气流干燥器的设计

气流干燥器的设计 Final approval draft on November 22, 2020

附图1: 干燥装置流程示意图 (16)

产品 [J].甘肃科技, 2000, (5) . 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（54

[4] 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（9 [6] 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, 2009,37(6): 173-174.

[10] 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,(04). [11] 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, (5): 71

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1000～2000 Pa。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。

三、工艺条件

1.原料：玉米淀粉

=25%（质量分数）

2.物料含水量w

1

= 14%（质量分数）

3.产品含水量w

2

4.产品平均粒径

d：㎜

p

5.新鲜空气温度t : 15℃

6.空气干燥温度1t:90℃

X：

7.新鲜空气湿度

1

t:25℃

7.物料进口温度

1

m

8.干燥生产能力G

: 15000t/y(产品)

1

M：

9.淀粉临界湿含量

c

C：(kg·℃)

10.淀粉比热容

m

四、工艺数据计算

1. 物料衡算：

1M =11w 1w -= kg 水/kg 绝干料

2M =2

2w 1w -= kg 水/kg 绝干料

气流干燥管内的物料衡算式：G （1M -2M ）=L （2X -1X ） 绝干物料量: G=

24300M2G 1⨯ = 24

3000.163

15000⨯⨯ =h=400㎏/h (按一年300天，每天24小时

生产计算)

a. 干燥蒸发水分：W= G （1M -2M ）=400×（）=68kg/h

b. 干空气流量：L=

12X X G -=0073

.068

2-X ………………………………………①

2. 热量衡算:

干燥管内热量衡算式:L 1I + G (m C +W C 1M )1m t =L 2I +G (m C +W C 2M )2m t 选定空气出口温度2t =50℃,假设物料的出口温度2m t =35℃ 对于空气-水系统,运用下式:I=+t+2490X 所以进口空气的焓值:

1I =+××90+2490×=110kJ/kg

出口空气的焓值:

2I =+2X ×50+24902X =+25842X 将1I 2I 代入热量衡算式中:

110L+400×+××25=L+25842X )+400×+××35 整理得L=

2

25845.591752

X -

联立物料衡算中的①式可求得: 2X = L=4331kg/h 2I =110kJ/kg

3. 检验假设的物料出口温度2m t ,按下式进行校核

2t -2m t =(2t

-w t )

)

()

)((2)

(2

222w m w c t t C r M C

w m w t t C r M M M t t C M r w m w C -----

其中: c M --物料临界湿含量 % m C --物料比热容 kJ/kg

t w --出口空气处湿度温度 ℃ r W --湿球温度t w 下水的气化潜热 kJ/kg 由工艺条件得: 2t =50 ℃ m C =(kg ·℃) 1M = 2M = c M = 查表得:t w =30℃ r W = kJ/kg

代入上式求得2m t =34℃,与假设温度35℃基本相同,假设正确.

4. 气流干燥器直径的计算

a.最大颗粒沉降速度m ax u :

m ax d 取3p d =3×≈ 干燥管内空气的平均物性温度为

2

50

90+=70℃ ,查干空气性质表得:该空气下的粘度μ=×310-Pa ·s ,ρ= kg/3m ，另外淀粉p ρ=1500 kg/3m 所以m ax r A =

2

3

max )(μ

ρρρg d p -=

2

333)

100206.0(81

.9)029.11500(029.1)1045.0(--⨯⨯-⨯⨯⨯=3248

因为r A 属于 ～5

10⨯范围内,由经验式 e R +7

.1e R =

2

r

A 把m ax r A =3248代入,用试差法求得e R =55

所以m ax u =ρμp e d R =029

.110154.0100206.05533

⨯⨯⨯⨯--= m/s

b.气流干燥管内的平均操作气速a u :

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a u =2m ax u =2×= m/s,圆整后取气流干燥管内的平均操作气速a u =15 m/s c.干燥管内直径D: