压力式喷雾干燥塔设计计算书

目录

一．设计题目----------------------------------------------2二．设计任务及条件-------------------------------------2三．工艺设计计算

1．物料衡算----------------------------------------------3 2．热量衡算----------------------------------------------3 3．雾滴干燥所需时间 计算--------------------------3 4．压力式喷嘴主要尺寸的确定----------------------5 5．干燥塔主要尺寸的确定----------------------------6 6．主要附属设备的设计或选型---------------------11四．设计结果汇总表------------------------------------13五．参考文献---------------------------------------------13

“压力式喷雾干燥塔设计”任务书

（一）设计题目

压力式喷雾干燥器设计。

（二）设计任务及设计条件

1、干粉生产能力：（湿基）见下表。

2、设备型式：压力式喷雾干燥器，干燥物质为陶瓷原料料浆，干燥介质为空气，热源为发生炉煤气。

3、设计条件：

（1）料浆含水量 w 1＝40wt ％（湿基） （2）干粉含水量 w 2＝6wt ％（湿基） （3）料浆密度 ρl ＝1200kg/m 3 （4）干粉密度 ρp ＝900kg/m 3 （5）热风入塔温度 t 1＝450℃ （6）热风出塔温度 t 2＝70℃ （7）料浆入塔温度 t m1＝20℃ （8）干粉出塔温度 t m2＝50℃ （9）干粉平均粒径 d p ＝60μm （10）干粉比热容 c m ＝(kg ·℃) （11）料浆雾化压力 2MPa （表压）

（12）取冬季的空气参数 温度t a ＝2℃，相对湿度φa ＝70％

（13）进料量 1100kg/h(干基) (三）工艺设计计算 1.物料衡算

（1）料液处理量G 1

212

11001006

11001723.3kg/h 10010040

G G ωω--==⨯=--

（2）水分蒸发量W

121723.31100623.31kg/h W G G =-=-= 2.热量衡算

（1）使物料升温所需热量：

22()1100 1.04(5020)

55.1kJ/kgH 623.3

m m m m G c t t q o W 21-⨯⨯-=

==

(2) 根据经验，取热损失12=210kJ/kgH q o （3）干燥塔出口空气的湿含量 1

m

2+q

=210+55.1=265.1kJ/kgH q q o =∑

21

121

4.1862026

5.1181.4w m I I c t q H H -=-=⨯-=--∑

据气象条件（年平均气温2℃，年平均相对湿度ϕ=70%），查空气H-I 图，得

10.003kg /kg o H H ==干空气,1464.5/I kJ kg =干空气，任取H 2'=H e =,代入上式得

I 2'=I e = 查I-H 图得H 2=0.141kg 水/kg 干空气 I 2=kg (4) 于是干空气消耗量

21623.3

4516.7/0.1410.003

W L kg h H H =

==--干空气

3.雾滴干燥所需时间τ计算 （1）汽化潜热γ的确定

由I-H 图查得空气入塔的湿球温度65w as t t ==℃，查手册得该温度下水的汽化潜热γ=2346kJ/kg 。 （2）导热系数λ的确定 平均气膜温度为

()5.6770652

1

=+•℃，在该温度下空气的热导热率52.94410/()KW m λ-=⨯⋅℃。

（3）初始滴径l d 的计算

1112221

1

3310

1240

0.67/11004060.06/11006

190010.676063.41120010.06p p p X kg kg X kg kg X d d m

X ωωωωρμρ===--===--⎛⎫++⎛⎫=⋅=⋅⨯= ⎪ ⎪++⎝⎭⎝⎭

水干物料水干物料

（4）雾滴的临界直径

60pc p d d m μ==

（5）液滴的临界湿含量c X 的计算

3

1101311116010000.4110.463.412000.45/p w c p d X d kg kg ρωωρ⎧⎫⎡⎤⎛⎫⎪⎪⎢⎥=-- ⎪⎨⎬ ⎪-⎢⎥

⎪⎪⎝⎭⎣⎦⎩⎭⎧⎫⎡⎤⎪⎪

⎛⎫=--⎢⎥⎨⎬ ⎪-⎝⎭⎢⎥⎪⎪⎣⎦⎭⎩

=水干物料

（6）空气的临界湿含量c H 的确定

()()

()()

111111723.310.40.670.450.0034516.7

0.050

c c G X X H H L

ω--=+--=+=

（7）空气的临界温度c t 的确定 由c H =和P =2M Pa ，查得c t =℃

（8）传热温差1m t ∆、2m t ∆的计算

()()()()11111222

22

266.93ln 64.91ln m c w m m c w

c w m m c w

m t t t t t C

t t t t t t t t t C

t t t t ---∆=

=-----∆==--o o

⑨雾滴干燥所需时间τ的计算

222021

2

221221233

3()()

823461200(63.460)1023469006010(0.450.06)8 2.94410266.9312 2.9441064.911.48100.533l p pc p pc c m m d d d X X t t h s

γργρ-------τ=

+

λ∆12λ∆⨯-⨯⨯⨯⨯⨯-=+⨯⨯⨯⨯⨯⨯=⨯= 4.压力式喷嘴主要尺寸的确定

(1)为了使塔径不至于过大，根据经验取喷嘴角48β=︒，根据《喷雾干燥实用技