聚氯乙烯气流干燥器设计方案

聚氯乙烯气流干燥器设计

方案

设计方案及参数的确定

（一）设计方案的确定

根据方案的容为：干燥方法及干燥器结构形式的选择；干燥装置流程及主要辅助设备的确定，干燥器操作条件的确定等。

设计方案的总原则是：满足工艺要求，经济合适，生产安全。有以下几点要求：

(1)所确定的流量和选用的设备，必须保证产品达到预期的干燥目的，而且质

量要确定。

(2)热能消耗干燥过程的主要消耗，设计是考虑如何省能。

(3)干燥器的选定尽量降低价格。

(4)选用合适的干燥介质，如热空气，烟道气等，一般使用热空气，除去物料

与空气中的氧气接触会发生反应时，则用过热蒸汽或氮气等惰性气体，当不担心烟道气对干物料的污染时，可尽量采用烟道气。

1）设计依据

干燥器设计中，主要利用以下基本关系，(1)物料衡算；(2)热量；(3)传热速率方程式；(4)传质速率方程式，但由于对流传热系数及传质系数随不同的条件而变化，且无同样的∂和R关系式，因此干燥的设计要用经验方法进行计算。

2）干燥器的选型

被干燥物料的行状以及干燥后产品的要求决定了干燥器的类型，干燥器必须能保证产品的质量，速率快，操作控制方便，劳动条件好，而且要能适宜被干物料的形态和物性生产能力要高，而且能耗低。

工业中气流干燥器是常用的一种，对于能在其他中自由流动的颗粒物料，常采用气流干燥器进行干燥，因为结构简单，造价低，易于制造和维修，操作稳定且便于控制，一般热效率也比较高，干燥非结合水时，热效率可达60%左右，但干燥结合水时，热效率仅为20%左右，其主要缺点：由于气速高以及物料在输送过程中与壁面的碰撞及物料见的相互摩擦，整个系统的流体阻力大，动力消耗大，对粉尘回收装置的要求高，且不宜干燥有毒物质。

μ且以上的合成纤维结晶，矿石，合成橡气流干燥比较适合于干燥粒径100m

胶等，对聚氯乙烯，因具有热熔性，当温度太高（一般不超过70~80℃），容易软化，而其含湿量可以达到较高而不潮解，故干燥聚氯乙烯选用气流干燥器是合理的。

3）工艺流程

在设计中工艺流程采用湿物料直接加入干燥管中，由于蒸汽流的冲击作用而将物料分散，从而使物料得以干燥，干燥后的物料大部分由一级旋风分离器收集，剩余部分由袋滤器捕集。由于气流干燥器的干燥时间较短，若湿物料水分未干燥完全的话，可串联流动干燥机，使湿物料干燥充分。

（二）参数确定 1）选择干燥介质

在物料的干燥过程中，采用何种介质是根据物料的性质和生产厂家的具体情况来确定的。通常使用的干燥介质是不饱和热空气，若气体的相对湿度越低，则表明湿气体距饱和状态越远，吸湿能力也越大。（相对湿度的定义为：在一定温度、压力下，湿气体所含湿分蒸汽压p 与该温度、压力下湿分的饱和蒸汽压之比，即

s =(/)100%p p ϕ⨯），由于干燥过程一般在常压或负压下进行，总压对s p 基本无影响，又考虑到地区湿度较大，故取其值为80％. 2）气体进口温度的选定

提高气体进口温度可增大传热温差，有利于提高热效率和干燥强度，但温度过高的话，干燥管的干燥速率将下降很快，并且操作费用增大，在本次设计计算中取130℃（由任务书确定）。 3）气体出口温度的确定

干燥器的出口气体温度与干燥管的长度及燃料费用有关，若取得较低，则对热能利用是有利的，但管长需要增加，制造成本将增加，考虑各种因素的影响，确定气体出口温度为70℃. 4）气体进口速度的确定

气体进口速度越大，颗粒与气流之间的相对速度就越大，给热系数也将越大，但气速过高，其操作费用也会提高，对生产的经济性不利，一般气速定为20～40m/s ，本次计算先取30m/s ，得到的管径值圆整后，在最终确定进口气速。 5）湿物料的进口温度的确定

湿物料的进口温度都是根据生产实际情况而定，根据本次设计任务，取20℃.

干燥器主要尺寸的计算

一、 基本物料衡算 1、汽化水分量W

25.01X 111=-=

ωω 0526.012

2

2=-=ωωX （由干燥段），判断干燥过程无降速大于C X X 2 s kg h kg /2689.0/986)(1G G 11C ==-=ω W=s kg h kg X X G C /0530.0/083.191)(21==- 空气温度取20℃，其饱和蒸汽压为 kpa t P s 3485.2)84

.2333991.115916.18ex p(15200=+-=

空气湿度为（ϕ取80％） 绝干物料水汽kg kg P P P H H s

s

/0118.0622

.001=-==ϕϕ

)/(027.1884.1005.1C 1H 21C kg kJ H C H ο⋅=+==

2、、湿度空气出口温度22H t .干空气消耗量L 及物料出口温度2θ 试差公式：w 1w w 0()t t r H H =-- w w 2491.27 2.30285r t =- w w 23991.11exp 18.591615233.84p t ⎛⎫

=

- ⎪+⎝⎭

w

w w

0.622p H P p =⋅

- 联立方程，求出w t ＝41.6569℃

干燥过程的热量衡算：

s

kg C t t Q

L kw

Q C t C k kg kJ X C C C C G C t C r W Q Q Q H w w s m m C w v m w /4957.2)(1840.144)206569.41(4762.12689.0)20187.480884.127.2491(053.0,656569.41)

/(4762.1)

()(0

22

122212120=-==-⨯+⨯-⨯+=<==⋅=+=-+-+=+=满足产品质量要求。

οοθθθθ [注] 校核2t

的计算

干燥管直径比较合理所设绝干物料水汽D t t t t p

t kpa

p p P p

H kg kg L

W

H H d d .3501656.46201656.468344.3384.233ln 58.1611.39913105.5622.0/0344.022212∴<<=-=∆=--==⇒-⨯==+

=Θ 绝干水汽kg m t H V H /1931.1)273)(004557.0002835.0(3111=++=