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流化床干燥设备设计与选型概述

流化床干燥设备设计与选型概述

流化床干燥设备设计与选型概述引言流化床干燥设备是一种广泛应用于化工、制药、粮食等行业的干燥设备。

它利用空气或其他气体将湿物料进行流化并加热,从而将水分蒸发,达到干燥的目的。

在本文中,将对流化床干燥设备的设计与选型进行概述,包括设备的工作原理、设计要点以及选型注意事项。

工作原理流化床干燥设备的工作原理基于物料在流化床内被气体流化的特性。

当设备开始工作时,将干燥物料加入到床层内,同时通过底部进气装置将加热的气体通过床层进行通入。

气体在流化床中通过床层物料,使物料呈现流化状态。

在流化状态下,物料表面受到气体的冲击和摩擦,从而增加了表面积,加快了传热和传质的速度。

同时,气体中的水分也通过物料表面蒸发,达到干燥的效果。

蒸发的水蒸气与气体一起从顶部出口排出,而干燥后的物料则从床层底部排出。

设计要点1. 流化床尺寸的确定流化床干燥设备的尺寸与干燥物料的性质和处理量有关。

首先需要确定物料的湿度、粒度分布以及干燥后的要求湿度,从而确定干燥设备的工作温度和气体速度。

然后需要根据物料的处理量和设备的处理能力来确定流化床的尺寸。

通常情况下,流化床高度可以根据物料的干燥时间和气固两相传热的要求来确定,而床层宽度和底面积可以根据流化床内气体的流速和均匀性要求来确定。

2. 加热方式的选择流化床干燥设备的加热方式可以选择蒸汽加热、电加热、燃气加热等。

选择合适的加热方式需要考虑加热效率、加热均匀性以及操作成本等因素。

蒸汽加热是一种常用的加热方式,具有加热效率高、加热均匀性好的优点。

但需要根据实际情况确定蒸汽的稳定供应和回收利用方式。

电加热是一种灵活性较强的加热方式,可以根据需要进行分段加热,但操作成本相对较高。

燃气加热一般使用燃烧器进行加热,具有加热效率高、操作成本低的特点,但需要考虑燃气的稳定供应和燃烧产生的废气处理等问题。

3. 床层材料的选择流化床干燥设备的床层材料需要具有一定的耐磨性、抗酸碱性和导热性。

常用的床层材料包括不锈钢、耐磨陶瓷以及耐高温合金等。

流化床的设计

流化床的设计

流化床设备设计任务书1.设计一台流化床干燥器,用于干燥某湿物料。

将其湿含量从6%干燥至0.5%,生产能力6000Kg/h(以干燥产品计)。

2.被干燥物料颗粒密度1600Kg/m3;堆积密度800;绝干物料比热1.256KJ/Kg℃;颗粒平均直径dm=150μm;临界湿含量为0.03;平衡含水量X=0。

物料静床层高度为0.15m,干燥器热损失为有效传热量的18%;干燥介质为空气,进入干燥器温度为120℃,物料进入干燥器温度为30℃。

热源为400KPa的饱和蒸汽压。

解:我们选定单层圆筒形流化床干燥器单层圆筒形流化床干燥器连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料,特别适用于表面水分的干燥。

然而,为了获得均匀的干燥产品,则需延长物料在床层内的停留时间,与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。

在内部迁移控制干燥阶段,从流化床排出的气体温度较高,干燥产品带出的显热也较大,故干燥器的热效率很低。

根据我们此次设计的主要任务:药物颗粒的湿含量从0.06降至0.005,可以看出药物颗粒的初始湿含量较低,其中存在的水应该是结合水,流化床干燥器最大优点是干燥结合水,故选择流化床干燥器。

在流化床干燥器中我们选择设备结构简单,耗材量少的单层圆筒流化床干燥器。

设计方案:一.操作条件的确定由资料查得,宁波地区的空气平均湿度ψ=80.3%,平均温度t 0=16.9℃其他已知参数为:X 1=0638.006.0106.0=- X 2=005025.0005.01005.0=- X C =0.05 X *≈0G 2=6000kg/h C s =1.256kJ/kg ℃ t 1=120℃ θ1=30℃(一)物料衡算对连续操作的干燥装置,其物料衡算式为:W =G c (X 1-X 2)=L(H 2-H 1) 每蒸发1kg 水分所消耗的绝干空气量可表示为:l==W L121H H - 绝干物料量Gc =G 2(1-W 2)==6000(1-0.005)=5970kg/h水分蒸发量:W=G C (X 1-X 2)=5970*(0.0638-0.005)=351.036kg/h 16.9℃空气的饱和蒸汽压kpa t p w S 934.1)84.2339.1611.39915916.18ex p(152)84.23311.39915916.18ex p(152=+-=+-=空气进口湿含量:009681747.0349.1803.0325.101349.1803.0622.0622.001=-⨯⨯⨯=-==ssp P p H H ϕϕ(二)空气和物料出口温度的确定空气出口温度应比出口湿球温度高20—50℃在这里取26℃ 由t 1=120℃及H 1=0.009681747,可查图(《化工原理》下册图5-3)得:t as =39℃对空气—水系统t w1≈t as ,近似取出口湿球温度约等于进口湿球温度为39℃.所以空气出口温度t 2=65℃因C X X <2,而03.0=Xc 故式)()(22222222222222)()()))(()(w S C w t t C X X r w S C w C w S w w t t C X X r X X X X t t C X X r t t t --*****--------=--θ又因2230285.227.2491w w t r -==2491.27-2.30285*39=2401.46kJ/kg 故)())(()(93-651.256-0.032401.460.030.00539-651.256-0.0052401.4639-65-65-3965256.10.032401.462⨯⨯=⨯⨯θ得到=2θ57.49℃(三)热量衡算如图所示,干燥器中不补充能量,故=d Q 0干燥器中的热量衡算可表达为:l l m w p Q Q Q Q Q Q '+++==其中)(120θw v W c t c r W Q -+==351.036(2491.27+1.884×65-4.187×30)/3600=242.62kW,))(187.4()(122122θθθθ-+=-=X c G c G Q s c m C m=5970(1.256+4.187×0.005025)(57.49-30)/3600=58.22kW)(020t t Lc Q H l -='=L(1.005+1.884*0.009681747)(65-30)/3600=0.009948LkW)(010t t Lc Q H P -==L(1.005+1.884*0.009681747)(120-30)/3600=0.02558LkW 因为干燥器的热损失为有消耗热量的18%, 有)%(18m w l Q Q Q +==54.15Kw 将上面格式带入物料守恒式为0.02558L =242.62+58.22+0.009948L +54.15 解得 L=22709.2kg 绝干气体/h 由W=L(H 2-H 1)得空气出口湿含量H 2=W/L+H 1=351.036/22709.2+0.009681747=0.02514 Q P =0.02558L =580.9Kw干燥器的效率 d p wh Q Q Q +=η=242.62/580.9=41.766%由于饱和蒸汽的压力为400kPa,由水蒸汽表查得该气压下冷凝潜热r=2133kJ/kg 则蒸汽耗量:D=580.9/r*3600=580.9/2133*3600=980.42kg/h(四)操作速度的确定1.临界流化速度u mf120℃下空气的有关参数为密度ρ=0.8983/kg m ,粘度s Pa ⋅⨯=-51029.2μ,导热系数223.210/W m λ-=⨯⋅℃由《化工原理》经验公式g dev p mf mf A mf)()1(*150)(u 32ρρεεμφ--=物料的临界流化空隙率按4.0=mf ε且有经验式11113A 2≈-mfmfεεφ 代入得u mf =0.00032×(2000-0.898)×9.81/(150×2.29×10-5×11) =0.0467m/s 2沉降速度u t3.03.056.0t )1029.2898.0*0003.0(0.8989.81*0.898)-00.0003(2000.27Re )(0.27u tpp p u gd -⨯=-⨯=ρρρ解此方程得u t =1.697m/s 验证:Re p =96.191029.2898.0697.10003.05=⨯⨯⨯=-μρt p u d 满足 2<Re<500 3.操作流化速度u 由u=(0.4-0.8)u t取u=0.6u t =0.6*1.697=1.018m二.干燥器主体设计1.流化床截面积的计算气体温度为65℃及湿含量为H 2状态下的比容 V H2=(0.002835+0.004557H 2)(t 2+273) =(0.002835+0.004557*0.02721)*(65+273) =1.0001m 3/kg由公式20H220.6018.136002.227090001.13600L V A m v =⨯⨯==2.物料在流化床中的平均停留时间min 124.0600020.60080.15G A 20=⨯⨯==b z ρτ 3.设备高度(1)浓相段高度Z 1253323)1029.2(81.9898.0)898.06001()103.0()(--⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρρgd Ar s=725.2998.111029.2898.0018.10003.0R 5=⨯⨯⨯==-μρdu e由公式得沸腾床空隙率ε由 得m z z 476.0811.014.0115.011001=--⨯=--⨯=εε (2)分离段高度Z 2m 81.2/46.2/4A D ===ππ 取实际床层直径为φ2180mm 由《干燥设备》书中图4-14得 Z 2/D=1.18 得Z 2=3.31m0.811725.2911.980.3611.9818Re 36Re 180.21221.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=『Ar εεε--==11001z z R(3)扩大段高度Z 3要进一步减少粉尘带出,可在分离高度以上增加扩大段,降低气流速度,以利颗粒沉降.根据经验取Z 3=1m4.干燥器的结构计算(1)分布板分布板上的压力损失=0.15×(1-0.4)(1600-0.898)9.81=1411.8Pa 取床层压降为分布板压降的15%由公式取分布板阻力系数为2 筛孔气速u or :s m P u dor /36.15898.0277.21122=⨯⨯=∆=ζρ分布板的开孔率ψ则空气进入干燥器的体积流量为V 为: V=L(0.002835+0.004557H 0)(t+273)=22709.2(0.002835+0.004557*0.009681747)(120+273)/3600 =7.1376m 3/h选取筛孔直径d 0=200um(因为颗粒平均直径150um),则总筛孔数为:()()gz P s b ρρε--=∆001aP P b d 211.77P 0.15=∆=∆22or duP ςρ=∆%63.6%10036.15/018.1=⨯==or u ϕ1479896536.510.000241376.7422=⋅⋅⨯==ππoror u d Vn分布板上筛孔按等边三角形分布则 孔心距为(2)溢流堰为了保证流化床层内物料厚度的均匀性,物料出口通常采用溢流方式。

流化床干燥设计任务书

流化床干燥设计任务书

化工原理课程设计任务书设计题目流化床干燥器设计院系专业班级姓名学号指导教师日期化工原理课程设计任务书1.从气流干燥器来的细颗粒物料,其含水量为0.07(湿基,下同),要求在卧式多室流化床中干燥至0.005,生产能力(以湿物料计)3000kg/h,已知参数:⑴.被干燥颗粒:颗粒密度ρs 1700kg/m3 堆积密度ρb 780 kg/m3干物料比热容C s 1.45KJ/(㎏.℃)颗粒平均直径d m 0.14mm临界含水量X0 0.013(Kg水/Kg绝干料)平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气,进预热器时的温度t1为30℃,离开预热器时的温度t1为80℃,热源为392.4kpa的饱和水蒸气。

试设计合适的干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。

2.从气流干燥器来的细颗粒物料,其含水量为0.06(湿基,下同),要求在卧式多室流化床中干燥至0.004,生产能力(以湿物料计)3000kg/h,已知参数:⑴.被干燥颗粒:颗粒密度ρs 1400kg/m3 堆积密度ρb 650 kg/m3干物料比热容C s 1.256KJ/(㎏.℃)颗粒平均直径d m 0.15mm临界含水量X0 0.013(Kg水/Kg绝干料)平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气,进预热器时的温度t1为30℃,离开预热器时的温度t1为100℃,热源为392.4kpa的饱和水蒸气。

试设计合适的干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。

3.从气流干燥器来的细颗粒物料,其含水量为0.045(湿基,下同),要求在卧式多室流化床中干燥至0.003,生产能力(以湿物料计)3000kg/h,已知参数:⑴.被干燥颗粒:颗粒密度ρs 1800kg/m3 堆积密度ρb 750 kg/m3干物料比热容C s 1.256KJ/(㎏.℃)颗粒平均直径d m 0.13mm临界含水量X0 0.013(Kg水/Kg绝干料)平衡含水量X* 0物料进口温度θ1 30℃干燥介质湿空气其初始湿度为H0 0.013 Kg/Kg绝干气,进预热器时的温度t1为30℃,离开预热器时的温度t1为90℃,热源为392.4kpa的饱和水蒸气。

振动流化床干燥器的设计

振动流化床干燥器的设计

振动流化床干燥器的设计学位论文振动流化床干燥器的设计Design of vibratingfuidized bed作者姓名:学科、专业:学号:指导教师:完成日期:太原工业学院Taiyuan Institute of Technolog摘要干燥技术广泛应用于国民经济的众多产业部门。

其中振动流化床干燥是一种比较新型的干燥技术,它可以使物料更有效的流化,克服了一些易结块、难以流化物质的流化问题,解决了普通流化床存在的缺点。

另外,它还提高了热能的利用效率,在传热传质方面收到了很好的效果。

开展本课题,目的在于更好的了解振动流化床的运行过程,掌握一些小的技术,进而为以后的工作学习打好基础。

本文给出了氟硅酸钠简单的热量衡算,以氟硅酸钠的一些生产数据为计算标准,重点在热风进量和进风口大小设计计算上。

此外,对布风板也进行了着重介绍。

以参考文献为参照标准,在绪论中介绍了现代干燥技术中的各种干燥设备及其使用方法,并对国内干燥设备的研究进展做了简单说明。

最后总结出我国干燥设备存在的问题和面临的挑战。

本文只在流化床干燥器方面做了简要介绍,在小的部件上做了简单计算,还达不到按特定物料进行流化床干燥器设计的程度,工程经验在设计中仍然占有重要地位,本文力求在这方面起到抛砖引玉的作用。

关键词:流化床,干燥器,振动Abstract:The dry technology widely applies in the national economy numerous Industrial Department, And the vibratefluidized bed dry is one kind of quite new dry technology, It may cause a material more effective fluidization, overcame some easily to agglomerate, to fluidize material with difficulty the fluidization question, has solved the ordinary fluid bed existence shortcoming. Moreover, it also raised the heat energy use efficiency, has received the very good effect in the heat transfer mass transfer aspect. Develops this topic, the goal lies in a better understanding to vibrate fluid bed's movement process, masters some small technologies, then builds the foundation for the later work study.This article gave the sodium fluosilicate simple hot quantity graduated arm to calculate that take the sodium fluosilicate some production data as the basis of calculation, key, in the hot wind entered the quantity and in the tuyere size design calculation. In addition, also carried on to the cloth air deflector introduced emphatically. Take the reference as the reference standard, introduced in modern dry technology's each kind of drying equipment and the application method, and has given the simple declaration to the domestic drying equipment's research development. Finally summarizes the challenge which our country drying equipment existence's question and faces.This article only did in the fluid bed water extractor aspect introduced briefly that has made the simple arithmetic on the small part, but could also not achieve according to the specific material carries on the fluid bed water extractor design the degree, the project experience still held the important position in the design, this article makes every effort the role which played in this aspect offers a few ordinary introductory remarks so thatothers may offer their valuable ideas.Key word: Fluid bed; Dry; Vibrates目录摘要................................................................................................................ I Abstract:........................................................................................................... .. II 引言 (5)第1章绪论 (6)第1.1节课题的提出和意义 (6)1.1.1我国干燥行业的发展和面临的挑战 (6)1.1.2我国现代干燥技术 (7)第1.2节干燥器的简介 (7)1.2.1 流化床干燥器 (7)1.2.2 其它种类干燥器 (10)第1.3节振动流化床概述 (11)第2章振动流化床的设计方法 (15)第2.1节基本参数确定及热工计算 (15)第2.2节结构设计 (17)第2.3节激振力和振源功率确定 (19)第2.4节设计中的环保措施 (20)第2.5节实际操作中应注意的问题 (22)第3章振动流化床部分结构的设计 (23)第3.1节计算基准 (23)第3.2节振动流化床干燥器振动参数确定 (24)第3.3节振动流化床干燥器结构足寸确定 (24)第3.4节气体分布板的选取 (25)结论 (27)参考文献 (28)致谢 (29)引言干燥是将物料去除水分或其他挥发成分的操作,涉及面很广。

流化床干燥器课程设计报告书

流化床干燥器课程设计报告书

×××大学《材料工程基础》课程设计设计题目: 2700kg/h卧式多室流化床干燥器的设计专业:材料科学与工程班级:学号:姓名:日期:指导教师:设计成绩:日期:目录1设计任务书 (1)2 概述 (2)2.1.流态化现象 (2)2.2 流化床干燥器的特性 (3)2.3 流化床干燥器的型式及干燥流程 (4)3 流化床干燥器的设计简介 (5)3.1流化床干燥器的设计步骤 (5)3.2流化床干燥器干燥条件的确定 (5)4 干燥过程的物料衡算和热量衡算简介 (18)4.1 主体设备的工艺设计计算 (8)4.1.1 物料衡算 (8)4.1.2 空气和物料出口温度的确定 (9)4.1.3 干燥器的热量衡算 (9)4.2 干燥器的设计 (10)4.2.1 流化速度的确定 (10)4.2.2 流化床底层面积的计算 (11)4.2.3 干燥器的宽度和长度 (12)4.2.4 干燥器的高度 (12)4.2.5 干燥器的结构设计 (12)4.2.6 干燥流程的确定 (13)5 干燥装置附属设备简介 (14)5.1 风机 (14)5.2 空气加热器 (15)5.3 供料器................................. 错误!未定义书签。

55.4 气固分离器 (17)6 干燥过程的计算 (25)6.1 主体设备的设计计算 (17)6.1.1 物料衡算 (17)6.1.2 空气和物料出口温度的确定 (18)6.1.3 干燥器的热量恒算 (18)6.1.4 预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (19)6.2 干燥器的设计 (19)6.2.1 流化速度的确定 (19)6.2.2 流化床层底面积的计算 (26)6.2.3 干燥器的宽度和长度 (21)6.2.4 干燥器高度 (21)6.2.5 干燥器结构设计 (22)6.3 附属设备的选型.............................. 错误!未定义书签。

课程设计--卧式多室流化床干燥器装置的设计

课程设计--卧式多室流化床干燥器装置的设计

化工原理课程设计说明书设计名称:卧式多室流化床干燥器装置的设计一.设计任务书 --------------------------------------- 2 二.设计内容概述 ------------------------------------- 22.1 设计目的 ----------------------------------------------------- 2 2.2 干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简述 ---------------------- 3三.工艺计算 ----------------------------------------- 43.1 物料和热量衡算 ----------------------------------------------- 4 3.2 流化速度的确定 ----------------------------------------------- 5 3.3 流化床层底面积的计算 ----------------------------------------- 6 3.4 干燥器的长度和宽度 ------------------------------------------- 73.5 干燥器的高度 ------------------------------------------------- 7 3.6 干燥器的结构设计 --------------------------------------------- 8四.附属设备的选型 ----------------------------------- 94.1 送风机和排风机 ----------------------------------------------- 9 4.2 气固分离设备 ------------------------------------------------- 9 4.3供热设备------------------------------------------------------ 9 4.4供料设备------------------------------------------------------ 9五.数据汇总 ---------------------------------------- 10 六.认识与体会 -------------------------------------- 11 七.参考文献 ---------------------------------------- 11卧式多室流化床干燥装置的设计.设计任务书1. 设计题目 试设计一台卧式多室流化床干燥器, 用于干燥颗粒状化肥, 将其含水量从0.04 干燥至 0.004(干基),生产能力(以干燥产品计)干燥装置热损失为有效传热量的 15%。

流化床干燥器课程设计

×××大学《材料工程基础》课程设计设计题目: 2700kg/h卧式多室流化床干燥器的设计专业:材料科学与工程班级:学号:姓名:日期:指导教师:设计成绩:日期:目录1设计任务书 (1)2 概述 (2)2.1.流态化现象 (2)2.2 流化床干燥器的特性 (3)2.3 流化床干燥器的型式及干燥流程 (4)3 流化床干燥器的设计简介 (5)3.1流化床干燥器的设计步骤 (5)3.2流化床干燥器干燥条件的确定 (5)4 干燥过程的物料衡算和热量衡算简介 (18)4.1 主体设备的工艺设计计算 (8)4.1.1 物料衡算 (8)4.1.2 空气和物料出口温度的确定 (9)4.1.3 干燥器的热量衡算 (9)4.2 干燥器的设计 (10)4.2.1 流化速度的确定 (10)4.2.2 流化床底层面积的计算 (11)4.2.3 干燥器的宽度和长度 (12)4.2.4 干燥器的高度 (12)4.2.5 干燥器的结构设计 (12)4.2.6 干燥流程的确定 (13)5 干燥装置附属设备简介 (14)5.1 风机 (14)5.2 空气加热器 (15)5.3 供料器................................................................... 错误!未定义书签。

55.4 气固分离器 (17)6 干燥过程的计算 (25)6.1 主体设备的设计计算 (17)6.1.1 物料衡算 (17)6.1.2 空气和物料出口温度的确定 (18)6.1.3 干燥器的热量恒算 (18)6.1.4 预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (19)6.2 干燥器的设计 (19)6.2.1 流化速度的确定 (19)6.2.2 流化床层底面积的计算 (26)6.2.3 干燥器的宽度和长度 (21)6.2.4 干燥器高度 (21)6.2.5 干燥器结构设计 (22)6.3 附属设备的选型............................................................. 错误!未定义书签。

化工原理课程设计流化床干燥器

2.内部条件控制的干燥过程( 过程2)
在物料表面没有充分的自由水分时, 热量传至湿物料后, 物料就开始升温并在其内部形成温度梯度, 使热量从外部传入内部, 而湿分从物料内部向表面迁移, 这种过程的机理因物料结构特征而异。主要为扩散、 毛细管流和由于干燥过程的收缩而产生的内部压力。在临界湿含量出现至物料干燥到很低的最终湿含量时, 内部湿分迁移成为控制因素, 了解湿分的这种内部迁移是很重要的。一些外部可变量, 如空气用量, 一般回提高表面蒸发速率, 此时则降低了重要性。对内部条件控制的干燥过程, 其强化手段是有限的, 在允许的情况下, 减小物料的尺寸, 以降低湿分的扩散阻力很有效的。
主要参考文献
1、 《化工原理》( 上、 下册) , 姚玉英主编, 天津大学出版社1999.08
2、 《化工原理课程设计》, 大连理工大学编, 大连理工大学出版社1994.07
3、 《化学工艺设计手册》( 第三版) 化学工也出版社
4、 《化工数据导引》王晓安主编, 化学工业出版社 1995.10
5、 《化学工程制图》主编, 化学工业出版社1994.05
整个干燥过程中两个过程相继发生, 并先后控制干燥速率。
(2)干燥原理
1.外部条件控制的干燥过程( 过程1)
在干燥过程中基本的外部变量为温度、 湿度、 空气的流速和方向、 物料的物理形态、 搅动状况, 以及在干燥操作时干燥器的持料方法。外部干燥条件在干燥的初始阶段, 因为物料表面的水分以蒸汽形式经过物料表面的气膜向周围扩散, 这种传质过程伴随传热进行, 故强化传热便可加速干燥。但在某些情况下, 应对干燥速率加以控制, 采用相对湿度较高的空气, 既保持较高的干燥速率又防止出现质量缺陷。
; 平衡含水量 =0。
(2)、 物料静床层高度 =0.1m;

振动流化床ZLG-7.50.75干燥机设计方案 烘干机

振动流化床ZLG-7.5*0.75干燥机设计方案设备简介1、用途及适用范围本系列振动流化床适用于晶体、颗粒物料的干燥、冷却和增湿,广泛用于食品、化工、医药、建材等行业。

2、工作原理136.一611.二988送风机将过滤后的空气输入空气换热器,经过加热的热空气或冷空气,进入主机的下箱体内,然后通过流化床的空气分布板由下向上垂直吹入被干燥的物料,使物料呈沸腾状态。

物料自进料口进入机内,主机在振动电机的激振力作用下产生定向的匀称振动,使物料沿水平抛掷,被干燥的物料在上述的热气流和机器振动的综合作用下,形成流态化状态,这样就使物料与热空气(冷空气)接触时间长,面积大,因而获得高效率的干燥效果或冷却效果。

主机上腔形成的湿气,由引风机抽出,经旋风分离器将湿空气中所含的物料回收,废空气通过引风机排入大气,干燥物料由出料口排出。

3、特点⑴物料受热均匀,热交换充分,干燥强度高,比普通干燥机节能30%左右。

⑵振动源是采用振动电机驱动,运转平稳,维修方便、噪音低、寿命长。

⑶流态化稳,无死角和吹穿现象。

⑷可调性好,适应面宽,料层厚度和在机内移动速度以及振幅变更均可实现无级调节。

⑸对物料表面损伤小,可用于易碎物料的干燥,物料颗粒不规则时亦不影响工作效果。

⑹采用全封闭式的结构,有效的防止了物料与空气的交叉污染;微负压操作,粉尘无外泄,作业环境清洁。

一、工艺条件1.处理量:10.41m³/h/1.47m³/T =7.082T/h2.待处理物料温度:50℃3.物料包装温度:≤35℃4.冷却水温度:15℃二、热量衡算:取物料比热:1.65kj/kg.℃空气比热:1.05kj/kg.℃夏季空气温度:t0=40℃,相对湿度:75%冷却过程空气状态如下:物料降温所释放热量:Q1=7082*1.65*(50-35)=175280kj/h冷空气升温吸收热量:Q2=L*1.05*(35-25)Q2=Q1L=16693kg/h取冷却所需空气量: L=16693kg/h*1.1/1.2kg/m³=15300m³/h 三、设备选型振动流化床冷却机型号:ZLG-7.5×0.75型冷媒:15℃冷却水热源:蒸汽冷却源:过滤后洁净冷空气除尘:脉冲布袋除尘器四、主要技术参数1、流化床面积:5.6㎡2、布袋除尘过滤面积:130㎡4、进风温度:25℃5、蒸汽压力:0.5MPa6、装机总功率:57kw五、系统主要设备配置:(1)供风系统1.1粗效+中效过滤器:过滤粒径(粒径0.3μm)≤20%,主要过滤颗粒大小10~100μm;滤材为无纺布,配碳钢外壳,防腐,1.2鼓风机鼓风机:4-72-6C风量:16000m³/h风压:1700Pa功率:11kw材质:碳钢,防腐,1.3空气换热器(冷却)名称:翅片换热器换热面积:500m²材质:20g管绕铝翅片;1.4凝水器材质:铝合金;带不锈钢集水槽;1.5空气换热器(加热)名称:翅片换热器换热面积:70m²材质:20g管绕铝翅片;1.6进风主管:配套变径管,90°弯管;进风支管配套调风阀,可独立调节各风室风量;材质:碳钢,防腐;(2)冷却系统2.1沸腾干燥流化床干燥机流化床尺寸:7.5*0.75m流化室高度:750m流化床床板:开孔Ф2mm,开孔率4%;主机材质:304不锈钢;2.2除尘系统名称:脉冲布袋除尘器(内置于流化床)过滤面积:130m²滤袋数量:270只镀锌骨架:270套配套脉冲电磁阀,脉冲控制仪安装形式:上拆式2.3连接风管配套变径管,90°弯管,直管若干,材质:碳钢,防腐,(3)引风系统3.1引风机引风机:9-26-9D风量:16000m³/h风压:4600Pa功率:45kw材质:碳钢,防腐,,(5)控制系统:1、实行大功率电机(风机)星/三角自动起动运行;或自耦降压启动运行.2、温度自动控制调节;3、电压、电流、温度LED显示;5、具有超温报警和电机过载保护功能;6、风机与热源安全连锁;7、根据整套干燥设备的工艺逻辑关系,设置各类辅助设备的互锁、联锁以及功能程序的设置与运行,对异常状态进行有效处理。

流化床的设计

流化床设备设计任务书1.设计一台流化床干燥器,用于干燥某湿物料。

将其湿含量从6%干燥至0.5%,生产能力6000Kg/h(以干燥产品计)。

2.被干燥物料颗粒密度1600Kg/m3;堆积密度800;绝干物料比热1.256KJ/Kg℃;颗粒平均直径dm=150μm;临界湿含量为0.03;平衡含水量X=0。

物料静床层高度为0.15m,干燥器热损失为有效传热量的18%;干燥介质为空气,进入干燥器温度为120℃,物料进入干燥器温度为30℃。

热源为400KPa的饱和蒸汽压。

解:我们选定单层圆筒形流化床干燥器单层圆筒形流化床干燥器连续操作的单层流化床干燥器可用于初步干燥大量的物料,特别适用于表面水分的干燥。

然而,为了获得均匀的干燥产品,则需延长物料在床层内的停留时间,与此相应的是提高床层高度从而造成较大的压强降。

在内部迁移控制干燥阶段,从流化床排出的气体温度较高,干燥产品带出的显热也较大,故干燥器的热效率很低。

根据我们此次设计的主要任务:药物颗粒的湿含量从0.06降至0.005,可以看出药物颗粒的初始湿含量较低,其中存在的水应该是结合水,流化床干燥器最大优点是干燥结合水,故选择流化床干燥器。

在流化床干燥器中我们选择设备结构简单,耗材量少的单层圆筒流化床干燥器。

设计方案:一.操作条件的确定由资料查得,宁波地区的空气平均湿度ψ=80.3%,平均温度t 0=16.9℃其他已知参数为:X 1=0638.006.0106.0=- X 2=005025.0005.01005.0=- X C =0.05 X *≈0G 2=6000kg/h C s =1.256kJ/kg ℃ t 1=120℃ θ1=30℃(一)物料衡算对连续操作的干燥装置,其物料衡算式为:W =G c (X 1-X 2)=L(H 2-H 1) 每蒸发1kg 水分所消耗的绝干空气量可表示为:l==W L121H H - 绝干物料量Gc =G 2(1-W 2)==6000(1-0.005)=5970kg/h水分蒸发量:W=G C (X 1-X 2)=5970*(0.0638-0.005)=351.036kg/h 16.9℃空气的饱和蒸汽压kpa t p w S 934.1)84.2339.1611.39915916.18ex p(152)84.23311.39915916.18ex p(152=+-=+-=空气进口湿含量:009681747.0349.1803.0325.101349.1803.0622.0622.001=-⨯⨯⨯=-==ssp P p H H ϕϕ(二)空气和物料出口温度的确定空气出口温度应比出口湿球温度高20—50℃在这里取26℃ 由t 1=120℃及H 1=0.009681747,可查图(《化工原理》下册图5-3)得:t as =39℃对空气—水系统t w1≈t as ,近似取出口湿球温度约等于进口湿球温度为39℃.所以空气出口温度t 2=65℃因C X X <2,而03.0=Xc 故式)()(22222222222222)()()))(()(w S C w t t C X X r w S C w C w S w w t t C X X r X X X X t t C X X r t t t --*****--------=--θ又因2230285.227.2491w w t r -==2491.27-2.30285*39=2401.46kJ/kg 故)())(()(93-651.256-0.032401.460.030.00539-651.256-0.0052401.4639-65-65-3965256.10.032401.462⨯⨯=⨯⨯θ得到=2θ57.49℃(三)热量衡算如图所示,干燥器中不补充能量,故=d Q 0干燥器中的热量衡算可表达为:l l m w p Q Q Q Q Q Q '+++==其中)(120θw v W c t c r W Q -+==351.036(2491.27+1.884×65-4.187×30)/3600=242.62kW,))(187.4()(122122θθθθ-+=-=X c G c G Q s c m C m=5970(1.256+4.187×0.005025)(57.49-30)/3600=58.22kW)(020t t Lc Q H l -='=L(1.005+1.884*0.009681747)(65-30)/3600=0.009948LkW)(010t t Lc Q H P -==L(1.005+1.884*0.009681747)(120-30)/3600=0.02558LkW 因为干燥器的热损失为有消耗热量的18%, 有)%(18m w l Q Q Q +==54.15Kw 将上面格式带入物料守恒式为0.02558L =242.62+58.22+0.009948L +54.15 解得 L=22709.2kg 绝干气体/h 由W=L(H 2-H 1)得空气出口湿含量H 2=W/L+H 1=351.036/22709.2+0.009681747=0.02514 Q P =0.02558L =580.9Kw干燥器的效率 d p wh Q Q Q +=η=242.62/580.9=41.766%由于饱和蒸汽的压力为400kPa,由水蒸汽表查得该气压下冷凝潜热r=2133kJ/kg 则蒸汽耗量:D=580.9/r*3600=580.9/2133*3600=980.42kg/h(四)操作速度的确定1.临界流化速度u mf120℃下空气的有关参数为密度ρ=0.8983/kg m ,粘度s Pa ⋅⨯=-51029.2μ,导热系数223.210/W m λ-=⨯⋅℃由《化工原理》经验公式g dev p mf mf A mf)()1(*150)(u 32ρρεεμφ--=物料的临界流化空隙率按4.0=mf ε且有经验式11113A 2≈-mfmfεεφ 代入得u mf =0.00032×(2000-0.898)×9.81/(150×2.29×10-5×11) =0.0467m/s 2沉降速度u t3.03.056.0t )1029.2898.0*0003.0(0.8989.81*0.898)-00.0003(2000.27Re )(0.27u tpp p u gd -⨯=-⨯=ρρρ解此方程得u t =1.697m/s 验证:Re p =96.191029.2898.0697.10003.05=⨯⨯⨯=-μρt p u d 满足 2<Re<500 3.操作流化速度u 由u=(0.4-0.8)u t取u=0.6u t =0.6*1.697=1.018m二.干燥器主体设计1.流化床截面积的计算气体温度为65℃及湿含量为H 2状态下的比容 V H2=(0.002835+0.004557H 2)(t 2+273) =(0.002835+0.004557*0.02721)*(65+273) =1.0001m 3/kg由公式20H220.6018.136002.227090001.13600L V A m v =⨯⨯==2.物料在流化床中的平均停留时间min 124.0600020.60080.15G A 20=⨯⨯==b z ρτ 3.设备高度(1)浓相段高度Z 1253323)1029.2(81.9898.0)898.06001()103.0()(--⨯⨯⨯-⨯⨯=-=μρρρgd Ar s=725.2998.111029.2898.0018.10003.0R 5=⨯⨯⨯==-μρdu e由公式得沸腾床空隙率ε由 得m z z 476.0811.014.0115.011001=--⨯=--⨯=εε (2)分离段高度Z 2m 81.2/46.2/4A D ===ππ 取实际床层直径为φ2180mm 由《干燥设备》书中图4-14得 Z 2/D=1.18 得Z 2=3.31m0.811725.2911.980.3611.9818Re 36Re 180.21221.02=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯=⎥⎦⎤⎢⎣⎡+=『Ar εεε--==11001z z R(3)扩大段高度Z 3要进一步减少粉尘带出,可在分离高度以上增加扩大段,降低气流速度,以利颗粒沉降.根据经验取Z 3=1m4.干燥器的结构计算(1)分布板分布板上的压力损失=0.15×(1-0.4)(1600-0.898)9.81=1411.8Pa 取床层压降为分布板压降的15%由公式取分布板阻力系数为2 筛孔气速u or :s m P u dor /36.15898.0277.21122=⨯⨯=∆=ζρ分布板的开孔率ψ则空气进入干燥器的体积流量为V 为: V=L(0.002835+0.004557H 0)(t+273)=22709.2(0.002835+0.004557*0.009681747)(120+273)/3600 =7.1376m 3/h选取筛孔直径d 0=200um(因为颗粒平均直径150um),则总筛孔数为:()()gz P s b ρρε--=∆001aP P b d 211.77P 0.15=∆=∆22or duP ςρ=∆%63.6%10036.15/018.1=⨯==or u ϕ1479896536.510.000241376.7422=⋅⋅⨯==ππoror u d Vn分布板上筛孔按等边三角形分布则 孔心距为(2)溢流堰为了保证流化床层内物料厚度的均匀性,物料出口通常采用溢流方式。

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