流化床干燥器设计共30页
流化床的设计
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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。
卧式流化床干燥器的设计
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化工干燥过程课程设计说明书设计题目:设计卧式流化床干燥器设计者:王静班级:轻化101班学号:201000524105日期:2013年1月2号至3013年1月17号指导教师:郑瑾设计成绩:设计任务书设计任务:年处理 2.232 万吨某颗粒状物料。
设计题目: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+0.001x)干燥至(0.0003+y)(以上均为干基),生产能力(以干燥产品计)(3000+z)㎏/h。
(说明:x为学号的后两位;x为奇数时y取0.0001,为偶数时取0.0002;轻化101班z值取100,102班z值取150,103班z值取200)。
操作条件:从气流干燥器来的细颗粒状物料,初始含水量为0.045,要求在卧式多室流化床干燥器中干燥至0.0004(以上均为干基)。
已知参数如下:被干燥物料颗粒密度 1730kg/m³堆积密度 800 kg/m³干物料比热容 1.47kJ/k g·K平衡湿含量近似取为 0临界湿含量 0.013KJ水/Kg绝干料(干基)颗粒平均粒径 0.14 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 25℃初始湿度 0.02 kg水/kg干空气进干燥器温度t1 80℃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张主体设备工艺条件图一张目录化工干燥过程课程设计说明书 (1)设计任务书 (2)设计方案简介 (4)1.工艺流程图及说明 (5)1.1.1 主体设备的设计 (5)1.1.2 辅助设备的选择 (6)1.2干燥过程的流程说明 (6)2 优化设计 (7)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Gd (8)2.1.3 空气年预热费用h G (9)2.1.4风机年运转费用 (9)2.1.5 燥器年散热损失费 (9)2.2 干燥器优化设计工艺分析 (9)2.2.1 风机风量 (10)2.2.2 干燥器体积的计算 (10)2.2.3 干燥器的物料和热量衡算 (10)2.2.4 预热器热负荷及加热蒸汽消耗量 (12)2.2.5 总对数平均推动力的计算 (13)3 干燥过程的计算 (14)3.1主体设备的工艺设计计算 (14)3.1.1 物料衡算 (14)3.1.2 干燥器的热量衡算 (15)3.1.3预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (16)3.2 干燥器的设计 (16)3.2.1 流化速度的确定 (16)3.2.2 流化床层底面积的计算 (17)3.2.3 干燥器的宽度和长度 (19)3.2.4 干燥器高度 (19)3.2.5 干燥器结构设计 (20)3.3辅助设备选型 (21)3.3.1 送风机和排风机 (21)3.3.2 换热器 (22)3.3.3 气固分离器 (24)3.3.4 供料器 (25)3.3.5除尘设备 (26)3.3.6管路计算及管道选择 (27)4.设计一览表 (28)5.对本设计的评价 (28)6.附图(带控制点的工艺流程图、主题设备条件图) (29)7参考文献; (29)8主要符号说明 (29)设计方案简介对于散装状物料的干燥,流态化干燥技术的应用更为广泛,其中又以流化床干燥器的发展更为迅速。
振动流化床干燥器的设计
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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。
课程设计--卧式多室流化床干燥器装置的设计
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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%。
卧式多室流化床干燥器的设计
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化工原理课程设计设计题目卧式多室流化床干燥器的设计学生姓名学号专业班级指导教师0000年0月0日至0月0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设计题目:卧式多室流化床干燥器的设计设计时间:2014.6.23—2014.7.4指导老师:设计任务:1400kg/h(以干燥产品计)操作条件:原料进干燥器的干基含水量:42%,温度:50℃,产品出干燥器的干基含水量:0.26%工艺参数:颗粒密度:1180kg/ m³,堆积密度:510kg/ m³,产品平均颗粒直径:0.62mm,干物料比热容:2.23kj/kg·℃,临界干基含水量:3.2%,平衡含水量:0.061% ,新鲜空气温度:25℃,干燥器进口空气的温度:110℃,湿度:0.016kg水/kg干空气,物料静床层高度:0.15m,干燥器热损失为有效传热量的10%,年工作日:330天,设计成果:设计说明书一份带控制点的工艺流程图(3#图纸)1张主题设备装配图(1#图纸)1张目 录前 言 (2)一、 流态化的定义 (2)二、 流态化的分类 (3)三、 流态化开发与应用实例 (3)四、卧式多室流化床干燥器的特点 (4)摘要 (5)Abstract (6)1 干燥过程的工艺流程说明 (7)2 干燥过程的物料衡算和热量衡算 (7)2.1 物料衡算 (7)2.2 空气和物料出口温度的确定 (8)2.3 干燥器的热量衡算 (8)2.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (10)3 流化床干燥器的设计计算 (10)3.1临界流化速度mf u 的计算 (10)3.2 流化床层底面积的计算 (12)3.3 干燥器的宽度和长度 (13)3.4 干燥器高度 (13)3.5干燥器结构设计 (14)3.5.1.布气装置 (14)3.5.2分隔板 (15)3.5.3物料出口堰高h (15)4.附属设备的选型 (16)4.1 送风机和排风机 (16)4.1.1送风机 (16)4.1.2 排风机 (17)4.2 供料装置 (177)4.3 换热器选型 (19)4.4空气过滤器 (200)4.5管路计算及管道选择 (211)4.6气固分离器 (222)4.7干燥器主体材质的选择 (244)5.卧式多室流化床干燥装置的设计计算结果汇总 (244)6. 主要参数说明 (255)7.参考文献 (288)8.总结 (288)。
课程设计--卧式多室流化床干燥器装置的设计
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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%。
卧式多室流化床干燥器课程设计
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目录流化床干燥装置设计任务书 (1)设计计算部分 (2)一、设计方案简介 (2)(一)干燥装置的选择 (2)(二)干燥流程的确定 (2)二、主要设备的工艺设计计算 (3)(一)干燥条件的确定 (3)(二)物料衡算与热量衡算 (4)1.物料衡算 (4)2.热量衡算 (4)3.干燥器的热效率 (4)(三)干燥器的工艺设计 (5)1.流化速度的确定 (5)2.流化床层底面积的计算 (5)3.干燥器的宽度和长度 (7)4.停留时间 (7)5.干燥器高度 (7)(四)干燥器的结构设计 (8)1.布气装置 (8)2.分隔板 (8)3.物料出口堰高 (9)三、典型辅助设备的选型与计算 (9)(一)风机 (9)1.送风机 (9)2.排风机 (10)(二)空气加热器 (11)(三)供料器 (12)(四)气固分离器 (13)四、设计一览表 (14)对本设计的评述 (15)参考文献 (16)附图 (17)流化床干燥装置设计任务书(一)设计题目试设计一台卧式多室流化床干燥器,用于干燥颗粒状肥料。
将其含水量从0.04干燥至0.0004(以上均为干基)。
生产能力(以干燥产品计)2050kg/h。
(二)操作条件1.干燥介质:湿空气。
其初始湿度H0、温度t0根据建厂地区的气候条件来选定。
离开预热器的温度t1为80℃。
2.物料进口温度θ1:30℃。
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)设计内容1.干燥流程的确定和说明。
2.干燥器主体工艺尺寸计算及结构设计。
3.辅助设备的选型及核算(气固分离器、空气加热器、供风装置、供料器)。
(四)基础数据1.被干燥物料:颗粒密度ρs 1730kg/m3堆积密度ρb800kg/m3干物料比热容c s 1.47kJ/(kg·℃) 颗粒平均直径d m0.14mm 临界含水量X00.013(干基)平衡含水量X*02.物料静床层高度Z:0.15m3.干燥装置热损失为有效传热量的15%。
化工原理课程设计流化床干燥器
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化工原理课程设计计算说明书(2013 ~2014 学年第一学期)设计题目卧式多室流化床干燥器院系生命科学学院专业班级生物工程1101 姓名学号指导教师成绩日期:2013年12月 7日目录一、设计任务书 (1)二、干燥原理 (3)(一)干燥概述 (3)(二)干燥原理 (3)三、干燥流程的确定与说明 (5)(一)干燥器的选择方法 (5)(二)几种常见干燥器 (5)(三)干燥中主要设备和机器的确定 (7)(四)干燥流程的说明 (8)四、流化床干燥器的工艺计算 (10)(一)干燥流程的确定 (10)(二)物料和热量衡算 (10)(三)干燥器的设计 (13)五、辅助设备的设计与选型 (20)(一)送风机和排风机 (20)(二)气——固分离器 (21)(三)供料装置 (22)六、设计计算汇总结果 (23)七、认识与体会 (25)八、参考文献 (26)九、主要符号及说明 (27)一、设计任务书二、干燥原理(一)干燥概述干燥通常是指将热量加于湿物料并排除挥发湿分(大多数情况下是水),而获得一定湿含量固体产品的过程。
湿分以松散的化学结合或以液态溶液存在于固体中,或积集在固体的毛细微结构中。
当湿物料作热力干燥时,以下两种过程相继发生:过程1.能量(大多数是热量)从周围环境传递至物料表面使湿分蒸发。
过程2.内部湿分传递到物料表面,随之由于上述过程而蒸发。
干燥速率由上述两个过程中较慢的一个速率控制,从周围环境将热能传递到湿物料的方式有对流、传导或辐射。
在某些情况下可能是这些传热方式联合作用,工业干燥器在型式和设计上的差别与采用的主要传热方法有关。
在大多数情况下,热量先传到湿物料的表面热按后传入物料内部,但是,介电、射频或微波干燥时供应的能量在物料内部产生热量后传至外表面。
整个干燥过程中两个过程相继发生,并先后控制干燥速率。
(二)干燥原理.外部条件控制的干燥过程(过程 )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。
2900-卧式多室流化床干燥器设计(DOC)
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2900-卧式多室流化床干燥器设计(DOC)南京工业大学《材料工程基础》课程设计设计题目: 2900kg/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:材科1102 学号: 1110110205 姓名:王林秀日期: 2013.12.23-2014.1.3 指导教师:方莹设计成绩:日期:设计任务书专业材料科学与工程班级材科1102 姓名王林秀学号1110110205设计题目:2900kg/h卧式多室流化床干燥器的设计设计时间:2013.12.23—2014.1.3指导老师:方莹操作条件: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 0.3%(以上均为湿基)。
已知参数如下:被干燥物料颗粒密度 1400 kg/m³堆积密度 450 kg/m³干物料比热容 1.256kJ/kg·K平衡湿含量近似取为 0临界湿含量 0.015(干基)颗粒平均粒径 0.15 mm进口温度 40℃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 25℃初始湿度 0.018 kg水/kg干空气进干燥器温度t1 105℃热源 392.4kPa的饱和水蒸气试设计干燥器主体并选择合适的风机及气固分离设备。
作图:Auto CAD目录前言 (4)1概述 (6)1.1流化态现象 (6)1.2流化床干燥器简介 (7)1.2.1流化床干燥器的特性 (7)1.3 流化床干燥器的型号及干燥流程 (8)1.3.1 单层圆筒形流化床干燥器 (9)1.3.2 多层圆筒形流化床干燥器 (9)1.3.3 卧式多室流化床干燥器 (10)1.3.4 惰性离子流化床干燥器 (11)1.4 干燥器选型时应考虑的因素 (11)2设计方案简介 (11)2.1.流化床干燥器设计步骤 (11)2.1.1.确定设计方案 (11)2.1.2干燥器主体设计 (11)2.1.3 辅助设备的计算与选型 (11)2.2 干燥过程的设计方案(流程图) (12)3 工艺计算 (12)3.1物料与热量衡算 (13)3.1.1 物料衡算 (13)3.1.2 空气和物料出口温度的确定 (13)3.1.3 干燥器的热量衡算 (14)3.1.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (15)3.2 干燥器的设计 (15)3.2.1 流化速度的确定 (15)3.2.2 流化床层底面积的计算 (17)3.2.3 干燥器的宽度和长度 (18)3.2.4 干燥器高度 (18)3.2.5 干燥器结构设计 (19)3.3计算结果汇总表 (21)4 附属设备的选型 (22)4.1送风机和排风机 (22)4.2气固分离设备 (22)4.3供料装置 (22)5 个人体会与感悟 (23)符号说明 (24)参考文献 (26)前言材料工程导论课程设计是材料工程导论课程教学实践性教学环节,是综合应用本门课程和有关先修课程基本知识,完成以某一单元操作为主的一次设计实践。
流化床干燥器的设计PPT课件
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0.1 Re p 100
Nu p
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ud p
a 6 1 0 d p ,静止床层的比表面积( 球形颗粒)
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第二节 流化床干燥器的设计
四、流化床干燥器的设计计算
(二)流化床截面积的计算 (2)物料升温阶段所需截面积 A2
在此段物料由湿球温度升到排出温度2。对干燥器的
微元面积dA列热量衡算和传热速率方程得,
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第二节 流化床干燥器的设计
一、流化床干燥器的设计步骤
(一)确定设计方案 包括干燥方法及干操器结构型式的选择、干燥装置
流程及操作条件的确定。 (二)干燥器主体设计
包括工艺计算,设备尺寸和结构设计计算。 (三)辅助设备的计算与选型
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第二节 流化床干燥器的设计
二、干燥条件的确定
t
rw ( X
X
)
cs
(t
tw )
X X Xc X
cs (ttw )
t tw
rw ( X c X ) cs (t tw )
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第二节 流化床干燥器的设计
三、干燥过程的物科衡算和热量衡算
(一)物料衡算
W G1 G2 Gc ( X1 X 2 ) L(H2 H1) L W
二、干燥条件的确定
(4)物料的出口温度2 物料的出口温度2 与许多因素
有关,但主要取决于物料的最终湿含量X2、临界湿含量Xc 和内部迁移控制段的传质系数。
如果X2≥Xc ,则2=tw(空气的湿球温度)。
如果X2< Xc ,若物料的临界湿含量Xc低于0.05,则对 于悬浮或薄层物料可用下式计算:
卧式多室流化床干燥装置的设计
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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卧式多室流化床干燥装置的设计一.设计任务书综合工程设计任务书设计题目:年产22000吨肥料卧式多室流化床干燥装置的设计学号:姓名:专业:化学工程与工艺指导教师:系主任:一、主要内容及基本要求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)为3000 kg /h。
化工原理课程设计卧式多室流化床干燥器的设计
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化工原理课程设计设计题目卧式多室流化床干燥器的设计学生姓名刘伟学号20113040专业班级高分子材料与工程11-2班指导教师刘雪霆2014年6月23日至7月4日化工原理课程设计成绩评定表设计题目卧式多室流化床干燥器的设计成绩课程设计主要内容本次课程设计我们采用卧式多室流化床干燥器将颗粒状PVC的干基含水量从42%减少至0.26%,生产能力为1400kg/h(以干燥产品计)。
经过对总费用包括设备折旧费、空气预热和风机运转费优化设计后,该流程可概括为:来自气流干燥器的颗粒状物料用星型加料器加入干燥器的第一室,再经过其余的四个室,在67.17℃下离开干燥器。
湿度为0.02的空气经翅片换热器(热载体为400kPa饱和水蒸气)加热至105℃后进入干燥器,经过与悬浮物料接触进行传质传热后,湿度增加到0.03,温度降至70.5℃。
尾气经过旋风分离器和布袋式除尘器,提高了产品的收率之后排放。
流程中采用前送后抽式供气系统,维持干燥器在略微负压下工作。
我主要进行Visio的做图工作。
为了后期画图的正常进行,前期我配合计算的同学把主要精力放在计算上面,中期我便全身心的投入到流程图的绘制之中,幸好之前参加过数学建模对Visio比较熟悉,况且之前电脑上都不能装CAD,我便果断用这个软件进行画图。
刚开始我满怀热情,可是画着画着,自己的信心也渐渐消磨掉,好不容易画完了流程图,可是当让老师看过之后,各种错误还是会有,我原来愿相信做图需要仔细仔细再仔细,认真认真再认真。
特别是在画装备图的时候,当画完一个主视图后,便很不想画了,可是当我看到别人的进度后,便又拿出电脑继续画图。
后期完成写论文。
在这期间,我对各种软件又有了深的了解,也学到了很多知识技能。
指导教师评语签名:2014年月日化工原理课程设计任务书学院化学与化工学院专业高分子材料与工程班级11级2班姓名刘伟学号20113040设计题目:卧式多室流化床干燥器的设计设计时间:2014.6.23—2014.7.4指导老师:刘雪霆设计任务:1400kg/h(以干燥产品计)操作条件:原料进干燥器的干基含水量:42%,温度:50℃,产品出干燥器的干基含水量:0.26%工艺参数:颗粒密度:1180kg/m³,堆积密度:510kg/m³,产品平均颗粒直径:0.62mm,干物料比热容:2.23kj/kg·℃,临界干基含水量:3.2%,平衡含水量:0.061%,新鲜空气温度:25℃,干燥器进口空气的温度:110℃,湿度:0.016kg水/kg干空气,物料静床层高度:0.15m,干燥器热损失为有效传热量的10%,年工作日:330天,设计成果:设计说明书一份带控制点的工艺流程图(3#图纸)1张主题设备装配图(1#图纸)1张目录前言 (2)一、流态化的定义 (2)二、流态化的分类 (3)三、流态化开发与应用实例 (4)四、卧式多室流化床干燥器的特点 (4)摘要 (5)Abstract (6)1干燥过程的工艺流程说明 (7)2干燥过程的物料衡算和热量衡算 (7)2.1物料衡算 (7)2.2空气和物料出口温度的确定 (8)2.3干燥器的热量衡算 (9)2.4预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 (10)3流化床干燥器的设计计算 (10)3.1临界流化速度mf u 的计算 (10)3.2流化床层底面积的计算 (12)3.3干燥器的宽度和长度 (13)3.4干燥器高度 (14)3.5干燥器结构设计 (15)3.5.1.布气装置 (15)3.5.2分隔板 (16)3.5.3物料出口堰高h (16)4.附属设备的选型 (16)4.1送风机和排风机 (16)4.1.1送风机 (17)4.1.2排风机 (17)4.2供料装置 (17)4.3换热器选型 (19)4.4空气过滤器 (20)4.5管路计算及管道选择 (21)4.6气固分离器 (22)4.7干燥器主体材质的选择 (24)5.卧式多室流化床干燥装置的设计计算结果汇总 (24)6.主要参数说明 (25)7.参考文献 (28)8.总结 (28)前言在人类的生产和生活中,经常遇见需要把一种物体的湿分除去的情况。
流化床干燥器课程设计
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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 (19)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 (26)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 (27)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 (23)6.3 附属设备的选型 .............................................................错误!未定义书签。
流化床的设计
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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。