化工原理干燥器课程设计

化工原理干燥器课程设计 Last updated on the afternoon of January 3, 2021

目录

1 概述 (3)

干燥技术现状及进展 (3)

1.1.1干燥技术的概况 (3)

1.1.2干燥技术现状 (3)

气流干燥器的简介 (4)

1.2.1气流干燥器的简介 (4)

1.2.2脉冲式气流干燥器的简介 (5)

2.设计任务及要求 (5)

设计题目 (5)

设计任务及操作条件 (5)

设计内容 (5)

3.干燥器主体工艺尺寸计算计算 (6)

基本参数的确定 (6)

物料衡算和能量衡算 (6)

3.2.1物料衡算和热量衡算 (6)

3.2.2气流干燥管直径的计算 (7)

3.2.3气流干燥管长度的计算 (8)

4.辅助设备的选型及核算 (17)

鼓风机 (18)

加热器 (18)

进料器 (18)

分离器 (19)

除尘器 (19)

5.设计结果汇总 (19)

6 结论 (19)

参考文献 (19)

致谢………………………………………………………………………………

附图

一. 概述:

干燥技术现状及进展

人们通常把采用热物理方式将热量传给含水的物料并将此热量作为潜热而是水分蒸发、分离操作的过程称为干燥。其特征是采用加热、降温、减压或其他能量传递的方式使物料中的水分挥发,冷凝、升华等相变过程与物料分离以达到去湿的目的。

干燥技术的应用,在我国具有十分悠久的历史,文明于世界的造纸技术,就显示了干燥技术的应用,现代干燥技术在国民生产中应用的程度与一个国家的综合国力和国民生活质量的水平密切相关,从某种意义上来说,它标志着这个国家国民经济和社会文明的发达程度。

1.1.1干燥技术的概况

干燥技术的目的是除去某些原料、半成品中的水分或溶剂,就化学工业而言目的哦在于,使物料便于包装、运输、加工和使用,具体为

(1)悬浮液和滤饼状的化工原料和产品,可经干燥成为固体,便于包装和运输。

(2)不少的化工原料和产品,由于水分的存在,有利于微生物的繁殖,易霉烂、虫蛀或变质,这类物料经过干燥便于贮藏,例如生物化学制品、抗生素及食品等,若含水量超过规定标准,易于变质影响使用期限,需要经干燥后才有利于贮藏。

(3)为了使用方便。例如食盐、尿素和硫胺等,当其干燥至含水率为左右时,物料不易结块,使用比较方便。

(4)便于加工。一些化工原料,由于加工工艺要求,需要粉碎到一定的粒度范围和含水率,以利于在加工和使用。

(5)为了提高产品的质量。某些化工原料和产品,其质量的高低和含水量有关,物料经过干燥处理,水分除去后,有效成分相应增加,提高了产品质量。

1.1.2干燥技术现状

干燥技术有很宽的服务领域,面对众多的产业,理化性质各不相同的物料,产品质量及其他方面千差万别的要求,干燥技术是一门跨学科、跨行业、具有实验性科学性的技术。

干燥时比较古老。通用和必不可少的化工单元操作。据报道,到目前为止已有400多种形式的干燥器,其中,有100多种形式应用较多。由于高的汽化潜热和以热空气为干燥介质(最通用)导致了固有的热效率低,使干燥成为可与蒸馏相比的高能耗单元操作。一般工业发达的国家(美国、英国等)干燥能耗占全国总能耗的10%-15%。同时它又是一个缺乏能够精确指导实践的科学理论和设计方法。在实际中,依靠经验和小规模实验的数据来指导设计、制造、生产还是主要的方法。因此,往往导致其结局是装置效果不佳、甚至于报废。因此,在建设工业装置时,尤其是在设备安装之前,一定要进行充分的、有说服力的实验,以试验作为工业装置建设的依据。这就是干燥技术应用的显着特点。

1.1.3 干燥技术的进展

传统的干燥器主要有厢式干燥器、隧道干燥器、转筒干燥器、转鼓干燥器、带式干燥器、盘式干燥器、桨叶式干燥器、流化床干燥器、喷动床干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、真空冷冻干燥器、太阳能干燥器、微波和高频干燥器、红外热辐射干燥器等。此外,在各个行业,例如谷物、水果和蔬菜、石油化工、燃料和颜料、食品、乳制品、中药材等行业也由适合自身特点的专用干燥技术和和干燥器。这些传统干燥技术发展历史较长、成熟可靠,在世界各国已经得到广泛的应用。

气流干燥器

1.2.1 气流干燥器的简介

气流干燥机热空气进入干燥器后快速冲击物料并在瞬间与物料充分混合使物料流态化与空气的接触面积最大化从而迅速蒸发水份,气固两相经过除尘分离后得到产品。是在直管气流干燥器的基础上增加了较粗的缓冲管目的是增加气固两相的相对运动过程从而提高干燥速率。适用于粘性不大或无粘性的滤饼装物料的干燥,一般干燥之前需经过机械脱水。气流干燥机的干燥时间较短一般为1-4秒,产品在温度还未升高之前已经离开了干燥器,所以适合热敏性物料干燥。

干燥的水份形式以表面水为主,对含内部较多的物料比较难达到工艺要求。该机可根据工艺要求设计成鼓风系统、引风系统、鼓引风系统,鼓风机可兼作分散器。鼓引风机系统中风机可采用变频器无级变速,实现系统“0压力”精确的控制在进料处或旋风分离器的易漏风处。对于易燃易爆物料普通焊接管道容易积料导致温度过高,本厂拥有独特的加工工艺使道内壁、法兰连接处等物料经过处绝对光滑保证物料不在器内停留。

干燥强度大、设备投资省:气流干燥设备的处理量是最大的,蒸发水份能力从50kg/h-1500kg/h,而设备容积小,投资省,是其他干燥设备比不上的。

自动化程度高、质量好:气流干燥物料全在管道中进行,干燥时间极短(只有-2秒)因此可实现自动化,产品不与外界接触,污染小,质量好。

气流干燥机干燥强度大气流干燥由于气流速度高,粒子在气相中分散良好,可以把粒子全部表面积作为干燥的有效面积,因此,干燥有效面积大大增加。同时,由于干燥时的分散和搅动作用,使气化表面不断更新,因此,干燥的传热、传质过程强度较大。干燥时间短气固两相的接触时间极短,干燥时间一般在~2秒,最长为5秒。

物料的热变性一般是温度和时间的函数,因此,对于热敏性或低熔点物料不会造成过热或分解而影响其质量。

气流干燥机热效率高气流干燥采用气固相并流操作,而且,在表面气化阶段,物料始终处于与其接解的气体的湿球温度,一般不超过60~65℃,在干燥末期物料温度上升的阶段,气体已大降低,产品温度不会超过70~90℃。因此,可以使用高温气体。一根直径为长为10~15m的气流干燥管,每小时可处理25吨煤或15吨硫铵。气流干燥器设备简单,占地小,投资省。与回转干燥器相比,占地面积减小60%,投资约省80%。同时,可以把干燥、粉碎、筛分、输送等单元过程联合操作,不但流程简化,而且操作易于自动控制。应用范围广气流干燥可使用于各种粉粒状物料。

在加热方式选择上,有较大的适应性,用户可以根据所在地区的条件选用蒸汽、电、热风炉加热、同时又可根据物料耐热温度(或热风温度)选择:≤150℃时,可选用蒸汽加热;≤200℃时,电加热(或蒸汽加热,电补偿或导热油加热);≤300℃时,燃煤热风炉;≤600℃时,燃油热风炉。

1.2.2 脉冲式气流干燥器的简介

脉冲式气流干燥器的特征是气流干燥管的管径交替缩小和扩大,采用脉冲式干燥管可以充分发挥甲酸段具有高的传热传质的作用,以强化干燥过程。加入的物料粒子首先进入管径小的干燥管内,粒子的得到加速,当其加速运动终了时,干燥管管径突然扩大,粒子依惯性进入管径大的干燥管。粒子在运动过程中,由于受到阻力而不断

减速,直至减速终了时,干燥管又突然缩小,这样粒子又被加速,如此重复交替地使管径缩小和扩大,则粒子的运动速度也交替地加速和减速,空气和例子间的相对速度和传热面积均较大,从而强化了传热传质的速率,同时,在管径内气流速下降也相应增加了干燥时间。

二.设计任务及要求

设计题目

脉冲式气流干燥器的设计

设计任务及操作条件

生产能力(按进料量计):2000Kg/h

物料形态:散粒状;圆球状

物料颗粒直径:平均粒径m d p μ200=,最大粒径m d p μ500max =

物料含水量(干基):%251=x ;%5.02=x ;临界含水量%20=x

物料进口温度:℃20=m t

物料参数:干料的比热容℃•=Kg KJ C /26.1s ;密度3/2000m Kg s =ρ

干燥介质:空气稀释重油燃烧气(其性质与空气相同)

空气性质:进口温度4001=t ℃;初始湿度Kg Kg H /025.01=绝干料

操作压强:常压

设计内容

设计方案的确定及流程说明

工艺计算

干燥器主体工艺尺寸计算

辅助设备选型及核算

设计结果汇总

工艺流程图及脉冲式气流干燥器装置图

设计评述

工艺流程图:首先是气体经过鼓风机经过加热器,通过加热后温度达到很高,然后就进入到了干燥器主体,也就是干燥管,与此同时,在加热空气的进口的上方,通过螺旋进料机将物料送入到干燥管中,高速的气体将物料吹上去,并在此同时将其干燥,干燥过后的气体和物料经过物料分离器和除尘器分开。现将大概流程图表示如下。

三.干燥器主体工艺尺寸计算

已知的基本参数

① 物料的基本参数 生产能力0G =2000kg/h ,物料的粒子平均直径d=200m μ,物料的

粒子最大直径m d μ500max =;物料的密度3/2000m kg m =ρ;物料要求从%251=x (干基);干燥至%5.02=x (干基);物料进口温度201=m t ℃;干物料比热)/(26.1K Kg KJ C s •=;物料的临界含水量%2=c x (干基)。

② 空气的基本参数 进气流干燥管的空气温度4001=t ℃,进气流干燥管的湿度

Kg Kg H /025.01=绝干物料。

物料衡算和热量衡算

(1)物料衡算和热量衡算

物料衡算 气流干燥管内的物料横算式为

绝干物料量 h kJ x G G c /160025

.012000111=+=+= 干燥出去水分 h kJ x x G W c /392)005.025.0(1600)(21=-⨯=-=

代入上式 )025.0(3922-=H L

热量衡算 气流干燥管内热量衡算式为

选定空气的出口温度952=t ℃,假设物料的进口出口温度802=m t ℃。

对于水-空气系统,运用下式 H t t I )249088.1(01.1++=

其中,(KJ ·K)为干空气的比热容,(kg ·K)为水蒸汽比热容,2490kJ/kg 为水的汽化潜热。

进口空气的焓值为kg kJ I /485025.0)249040088.1(40001.11=⨯+⨯+⨯=

出口空气的焓值为22)24909588.1(9501.1H I +⨯+⨯==2266996H +

将21I I 、值代入热量衡算式

将热量和物料衡算式联立求解得

① 校核假设的物料进口温度2m t 按下式进行校核

查的61=w t ℃,kg kJ w /2355=γ,%2=c x ,代入上式得

812=m t ℃

与假设的基本一致,可以不必再试算。

(2)气流干燥管直径的计算

①加速段气流干燥管直径的计算 取进口空气速度s m g /301=υ,空气进气流干燥管温度4001=t ℃,空气进气流干燥管的含水率

kg m x g /98.1,025.0312==υ查得空气比容,代入下式

②等速段气流干燥管的直径的计算 空气在气流干燥管出口处的参数为252323222/1010.2,

/963.0/28.1,/1324.095m s kg m kg kg m kg kg H t g g g •⨯=====-μγυ,查得℃,

此时,最大粒径500m μ的沉降速度选用Allen 公式计算,得

空气出口速度,取作比最大粒子的沉降速度大3m/s ,则

(3)气流干燥管长度的计算

南京化工学院计算法 本例气流干燥管采用变直径,在例子加速运动段气流干燥管直径采用

a. 粒子加速段中(预热带)气流干燥管长度的计算

ⅰ.物料热量衡算 已知物料的进口温度℃℃,用试差法求得61201==w m t t ,故预热物料所需热量()()

h kJ t t c x c G Q m w w m c /151306111=-+=

ⅱ.预热带空气出口温度的计算 根据空气在预热带放出热量1Q ,计算预热带终了时的空气温度a t ()a t -⨯⨯=400056.136********

解得 ℃360=a t 预热带空气的平均温度℃3802

360400=+=av t 。在此温度下,()。℃定性温度为。,,时,查出空气的⎪⎭⎫ ⎝⎛=+•⨯=+=•⨯====--5.220261380/1037.3/522.096.1025.011024.3/96.1025.023531K m W m kg s Pa kg m H H ga ga ga ga av λρμνⅲ.预热带粒子运动速度的运算 传热量计算可用下式

在预热带内空气的平均速度为s m D

L ga /69.294

36002

=⨯

=

υπ

υ

当6.9569.2922.3Re Re 000=⨯==为时,

m υ 代入热量计算式()⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯+-⨯⨯=44.144.106

.006.056.951Re 1144104Re 6.956.011037.936163a a 用试算法求的74Re =a 与

()s m ma ma a /13.769.2928.3749.76Re =-⨯==υυ,相应的粒子速度为

ⅳ.预热带气流干燥管长度的计算 由于预热带a Re 在1-500之间,所以计算其气流干燥管长度应用下式

b.加速段中表面蒸发带气流干燥管长度的计算 以物料含水率的变化作分段计算,直到加速段结束为止。 ⅰ.物料含水率由区间

当物料干燥至含水率为时,空气的温度b t 解得 ℃308=b t 本段内的各项物理参数 平均温度3342

308

3602=+=+=

b a bv t t t ℃ 当308=b t ℃时,空气含水率 平均含水率 kg kg H H x b bv /036.02

047.0025.021=+=+=

空气在()K m W m kg s Pa kg m kg kg H t gb gb gb gb bv bv •==+=

•⨯====-/0337.0/572.081

.1036

.011008.3/81.1/036.0334353λρμν,,时,查得其物理参数:

℃、 定性温度为

℃5.1972

61

334=+。

加速段中,粒子由时,粒子速度的计算干燥至%20%25b 1==ωω 本段内粒子速度,由b Re 得表示式计算

()()

()()m

L L s m Q mb b b b b 145.0]2.751561

572.010********.31312.7515612004.27131)562.75(572.010251008.32.75156

154.27[1008.332000102420.025.0/3.124.2771.35656Re 56

Re 2.751Re 1144131Re 2.756.0110537.1478302.7513.74.2771.3Re 4

6225

.05

.04

55.05.052

421mb 44.144.106

.006.06

0=⎪⎭

⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-⨯===⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+-⨯==-⨯=------相同

计算与计算区间气流干燥管长度的物料含水率由,相应的粒子速度为:与得计算公式得

量将上述各数据代入到热υυⅱ.物

料含水率由区间

①.

热平衡求物料干燥至湿含量时之温度t

②.()()()℃))定性温度(湿气湿气干空气湿气下各项物理性质为

℃、气体在干空气

水汽平均湿度热空气之湿度℃平均温度该段内各项物理常数:

1712/61281(0276.0,81.9/1082.2/608.074.1/)0584.01(/74.10584.0281/0584.02/0693.00474.00693

.03650

15.020.016000474.02812/254308533=+=⨯==+=====+==-⨯+

==+=-g g g H ave ave ave

ave m kg kg m H t kg kg H H t λμρυ

③.该段内给热量及Re ’的计算:

②.

()

()

()

()

()

m

L

L

s

m

Q

m

b

b

b

b

506

.0

]

6.

60

1

35

1

608

.0

10

2

100

10

82

.2

160

6.

60

1

35

1

200

35

.

26

160

35

6.

60

608

.0

10

2

5

10

82

.2

6.

60

1

35

1

5

35

.

26

[

10

82

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3

2000

10

2

4

15

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20

.0

/

2.

18

35

.

26

31

.4

35

35

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35

Re

6.

60

1

Re

1

144

160

Re

6.

60

6.0

1

10

37

.7

51640

6.

60

3.

12

35

.

26

31

.4

Re

4

5

2

2

5.0

5.0

4

5

5.0

5.0

5

2

4

3

1

m

44

.1

44

.1

06

.0

06

.0

5

=

-

-

-

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-

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-

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-

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=

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-

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-

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-

-

-

-

相同

计算与计算

区间气流干燥管长度的

物料含水率由

相应的粒子速度为:

计算公式得

将上述各数据代入到热

υ

υ

ⅲ.物料含水率在区间

③.热平衡求物料干燥至湿含量时之温度t

②.

()

()

()

℃)

定性温度(

湿气

湿气

干空气

湿气

下各项物理性质为

℃、

气体在

干空气

水汽

平均湿度

热空气之湿度

平均温度

该段内各项物理常数:

875

.

144

2/

61

75

.

228

(

0264

.0

,

81

.9/

10

6.2

/

681

.0

587

.1/)

0809

.0

1(

/

587

.1

0809

.0

75

.

228

/

0809

.0

2/

092

.0

0698

.0

092

.0

3650

10

.0

15

.0

1600

0698

.0

75

.

228

2/

5.

203

254

5

3 3

=

+

=

=

=

+

=

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=

=

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-

+

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+

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-

g

g

g

H

ave

ave

ave

ave

m

kg

kg

m

H

t

kg

kg

H

H

t

λ

μ

ρ

υ

③.该段内给热量及Re’的计算:

()()

()(

)

()

m

L L s m Q m b b b b 783.1]6.301141681.010*******.21606.30114

120004.248.210146

.30681

.01025106.26.301

14

1504.24[106.232000102410.015.0/4.2104.2424.51414Re 14

Re 6.301Re 11448.210Re 6.306.011001.6501366.302.1804.2424.5Re 4

5225

.05

.04

55.05

.052

441m 44.144.106.006.05

0=⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯⨯-⎪⎭⎫ ⎝⎛-⨯⨯+-⨯⨯⨯⨯⨯-⎪⎭⎫

⎝⎛-⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=-=-⨯===⎥⎥⎦

⎤⎢⎢⎣

⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+

-⨯==-⨯=------相同计算与计算区间气流干燥管长度的物料含水率由,相应的粒子速度为:与得计算公式得

量将上述各数据代入到热υυ粒子和

空气相对速度的计算

r t υυ与相差不大,粒子加速基本结束,故可以认为物料含水率为以后粒子进入等速段

4321L L L L L +++=燥管长度为因此,加速段的气流干

c.等速段中表面蒸发带气流干燥管长度的计算 在例子等速运动段,气流干燥管直 径采用扩大,物料含水率为(物料临界含水率)是表面蒸发带。下面 分段计算。

ⅰ.物料含水率由区间

ⅱ.表面蒸发带,物料湿含量自区间(是物料临界湿含量) 求干燥至湿含量时气体的温度t

d.粒子等速段中,降速干燥带物料含水率由区间气流干燥管长度计算方法同上。

()()

()()m L L t h Q h

m kcal a h m kacl a D d G A a me m c 38.14.852.028********.8561

119614.181ln

61119)614.181(/kcal 668481194.1812935.03650/284432.6450/450102/95.954.020243.032

.648.5505.0414.336002*********.002.011600643600166663245.02

4

2=⇒⨯⨯⨯==-----=

∆=-⨯=••=⨯=••=⨯⨯+==⎪⎭

⎫ ⎝⎛⨯⨯⨯⨯⨯⎪

⎝⎛++⨯⨯=⎪⎭

⎝⎛⨯+=

--所以℃

传热平均温差干燥所需热量℃℃υπρω

四.辅助设备的选型及核算

鼓风机:在干燥的装置中所选用的风机一般都采用离心式风机。

目前,国内尚无干燥器专用风机,一般选用4-72型离心式风机,该系列风机是为一般厂房及大型建筑物室内通风换气用的。干燥器选用4-72风机,流量偏大,压力偏低,为保证压力就要选用大一号的风机,其结果,使风机的流量更加偏大,装机容量增加,耗能加大,因此厂家设计生产了干燥设备通用送风专用GG系列离心式风机。

干燥设备送风专用GG系列离心式风机用于输送洁净的、无腐蚀性和无黏性的空

m,气体温度不超过80℃。

气。空气所含尘土及硬粒物不大于150mg/3

该系列风机为单吸入式,共有五个机号:、5C、、8C、10C。风机的出口位置以机壳的出风口角度表示,左右制成0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°共7种角度。

经过计算,当我们假设风速为30m/s,那么计算得其流量大约为1800左右,因此我们选择 Y132S1-2型号的风机,其性能参数如下所示

机号,传动方式C,转速2390r/min,电动机型号Y132S1-2,功率,V带型号B,V带根数2,V带内周长2240min,主轴带轮160×38×B2,电动机带轮132×38×B2,电动机导轨ST0201×02,

其工作点如下

加热器

根据前面所选的所需热量选择对于空气加热的加热器,经过计算,其空气所需热量大约为h KJ /109.85⨯因此我们选择的是型号为RLY-YL3型燃煤热风炉,其技术参数如下所示

进料器

首先我们选择的是螺旋加料器。现在计算其参数。 螺旋直径及螺旋转速的计算:

因为物料没有强烈的粘性,可用下式进行:C

Q

K D ••=λψ5

.2

式中:D —螺旋机的螺旋直径(m );

K —表示物料综合特性的经验系数,某些物料的K 值可查表 Q —输送量(t/h ) ψ――物料的填充系数 γ—物料堆积比重3/m t

C —螺旋机加料机在倾斜工作时,输送量的校正系数 将数据代入上式求的其螺旋直径D=301.02

3.02

490.05.2=⨯=D m 圆整为标准直径,取D=。 再求其螺旋轴的极限转数n

29.913

.050===

D A n 式中A 为物料综合特性的系数。

圆整为标准转数,取n=90。

由于过程中还需要矫正各个系数比较复杂,因此我们就根据输送量,选择LS型D100的,其性能参数如下:

分离器

选用旋风分离器,旋风分离器是利用离心力利用净制气体的设备,其结构简单,制造简单,分离效率高,并可用于高温含尘气体的分离,所以在生产中得到广泛应用。

旋风分离器能分离气体中粒径为5-200μm的尘粒,为了能分离含尘气体中不同大小的尘粒,一般由重力降尘室、旋风分离器及袋虑器组成除尘系统,含尘气体先在重力降尘室中除去较大的尘粒,然后在旋风分离器中除去大部分的尘粒,最后在袋虑器中除去大部分尘粒,最后在袋虑器中除去较小的尘粒。可根据尘粒的粒度分布及除尘的目的要求省去其中某个除尘设备。

除尘器

经选用,使用脉冲式袋式除尘器比较合适,袋式除尘器是采用滤布材料制成滤袋,使含尘气体通过滤袋达到分离气体中固体粉尘目的的一种高效除尘器,脉冲式袋式除尘器是采用脉冲喷吹系统,周期性地向滤袋内或滤袋外喷吹压缩空气来达到清除滤袋积尘目的的袋式除尘器。

经计算根据气体处理量而选择型号为MC-72-Ⅱ,

五.设计结果汇总

1.经过上述包括所有的计算以及辅助设备的选型工作已经完成,现在做如下汇总,在整个过程中,首先气体气体是经过鼓风机进入到加热器中进行加热,加热至400℃,后进入到干燥管主体,与此同时,螺旋进料器将物料输送到干燥管中,进入脉冲管中进行干燥过后,经过分离设备和除尘设备将气体和物料分离,物料分离器下面会接一个料斗,用来储存物料。

六.结论

通过本次课程设计,加深了自己对于化工原理关于干燥器方面的理解,并且自己能够很好的理解什么是设计,对于以后的设计有很大的帮助。

参考文献

干燥设备设计化工设备设计全书编辑委员会上海科学技术出版社 1983年出版 165页至198页,和569-632页

化学工程手册4 郭长生、谢丰毅等化学工业出版社1989年10月出版213页至249页

干燥器化学工业出版社中国石化集团上海工程有限公司金国淼等编 2008年9月出版

附图流程示意图和干燥器图

化工原理课程设计--脉冲气流干燥器设计

化工原理课程设计--脉冲气流干燥器设计

化工原理课程设计 题目: 脉冲气流干燥器设计 系别: 化学材料与工程系 专业:_ 学号: 姓名: 指导教师: 二零一四年一月二十七日

目录 设计任务书 (5) 1.概述 (5) 1.1气流干燥的特点 (5) 1.2设计方案简介 (5) 2.工艺计算及主体设备设计 (6) 2.1已知的基本条件 (6) 2.2物料衡算和热量衡算 (6) 2.2.1物料衡算 (6) 2.2.2热量衡算 (7) t (7) 2.2.3校核假设的物料出口温度2m 2.3气流干燥管直径的计算 (8) 2.3.1加速段气流干燥管直径的计算 (8) 2.3.2加速运动段管高的计算 (8) 2.3.3减速段管高的计算 (13) 2.4总的干燥管的高度 (21) 3.辅助设备的选择与计算 (21) 3.1管路的选择与计算 (21) 3.2加料装置 (22) 3.3风机 (22)

3.4热风加热装置 (22) 3.5分离装置 (23) 4.主要符号和单位 (23) 5. 干燥装置的工艺流程 (25) 6.设计评价 (25) 附录 (25) 参考文献 (28)

设计任务书 本次以重油燃烧气为干燥介质,对物料进行干燥,分离,保证品质,在设计过程中涉及工艺计算及主体设备设计,风机的选择,热风加热装置,加料装置的选择等,通过循环让物料及过程中产生的中间物及废料达到最高利用率。 1.概述 1.1气流干燥的特点 气流干燥在我国是一种应用最广发最久远的干燥器,随着不同新型气流干燥器的开发成功,气流干燥我干燥领域方兴未艾。由于干燥时间短适合容易受高温变质物料的干燥;不适合粘性大的物料干燥,管道较厂一般超过20米,安装的限制制约了其发展。 气流干燥器的主要缺点在于干燥管太高,为降低其高度,近年来出现了几种新型的气流干燥器:①多级气流干燥器。将几个较短的干燥管串联使用,每个干燥管都单独设置旋风分离器和风机,从而增加了入口段的总长度。②脉冲式气流干燥器。采用直径交替缩小和扩大的干燥管(脉冲管),由于管内气速交替变化,从而增大了气流与颗粒的相对速度。③旋风式气流干燥器。使携带物料颗粒的气流,从切线方向进入旋风干燥室,以增大气体与颗粒之间的相对速度,也降低了气流干燥器的高度。 在气流干燥器中,主要除去表面水分,物料的停留时间短,温升不高,所以适宜于处理热敏性、易氧化、易燃烧的细粒物料。但不能用于处理不允许损伤晶粒的物料。目前,气流干燥在制药、塑料、食品、化肥和染料等工业中应用较广。 1.2设计方案简介 。 物料呈颗粒状,圆球形,处理量为3000kg/h,颗粒平均直径在200m 本设计采用脉冲式气流干燥器来干燥物料,可以减少干燥管的高度和节省设备的成本。脉冲式干燥器由于其不断变化的管径,可以使颗粒在管内保持与干燥气流的相对快速运动,增强了干燥的效果并减少了干燥的时间。

化工原理课程设计干燥设计

学校代码: 10128 学号: @@@@@@ 课程设计说明书 题目:干燥涂料的气流干燥器设计 学生姓名:@@@@ 学院:化工学院 班级:@@@@ 指导教师:@@@@ 二零一一年@月@ 日

内蒙古工业大学课程设计任务书 课程名称:化工原理课程设计学院:化工学院班级:@@@@@学生姓名:@@@学号:@@@@_ 指导教师:@@@

前言 课程设计是化工原理课程教学中综合性和实践性较强的教学环节,是理论联系实际的桥梁,是使学生体察工程中的实际问题复杂性、学习化工设计基本知识的初次尝试。 化工原理课程设计是化学化工及相关专业学生学习化工原理课程必修的三大环节(化工原理理论课、化工原理实验课以及化工原理课程设计)之一,是综合应用本门课程和有关先修课程所学知识,完成以某一单元操作为主的一次综合性设计实践。 通过课程设计,要求学生了解工程设计的基本内容,掌握化工设计的程序和方法,培养学生分析和解决工程实际问题的能力。同时,通过课程设计,还可以使学生树立正确的设计思想,培养实事求是、严肃认真、高度责任感的工作作风。在当前大多数学生结业工作以论文为主的情况下,通过课程设计培养学生的设计能力和严谨的科学作风就更为重要。 化工课程设计是一项政策性很强的工作,它涉及政治、经济、技术、环保、法规等诸多方面,而且还会涉及多专业及多学科的交叉、综合和相互协调,是集体性的劳动。先进的设计思想、科学的设计方法和优秀的设计作品是工程设计人员应坚持的设计方向和追求的目标。在化工课程设计中,化工单元设备的设计是整个化工过程和装置设计的核心和基础,并贯穿于设计过程的始终,作为化工类的本科生及研究生,熟练掌握化工单元设备的设计方法是十分重要的。

干燥器设计

目录 设计任务书 (2) 设计计算 (3) 一、干燥流程的确定 (3) 二、干燥过程的物料衡算和热量衡算 (4) 1.物料衡算 (4) 2.热量衡算 (4) 3.干燥器的热效率 (5) 三、流化床干燥器的设计计算 (6) 1.流化速度的确定 (6) 2.流化床层截面积的计算 (7) 3.卧式多室流化床的宽度和长度 (8) 4.停留时间 (8) 5.设备高度 (9) 四、干燥器的结构设计 (10) 1.布气装置 (10) 2.隔板 (10) 3.溢流堰 (11) 设计计算结果总表 (11) 五、附属设备的设计与选型 (13) 1.风机的选择 (13) 2.空气加热器 (14) 3.供料器 (14) 4.气固分离器的选择 (14) 5.确定控制点 (14) 对本设计的评述 (15) 参考文献 (16) 附图(工艺流程简图、主体设备工艺条件) (17) 一、带控制点的工艺流程图 (17) 二、主体设备工艺条件图 (18)

(一)试设计一台卧式多室流化床干燥器,用于干燥颗粒状肥料。将其含水量从0.04干燥至0.000 4(以上均为干基)。生产能力(以干燥产品计)3 300 kg/h。(二)操作条件 1.干燥介质湿空气。其初始湿度、温度根据建厂地区的气候条件来选定。离开预热器的温度为80℃ 2.物料进口温度30℃ 3.热源饱和蒸汽,压力自选。 4.操作压力常压 5.设备工作日每年330天,每天24小时连续运行。 6.厂址自选 (三)基础数据 1.被干燥物料 颗粒密度 1 730 kg/m3堆积密度800 kg/ m3 干物料比热容 1.47 kJ/(kg·℃) 颗粒平均直径0.14 mm 临界含水量0.013(干基)平衡含水量X* 0 2.物料静床层高度0.15 m 3.干燥装置热损失为有效传热量的15%。

气流干燥器设计26

目录 一、设计任务 .................................................................................................................................. 3 二、设备的简介 .............................................................................................................................. 3 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。 ............................................... 3 三、工艺条件 .................................................................................................................................. 3 四、工艺数据计算 .. (4) 1. 物料衡算 (4) 2. 热量衡算 ............................................................................................................................ 4 3. 检验假设的物料出口温度 (5) D= a u V π36004= 15 14.3360043054⨯⨯⨯= m (6) 取整,即D= (6) 5. 气流干燥管长度Y............................................................................................................. 6 = 3600 400 [ kw ..................................................................................................................................... 7 r A --阿基米得数 .. (8) 将湿空气由15℃加热到90℃所需的热量为 (8) v G =1 .22051030.35⨯=(kg/h ) (8) A 1 =1 1m t K Q ∆= 8.149601001030.35 =⨯⨯ m 2 .......................................................................................... 9 六、工艺设计计算结果汇总表 .................................................................................................... 12 七 干燥装置的工艺流程 .............................................................................................................. 12 参考文献 ........................................................................................................................................ 13 附表1 ............................................................................................................................................. 14 附表2 (14)

化工原理课程设计

化工原理课程设计 题目聚氯乙烯树脂湿物料干燥 学院化工学院 专业过程装备与控制工程 学生姓名 学号 年级 2011 指导教师 二〇一四年一月十四日

目录一、绪论 1.课程设计的目的和要求 2.聚氯乙烯的简单介绍 二、题目及数据 1.设计任务 2.设计内容 三、流程 1.流程图 2.流程概述 四、流程与方案的选择说明与论证 1.设计方案的确定 2.参数确定 五、干燥器主要部件和尺寸的计算 1.基本物料衡 2.干燥管主要参数的计算 3.加速段管长的计算 4.恒速段管长的计算

六、主要数据、公式的来源 七、主要附属设备的选型和计算 1.加料器的选型和计算 2.旋风分离器的选型和计算 3.空气加热器的选型和计算 八、设计评价 1.对气流干燥器的评价 2.对附属设备的评价 九、设计结果概览 十、参考文献

绪论 1.化工原理课程设计的目的和要求 课程设计是《化工原理》课程的一个总结性教学环节,是培养学生综合运用本门课程及有关选修课程的基本知识去解决某一设计任务的一次训练。在整个教学计划中,它也起着培养学生独立工作能力的重要作用。 课程设计不同于平时的作业,在设计中需要学生自己做出决策,即自己确定方案,选择流程,查取资料,进行过程和设备计算,并要对自己的选择做出论证和核算,经过反复的分析比较,择优选定最理想的方案和合理的设计。所以,课程设计是培养学生独立工作能力的有益实践。 通过课程设计,学生应该注重以下几个能力的训练和培养: 1、查阅资料,选用公式和搜集数据(包括从已发表的文献中和从生产现场中 搜集)的能力; 2、合理确定工艺流程及其确保实现的措施; 3、正确进行化工单元操作的工艺计算; 4、确定设备结构的造型及尺寸计算,以及辅助设备的选型计算; 5、树立既考虑技术上的先进性与可行性,又考虑经济上的合理性,并注意 到操作时的劳动条件和环境保护的正确设计思想,在这种设计思想的指 导下去分析和解决实际问题的能力; 6、能以简洁文字、图表和绘制流程图与设备图的方式,将设计思想和结果 表达出来。 2.聚氯乙烯介绍 全名为polyvinyl chloride,主要成份为聚氯乙烯,另外加入其他成分来增强其耐热性,韧性,延展性等。工业聚氯乙烯树脂主要是非晶态结构,但也包含一些结晶区域(约5%),所以聚氯乙烯没有明显的溶点,约在80℃左右开始软化,热扭变温度(1.82MPa负荷下)为70-71℃,在加压下150℃开始流动,并开始缓慢放出氯化氢,致使聚氯乙烯变色(由黄变红、棕、甚至于黑色)。 工业聚氯乙烯重均相对分子质量在4.8-4.8万范围内,相应的数均相对分子质量为2-1.95万。而绝大多数工业树脂的重均相对分子质量在10-20万,数均相对分子质量在4.55-6.4万。硬质聚氯乙烯(未加增塑剂)具有良好的机械强度、耐候性和耐燃性,可以单独用做结构材料,应用于化工上制造管道、板材及注塑制品。硬质聚氯乙烯可以用增强材料。它是当今世界上深受喜爱、颇为流行并且也被广泛应用的一种合成材料。由于化学稳定性高,所以可用于制作防腐管道、管件、输油管、离心泵和鼓风机等。 聚氯乙烯的硬板广泛应用于化学工业上制作各种贮槽的衬里,建筑物的瓦楞板,门窗结构,墙壁装饰物等建筑用材。由于电气绝缘性能优良,可在

卧式多室流化床干燥器的设计说明

课程设计 设计题目卧式多室流化床干燥器的设计 学生姝静 学号20083164 专业班级化工工艺08-2班 指导教师吕建平涛 2011年4月18日

化工原理课程设计成绩评定表

化工原理课程设计任务书 专业班级 设计题目:卧式多室流化床干燥器的设计 设计时间:2011.4.18—2011.5.6 指导老师:吕建平涛 设计任务:年处理 1.3 万吨某颗粒状物料。 操作条件:从气流干燥器来的细颗粒状物料,初始含水量为3%,要求在卧式多室流化床干燥器中干燥至 0.02%(以上均为湿基)。已知参数如下: 被干燥物料 颗粒密度 1200 kg/m3 堆积密度 400 kg/m3 干物料比热容 1.20kJ/kg·K 平衡湿含量近似取为 0 临界湿含量 0.013(干基) 颗粒平均粒径 0.15 mm 进口温度 30℃ 在干燥系统要求收率99.5%(回收5μm以上颗粒) 干燥介质——湿空气 进预热器温度t0 45℃ 初始湿度 0.02 kg水/kg干空气 进干燥器温度t1 105℃ 加热介质——饱和水蒸气,压力自选。 年工作日——300天,连续生产。 试设计干燥器主体,,选择并核算气固分离设备、空气加热器、供风 装置、供料器。 图纸:带控制点工艺流程图一(3#图纸); 主体设备工艺条件图一(1#图纸)。

目 录 摘要 (4) Abstract (5) 1干燥过程的设计方案及流程说明 (6) 1.1干燥过程的设计方案(流程图) (6) 1.1.1 主体设备的设计 (6) 1.1.2 辅助设备的选择 (7) 1.2干燥过程的流程说明 (7) 2 优化设计 (8) 2.1.优化分析 (8) 2.1.1.干燥器年总费用J (8) 2.1.2干燥设备投资折旧费用D G (9) 2.1.3 空气年预热费用h G (9) 2.1.4风机年运转费用 (10) 2.2 干燥器优化设计工艺分析 (10) 2.2.1 风机风量 (10) 2.2.2 干燥器体积的计算 (11) 2.2.3 干燥器的物料和热量衡算 (11) 2.2.4 预热器热负荷及加热蒸汽消耗量 (13) 2.2.5体积传热系数的确定 (13) 2.2.6 总对数平均推动力的计算 (14) 3 干燥过程的计算 (16) 3.1主体设备的工艺设计计算 (16) 3.1.1 物料衡算 (16) 3.1.2 空气和物料出口温度的确定 (16) 3.1.3 干燥器的热量衡算 (17) 3.1.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (18) 3.2 干燥器的设计 (18)

化工原理课堂教学教案第十章干燥

第十章干燥 11.1 概述 干燥是利用热能除去固体物料中湿分(水分或其它液体)的单元操作.在化工,食品,制药,纺织,采矿,农产品加工等行业,常常需要将湿固体物料中的湿分除去,以便于运输,贮藏或达到生产规定的含湿率要求.例如,聚氯乙烯的含水量须低于0.2%,否则在以后的成形加工中会产生气泡,影响塑料制品的品质;药品的含水量太高会影响保质期等.因为干燥是利用热能去湿的操作,能量消耗较多,所以工业生产中湿物料一般都采用先沉降,过滤或离心分离等机械方法去湿,然后再用干燥法去湿而制得合格的产品. 11.1 固体去湿方法和干燥 1. 物料的去湿方法 化工生产中的固体原料,产品或半成品为便于进一步的加工,运输,贮存和使用,常常需要将其中所含的湿分(水或有机溶剂)去除至规定指标, 这种操作简称为"去湿"."去湿"的方法可分为以下三类: (1)机械去湿 当物料带水较多时,可先用离心过滤等机械分离方法以除去大量的水; (2)吸附去湿 用某种平衡水汽分压很低的干燥剂(如CaCl2,硅胶等)与湿物料并存,使物料种的水分相继经气相而转入干燥剂内. (3)供热干燥 向物料供热以汽化其中的水分.供热方式又有多种.工业干燥操作多是用热空气或其它高温气体为介质,使之掠过物料表面,介质向物料供热并带走汽化的湿分,此种干燥常称为对流干燥,是本章讨论的主要内容. 本章主要讨论以空气为干燥介质,湿分为水的对流干燥过程. 2. 对流干燥的特点 (1)对流干燥流程: 如图11-1所示,湿空气经风机送入预热器,加热到一定温度后送入干燥器与湿物料直接接触,进行传质,传热,最后废气自干燥器另一端排出. 干燥若为连续过程,物料被连续的加入与排出,物料与气流接触可以是并流,逆流或其它方式.若为间歇过程,湿物料被成批放入干燥器内,达到一定的要求后再取出. 经预热的高温热空气与低温湿物料接触时,热空气传热给固体物料,若气流的水汽分压低于固体表面水的分压时,水分汽化并进入气相,湿物料内部的水分以液态或水汽的形式扩散至表面,再汽化进入气相,被空气带走.所以,干燥是传热,传质同时进行的过程,但传递方向不同. 传热 传质 方向 从气相到固体 从固体到气相 推动力 温度差 水汽分压差 (2)干燥过程进行的必要条件: ①湿物料表面水汽压力大于干燥介质水汽分压; ②干燥介质将汽化的水汽及时带走. 为确定干燥过程所需空气用量,热量消耗及干燥时间,而这些问题均与湿空气的性质有关.为

化工原理干燥器课程设计

1 概述 (3) 1.1干燥技术现状及进展 (3) 1.1.1干燥技术的概况 (3) 1.1.2干燥技术现状 (3) 1.2气流干燥器的简介 (4) 1.2.1气流干燥器的简介 (4) 1.2.2脉冲式气流干燥器的简介 (5) 2. 设计任务及要求 (5) 2.1设计题目 (5) 2.2设计任务及操作条件 (5) 2.3设计内容 (5) 3. 干燥器主体工艺尺寸计算计算 (6) 3.1基本参数的确定 (6) 3.2物料衡算和能量衡算 (6) 3.2.1物料衡算和热量衡算 (6) 3.2.2气流干燥管直径的计算 (7) 3.2.3气流干燥管长度的计算 (8) 4. 辅助设备的选型及核算 (17) 4.1鼓风机 (18) 4.2加热器 (18) 4.3进料器 (18) 4.4分离器 (19) 4.5除尘器 (19) 5. 设计结果汇总 (19) 6结论 (19) 参考文献 (19) 致谢.............................................................. 附图 一. 概述:

1.1 干燥技术现状及进展 人们通常把采用热物理方式将热量传给含水的物料并将此热量作为潜热而是水分蒸发、分离操作的过程称为干燥。其特征是采用加热、降温、减压或其他能量传递的方式使物料中的水分挥发,冷凝、升华等相变过程与物料分离以达到去湿的目的。 干燥技术的应用,在我国具有十分悠久的历史,文明于世界的造纸技术,就显示 了干燥技术的应用,现代干燥技术在国民生产中应用的程度与一个国家的综合国力和 国民生活质量的水平密切相关,从某种意义上来说,它标志着这个国家国民经济和社会文明的发达程度。 1.1.1 干燥技术的概况 干燥技术的目的是除去某些原料、半成品中的水分或溶剂,就化学工业而言目的哦在于,使物料便于包装、运输、加工和使用,具体为 (1)悬浮液和滤饼状的化工原料和产品,可经干燥成为固体,便于包装和运输。 (2)不少的化工原料和产品,由于水分的存在,有利于微生物的繁殖,易霉烂、虫蛀或变质,这类物料经过干燥便于贮藏,例如生物化学制品、抗生素及食品等,若含水量超过规定标准,易于变质影响使用期限,需要经干燥后才有利于贮藏。 (3)为了使用方便。例如食盐、尿素和硫胺等,当其干燥至含水率为0.2-0.5%左右时,物料不易结块,使用比较方便。 (4)便于加工。一些化工原料,由于加工工艺要求,需要粉碎到一定的粒度范围和含水率,以利于在加工和使用。 (5)为了提高产品的质量。某些化工原料和产品,其质量的高低和含水量有关,

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 ------------------------------------- 2 2.1 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 ----------------------------------------- 4 3.1 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 ------------------------------------------- 7

3.5 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 ----------------------------------- 9 4.1 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

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

目录 一.设计任务书-------------------------------------------------------------2 二.设计内容概述----------------------------------------------------------2 2.1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----------------------------------------------------------------4 3.1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---------------------------------------------------------------7 3.5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-------------------------------------------------------9 4.1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

化工原理课程设计流化床干燥器.

目录 设计任务书.................................................................................................................. II 第一章概述 (3) 1.1流化床干燥器简介 (3) 1.2设计方案简介 (7) 第二章设计计算 (9) 2.1 物料衡算 (9) 2.2空气和物料出口温度的确定 (10) 2.3干燥器的热量衡算 (12) 2.4干燥器的热效率 (13) 第三章干燥器工艺尺寸设计 (14) 3.1流化速度的确定 (14) 3.2流化床层底面积的计算 (14) 3.3干燥器长度和宽度 (16) 3.4停留时间 (16) 3.5干燥器高度 (16) 3.6干燥器结构设计 (17) 第四章附属设备的设计与选型 (20) 4.1风机的选择 (20) 4.2气固分离器 (20) 4.3加料器 (22) 第五章设计结果列表 (23) 附录 (25) 主要参数说明 (25) I

设计任务书 一、设计题目 2.2万吨/年流化床干燥器设计 二、设计任务及操作条件 1.设计任务 生产能力(进料量) 2.2万吨/年(以干燥产品计) 操作周期260 天/年 进料湿含量13%(湿基) 出口湿含量1%(湿基) 2.操作条件 干燥介质湿空气(110℃含湿量取0.01kg/kg干空气) 湿空气离开预热器温度(即干燥器进口温度)110℃ 气体出口温度自选 热源饱和蒸汽,压力自选 物料进口温度15 ℃ 物料出口温度自选 操作压力常压 颗粒平均粒径0.4 mm 3.设备型式流化床干燥器 4.厂址合肥 三、设计内容: 1、设计方案的选择及流程说明 2、工艺计算 3、主要设备工艺尺寸设计 (1)硫化床层底面积的确定; (2)干燥器的宽度、长度和高度的确定及结构设计 4、辅助设备选型与计算 5、设计结果汇总 6、工艺流程图、干燥器设备图、平面布置图 7、设计评述 II

化工原理课设卧式多室流化床干燥器课设报告

课程设计 设计题目 学生姓名 学号 专业班级 指导教师 2011年4月18日

化工原理课程设计任务书 专业化学工程与工艺班级 08-2班姓名: 设计题目:卧室多室流化床干燥器的设计 设计时间:2011/4/18---2011/5/10 指导老师:吕建平 设计任务:年处理_1.6__万吨某颗粒状物质 操作条件:从气流干燥器来的细颗粒物料,初始含水量为3%,要求卧室多室流化床干燥器从干燥至0.02%(以上均为湿基),已知参数如下: 被干燥物料 颗粒密度: 1200kg/m3 堆积密度 400kg/m3 干料比热容 1.20kJ/kg.K 平衡湿含量近似取为0 颗粒平均粒径 0.15mm 进口温度 30o C 在干燥系统要求收率99.5%(回收5μm以上的颗粒) 干燥介质-----湿空气 45o C 进预热器温度t 初始湿度 0.02kg水/kg干空气 105o C 进干燥器温度t 1 加热介质------饱和水蒸气,压力自选 年工作日------300天,连续生产 试设计干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。 图纸:带控制点工艺流程图一张(3#图纸); 主体设备工艺条件图一张(1#图纸)。

前 言 干燥是一门跨学科、跨行业、具有实验科学性的技术。传统的干燥器主要有箱式干燥器、隧道干燥器、转筒干燥器、带式干燥器、盘式干燥器、桨叶式干燥器、流化床干燥器、喷动床干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、真空冷冻干燥器、太阳能干燥器、微波和高频干燥器、红外热能干燥器等。干燥设备制作是密集型产业,我国的国产干燥设备价格相对低廉,因此具有较强的竞争力。主要包括:(1)物料静止型或物料输送型干燥器;(2)物料搅拌型干燥器;(3)物料热风输送型干燥器;(4)物料移动状态;(5)辐射能干燥器 将大量固体颗粒悬浮于运动着的流体之中,从而使颗粒具有类似于流体的某些表观特性,这种接触状态称为固体流态化。流化床干燥器就是将流态化技术应用于固体颗粒干燥器德 一种工业设备,目前在化工、轻工医学、食品以及建材工业中得到广泛的应用。 流化干燥器又名沸腾干燥器,是固体流态化技术在干燥器上的应用。流体自下而上通过 颗粒堆成的床层时,若气流速度较低,则床层仍维持原状,气流从颗粒间空隙流过,这种床层称为固定床。气流速度提高到大于某一临界值f m u (称为起始流化 速度)后,颗粒刚好在向上流动的流体中浮动,床层高度随气速的加大而升高,这种床层称为流化床。 在流化床内,由于颗粒分散并做不规则运动,造成了气固两相得以良好接触,加速了传热和传质的速度,而且床内温度均匀便于准确控制,能避免局部过热。设备结构简单、紧凑,容易使过程连续化,因而得到较广泛的应用。 为了改善产品质量,生产上常采用卧式多室流化干燥器,干燥室的横截面做成长方形,用垂直挡板分隔成多室(一般为4——8室),挡板与多孔板之间留有一定间隙(一般为几十毫米),使物料能顺利通过。湿物料自料斗加入后,一次有第一室流到最后一室,在卸出。由于挡板的作用,可以使物料在干燥器内的停留时间趋于均匀,避免短路。并可以根据干燥的要求,调整各室的热、冷风量以实现最适宜的风量与风速。也可在最后一、二室内只同冷风,以冷却干物料。干燥室截面在上部扩大,以减少粉尘的带出。 流化床干燥器还 可以做成多层式。以卧式多室流化床干燥器相比,其优点是热效率较高。但由于压降大,而且物料由上一层流到下一层的装置较复杂,生产上不如卧式用得广泛。

化工原理干燥课程设计

化工原理干燥课程设计 化工原理干燥课程设计是化工专业中的一门重要课程,它主要是教授学生关于干燥过程的原理、设备、设计等方面的知识,以及干燥过程中需要注意的一些操作细节和安全管理问题。通过这门课程,学生可以掌握化工领域中干燥应用的基本原理和技术要点,提高他们的工程实践能力和综合素质。 在进行干燥过程的设计时,需要进行多层次的考虑和综合思考。首先是对原始材料的评估,通过分析原料中的成分和性质,确定最适合进行干燥的方式和设备。其次是对工艺流程的评估,包括设备的选择、操作的步骤和控制方式等。最后是对操作过程的安全和环保的评估,包括操作人员的安全和设备的环保性能等。 在干燥过程的设计中,设备的选择是非常重要的一环。常见的干燥设备有喷雾干燥机、滚筒干燥机、流化床干燥机等。这些设备的原理、特点、适用范围和优缺点都不同,因此在设计过程中要对它们进行比较和评估,选出最适合当前工艺的设备。同时,在设备的选择过程中还需要考虑设备的生产效率、资金投入、后期维护费用等因素,综合得出最优的方案。 在操作步骤的设计中,需要考虑细节性的问题。例如,要严格按照操作规程和安全操作程序进行操作,注意操作时各项参数的控制,保证操作的精确性和稳定性。同时,需要注意设备的维护保养,及时排除设备出现的故障,并做好设备的清洁

和消毒工作。此外,还要注意操作环境的卫生和安全,确保操作环境的干燥度和温度合适,避免水分和细菌的污染。 在安全和环保方面的考虑,是干燥过程设计中不可忽视的一环。在干燥过程中,由于材料的特殊性质和干燥设备的特殊性能,可能会对环境产生影响,例如产生废水、废气和废渣等。因此,在干燥过程的设计中,需要严格按照环保标准进行操作,并采用先进的环保设备,控制废气、废水、废渣等的排放,避免对环境造成负面影响。 总结来说,化工原理干燥课程设计是一门非常重要的课程,它将基本原理和工程实践相结合,帮助学生掌握干燥过程设计的技能和能力。同时,干燥过程设计需要充分综合考虑原料、设备、工艺步骤、操作细节、安全环保等多方面因素,才能设计出高效、安全、环保的干燥方案。因此,学生在学习化工原理干燥课程设计时,应重视理论学习和实践操作,并注重把理论知识应用到实践中,提高他们的工程实践能力和创新能力。

化工原理干燥课程设计

化工原理干燥课程设计 化工干燥原理是化学工程中的重要组成部分,其中的干燥装置在生产和实验室中都有着重要的应用。因此,对于化工工程师和学生来说,掌握干燥原理和应用非常重要。在本文中,我将介绍化工原理干燥课程设计的主要内容和步骤。 一、课程设计的目的 化工干燥原理课程设计的主要目的是,通过实践动手操作、模拟设计,深入了解化工干燥原理,并熟悉干燥过程的基本参数。通过实践掌握干燥设备的设计和运行方法,并能够根据工艺要求和原料特性选择合适的干燥方式。另外,课程设计还可以提高学生的实践能力和创新意识,促进其自主学习和思考能力的提升。 二、课程设计的内容 化工干燥原理课程设计要求学生设计一个干燥装置,包括干燥设备、传热和传质过程、干燥过程控制和维护等方面。具体来说,设计内容如下: 1. 定义原料特性和工艺要求:学生需要根据实际工艺要求、原料特性和环境条件等因素,确定干燥设备的技术参数,包括干燥温度、湿度、通风量、干燥速度等。 2. 选择干燥设备:根据干燥要求和原料特性,学生需要 选择适合的干燥设备,如空气干燥器、真空干燥器、喷雾干燥

器、旋转式干燥器等,同时需要考虑设备的成本、可靠性和操作难易程度等因素。 3. 设计传热和传质过程:干燥过程中的传热和传质过程 是决定干燥速度和效果的重要因素,学生需要根据传热和传质原理,设计传热和传质过程的参数,包括传热系数、传质系数、湿空气比热容等。 4. 控制干燥过程:干燥过程中需要定期监测干燥情况和 状态,以便及时调整干燥参数,防止干燥过程中出现异常情况。学生需要设计可靠的干燥过程控制策略,包括控制温度、湿度、通风量,以及监测气体阻力、润湿度等参数。 5. 维护和安全:干燥过程中需要注意维护和安全问题, 以保证设备的正常运行和生产环境的安全。学生需要设计符合安全要求的干燥设备,并建立完善的维护保养制度,定期进行设备检查和养护工作。 三、课程设计的步骤 化工干燥原理课程设计包括以下步骤: 1. 确定课程设计的主题和内容,并制定课程设计计划。 2. 物料特性与工艺要求分析,了解原料的性质、生产工艺、设备运行环境等。 3. 选择干燥方式和干燥设备,包括空气干燥、真空干燥、喷雾干燥、旋转式干燥等。 4. 设计干燥设备的传热和传质过程,在此基础上计算和 预测干燥时间和效果。

化工原理课程设计喷雾干燥设计

化工原理 课程论文(设计) 授课时间:2013——2014年度第一学期 题目:喷雾干燥 课程名称:化工原理课程设计__ 专业年级:_ 学号:______ _____ 姓名:_______ _ _______ 成绩:________________________ 指导教师:_____ __ 年月日 目录 1.喷雾干燥的简介 (3) 1.1喷雾干燥的原理 (4) 2.喷雾干燥系统设计方案的确定 (5) 3加热器[4] (7) 4.计算热流量和平均温差[6] (7) 4.3 阻力损失计算 (9) 4.4 传热计算 (10) 5.进风机的选择 (11)

5.1 风量计算 (11) 5.2 风压计算 (11) 6 排风机的选型 (13) 6.1风量计算 (13) 6.2 风压计算 (13) 参考文献: (14) 化工原理课程设计任务书 姓名学号 一、设计题目 喷雾干燥系统设计 二、设计条件 1、物系:牛奶 2、原料含水率:45 % (①45;②50;③55) 3、生产率(原料量):0.5 t / h (①0.3;②0.5; ③0.7) 4、产品(乳粉)含水量:2 % 5、加热蒸汽压力:700 KPa (绝压) 6、车间空气温度:20 ℃ 7、车间空气湿度:0.012 kg / kg (①0.012;②0.014;③0.016) 8、预热后进入干燥室的空气温度:150 ℃ 9、离开干燥室的废气温度:80 ℃

10、离开干燥室的废气湿度:0.12 kg / kg 三、设计内容 1、计算所需过滤面积,选择新鲜空气过滤器与废气除尘器的型号。 2、计算所需空气流量与风压,选择进风机与排风机的型号。 3、计算所需换热面积,选择换热器(预热器)的型号。 4、画出整个喷雾干燥系统设备布置的流程图(设备可用方框加文 字表示)。 四、编写设计说明书 喷雾干燥系统设计 1.喷雾干燥的简介 喷雾干燥是采用雾化器将原料液分散为雾滴,并用热气体(空气、氮气或过热水蒸气)干燥雾滴而获得产品的一种干燥方法。原料液可以是溶液、悬浮液或乳浊液,也可以是熔融液或膏糊液。根据干燥产品的要求,可以制成粉状、颗粒状、空心球或团粒状[1]。 喷雾干燥有以下优缺点[1]: 优点:①物聊干燥所需的时间很短,通常只要15-30秒,甚至只要几秒. ②容易改变操作条件以调节或控制产品的质量指标,例如粒度 分布、最终湿含量等。 ③根据工艺上的要求,产品可制成粉末状、空心球状或疏松团 粒状,通常不需要粉碎即得成品,而且能在水中迅速溶解, 例如殊荣脱脂奶粉、速溶咖啡等。

化工原理干燥课程设计

化工原理课程设计 课题名称年产量2222吨奶粉的干燥工艺设计班级 姓名 指导教师 时间

目录 第一章绪论 (2) 1.1 产品生产的国内外发展概况及意义 (2) 1.2 原料的性质及来源 (2) 1.3 设计所采用的分离方法及特点 (2) 第二章工艺流程设计及设备论证 (2) 2.1 工艺流程叙述及论证 (2) 2.2工艺参数的选择论证 (2) 2.3设备论证 (2) 第三章物料衡算 (2) 第四章能量衡算 (2) 第五章设备设计计算与选型 (2) 第六章非工艺部分 (2) 6.1安全 (2) 6.2 三废情况及环保的大体方案 (2) 主要参考文献 (2) 结束语 (2)

第一章绪论 1.1 产品生产的国内外发展概况及意义 奶粉容易冲调,方便携带,营养丰富。冲调时,即使用温水也能迅速溶解,适宜保存,并便于携带。国内奶粉市场竞争日趋激烈,国内外奶粉品牌都在加紧抢占终端资源,随着我国本土奶粉品牌在研发、工艺、质量控制以及发展战略等方面的日渐成熟,我国奶粉的市场竞争将进入白热化阶段。 1.2 原料的性质及来源 牛奶顾名思义是从雌性奶牛身上所挤出来的。牛奶含有丰富的矿物质,钙、磷、铁、锌、锰、铜、钼。主要成份有水、脂肪、磷脂、蛋白质、乳糖、无机盐等。 1.3 设计所采用的分离方法及特点[1] 喷雾干燥是用喷雾器将含水量在80%以上的溶液、悬浮液、浆状或熔融液等喷成细雾滴分散在热气流之中,使水分迅速蒸发而达到干燥的目的,从而获得粉末或颗粒状的产品。 喷雾干燥的特点: 1)喷雾干燥操作是连续的,其系统可以是全自动控制操作 2)只要干燥条件保持恒定,干燥产品特性就保持恒定 3)喷雾干燥系统适用于热敏性和非热敏性物料的干燥,适用于水溶液和有机溶剂物料的干燥 4)喷雾干燥操作具有非常大的灵活性。喷雾能力每小时几千克至200t

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