（四） 计算过程及设备选型1.物料衡算气流干燥管内的物料衡算式：绝干物料量：G=500×(1-3%)=485kg/h=0.135kg/sa、 干燥蒸发水分：=0.1

7、35×(0.0309-0.003)=3.76×kg/sb、干空气流量L=2.能量衡算(1) -蒸发水分所需的能量 (2) -物料升温所需的能量 =0.135×(1.256+0.003×4.174)×(40-30)=1.713kJ/s(3) -热损失（取=0.2） =0.2×（9.290+1.713）=2.201kJ/s =9.290+1.713+2.201=13.204kJ/s(4) L-空气消耗量 假设空气离开干燥器时的温度L=0.241kg/s将L=0.241kg/s代入<1>式即=0.241 得到=0.063 =(1

8、.005+1.926×0.047)×105+2490×0.047=232.060=0.241×(232.060-160.96)=17.135kJ/s干燥操作的热效率×100%=30.62%3.风机的选型 (1) 鼓风机的选型 武汉夏季最高气温为40，取相对湿度为90%，则 鼓风机入口处的空气温度为，查湿焓图得0，则 =(0.773+1.2440.047)(273+40)/273=0.953 =L=0.2410.953=0.230 m³/s 取安全系数=1.1，故所需的空气流量为0.230×1.1=0.253 m³/

9、s 系统前段平均风温按80计算，密度为1.000 kg/ m³，则所需风压（规定状态下）为 取安全系数=1.2，故所需的风机风压为442.51.2=531 Pa 综上，鼓风机风量为0.253 m³/s，风压为531 Pa （2) 引风机的选型 系统后段平均温度按60计算，密度为1.060 kg/ m³，则引风机所需风压为 取引风机入口处的风温为60，湿度，则 =(0.772+1.2440.063)(273+60)/273=1.038 =L=0.2411.038=0.250 m³/s 取安全系数=1.3，故所需的空气流量为0.250×1.3

10、15;3600=1405 m³/h 故选用9-27-11型离心通风机，风量为1310-11020 m³/h，风压为3700-9150 Pa4.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 =(0.047+0.063)/2=0.055 平均湿比容 =(0.772+1.244×0.055)×(273+70)/273=1.056 =L=0.241×1.056=0.254 m³/s 选蜗壳式入口的旋风分离器， 系统分离效率=99.5%（分离5以上的颗粒），若将5理解为，和有如下关系：上式中有未知，近似取为1.985

11、×代入数据有，,算得取整得D=300mm，其尺寸如下所示（各符号物理意义如下图所示）=300mmh=/2=150mmH1=H2=2=600mmB=/4=75mmS=/8=37.5mm =/2=150mmN=5=/4=75mm 5. 干燥筒参数计算和确定(1) 干燥筒直径的计算 由表3，且物料粒径=0.15mm，堆积密度，取，取筒体 直径D=0.8m(2) 容积传热系数 (近似取系统湿度为） (3) 转筒长度z的计算 在干燥管中，气体和物料所经历的过程以及各阶段的起始和结束时的温度如下图 加热段 蒸发段 预热段 a.设预热阶段长度 取安全系数， 预热阶段，由能量衡算有 补充说明：的计算

12、 预热段由能量衡算有 即 0.241×（1.005+1.926×0.063）（55）=10.883 得 =95.1 b.设蒸发阶段长度 水分蒸发量,蒸发温度为，此时水蒸发潜热为 , 预热阶段，由能量衡算有 （3）加热段长，加热段内物料从35升到40，此阶段内热量为 取安全系数， 由热量衡算有， 6.转筒转速n和倾斜率S的选择 转筒转速一般为n=（610)/D D=0.8m N=6/0.8=7r/min 转体的倾斜率一般为0°8° 取倾斜率=1°30，斜率S=0.026187.停留时间 由于临界湿度 故干燥阶段包括恒温干燥和降温干燥，由于物料种类

13、未知，干燥曲线不易 获得，故取经验公式 8.符号说明 -绝干物料的比热容， -湿球温度下的水的汽化热， -固体物料的质量流量， -气体的速度， -空气的湿度， -相对湿度 -物料的湿基含水的质量分数 -固体物料的温度， -干燥管的直径， -旋风分离器圆柱筒直径，m -物料的干基含水量， -颗粒的平均粒径， -温度， -水分的蒸发量， -绝干空气流量， -物料的干基平衡含水量， -干燥管的长度， -空气的焓， -传热速率， -干燥时间或物料在干燥器内的停留时间，9.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/(kg·

14、h-1) 500蒸发水量/(kg· h-1)13.536产品产量/(kg· h-1)485空气用量/()867.6干燥管直径/m0.8干燥管长度/m2.311效率30.62% 鼓风机风量/m³/s 0.253风压为/Pa531 引风机风量/m³/s 1450风压为/Pa4508 旋风分离器=300mmh=/2=150mmH1=H2=2=600mmB=/4=75mmS=/8=37.5mm =/2=150mmN=5=/4=75mm转筒长度z/m1.326转速n7倾斜角倾斜率0.02618停留时间/min11.53热源（五）心得体会 这次的环境工程原理课程设计

15、对我我们来说是一次非常有意义的经历。我们在设计中也在不断地设法提高自身能力，增强对事物的认识程度，扩大和专业知识的接触面。在老师带领我们对干燥器设计有了一个比较全面的认识之后，我们开始了自己探索和学习的过程。由于是首次做这种设备设计，难免无法下手，便在网上搜索了很多知识作为参考。在设计过程中我们遇到了很多的问题，对一些概念理解的还不是很透彻。特别是在设计中途经过组员的讨论和与其他同学的交流才发现一些处理不当的地方，否则至今还是不知道一些数据哪里出了问题。在参考了很多书籍和资料后对这次的设计才逐渐清晰，很多公式也明白了出自何处。当然还有个别问题还没来得及弄清楚，是我们的拖沓的疏忽，以后一定改正。 这次环境工程原理课程设计已经画上了一个圆满的句号，感谢学校为我们提供这样的机会，同时更要深深感谢我们的老师，从他们的言传身教中我们受益匪浅，从刚开始的什么都不懂，到现在对设计步骤和各种设备的深刻认识。整个设计带给我们的，不仅仅是我们所接触到的那些设计过程，更多的则需要我们每个人在生活、学习、工作中根据自己的情况去感悟，去反思，勤时自勉，同时大家团结努力，分工