流化床干燥器的设计PPT

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。溢流堰的高度可取50~200mm，其值可 用下式计算，即
2.14
z0
h Ev
1 Ev
1
3
Gc
bb
181.52
Ret 5h
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第二节 附属设备的设计与选型
一、风机 二、空气预热器 三、加料器 四、气固分离器
30
（3）对被干燥物料的粒度有一定限制，一般要求不小 于30m、不大于6mm。 （4）对产品外观要求严格的物料不宜采用。干燥贵重 和有毒的物料时，对回收装量要求苛刻。
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第一节 概述
三、流化床干燥器的形式及流程
流程
5
第一节 概述
三、流化床干燥器的形式及流程
1、单层圆筒形流化床干燥器
连续操作的单层流化床干燥器
第一节 概述
四、干燥器选形时应考虑的因素
（4）操作方便．劳动条件好。 （5）适应建厂地区的外部条件(如气象、热源、场地)，做到 因地制宜。
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第二节 流化床干燥器的设计
干燥器的设计是在设备选型和确定工艺条件基础上， 进行设备工艺尺寸计算及其结构设计。设计的基本依据 是物料衡算、热量衡算及干燥速率方程。设计的基本原 则是物料在干燥器中的停留时间等于或略大于所需的干 燥时间。
设备的总高度通常为1一l.5m。
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第二节 流化床干燥器的设计
五、干燥器的结构设计
主要讨论布气板、隔板和溢流堰的设计。
（一）布气装置 （1）分布板
P b z 0 1 0 sg
P d 0 .1 ~0 .2 P b
Pd uor 2
2
—分布板阻力系数，一般为1.5~2.5。
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第二节 流化床干燥器的设计
流化床干燥器的设计
——化工原理课程设计
1
第一节 概述
一、流态化现象
BD
C
Fixed Fluidized
Height of bed Pressure drop
流化床的操作范围：umf ~ut
AE
Umf Velocity
C
E
Fluidized
Fixed D
A
B
Umf Velocity
2
第一节 概述
二、流化床干燥器的特性
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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
（1）空气进入预热器的状态 由当地年平均气象条件或 根据当地最不利条件确定。 （2）干燥介质进入干燥器的温度 t1 为了提高经济性、 强化干燥过程以及设备小型化， t1 应保持在物料允许的 最高温度范围内。对于非热敏性物料且除去非结合水时， t1 可高达700℃以上；对于热敏性物料，应选择较低的 t1， 必要时可在床层内装置内热构件。
（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：
rw(XcX)
trw(XX)cs(ttw)X XcX X cs(ttw)
u0.4~0.8ut
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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 （1）表面汽化段所需截面积 A1
在忽略热损失条件下，列出热量衡算和传热速率方程 有，
Q L C H 0 t 1 t 2 A 1 G c X 1 X c r w
Q a1 zA 0t2 tw
（二） 隔板(分隔板) 为了改善气固接触情况和使物料在床层内停留时间分
布均匀，常常采用分隔板沿长度方向将整个干燥室分用 成4~8室(隔板数为3~7块)。隔板与分布板之间的距离为 30~60mm。隔板做成上下移动式，以调节其与分布板之 间酌距离。
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第二节 流化床干燥器的设计
五、干燥器的结构设计
（三）溢流堰
第一节 概述
三、流化床干燥器的形式及流程
3、卧式多室流化床干燥器
与多层流化床干燥器相比， 卧式多室流化床干燥器高度较 低，结构筒单操作方便，易于 控制，流体阻力较小，对各种 物料的适应性强，不仅适用于 各种难于干燥的粒状物料和热 敏性物料，而且已逐步推广到 粉状、片状等物料的干燥，干 燥产品含湿量均匀。因而应用 非常广泛。
（3）湿物料含湿量的波动情况及干燥前的脱水 应尽量避免 供给干燥器湿物料的含湿量有较大的波动，因为湿含量的波 动不仅使操作难以控制面影响产品质量，而且还会影响热效 率，对含湿量高的物料，应尽可能在干燥前用机械方法进行 脱水，以减小干燥器除湿的热负荷。机械脱水的操作费用要 比干燥去水低廉的多，经济上力求成少投资及操作费用。 9
五、干燥器的结构设计
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或， uorCd2Pd
分布板的开孔率为
u uor
分布板的开孔数为
n
4
V d or 2uor
若分布板上筛孔按等边三 角形布置，则孔心距为，
t
dor 2 2 3
1
2
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第二节 流化床干燥器的设计
五、干燥器的结构设计
（2）预分布器
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第二节 流化床干燥器的设计
五、干燥器的结构设计
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，
d G Q c c m 2 d L C H 0 t 1 t 2 d a A 0 t 2 z dA
az0
LCH0 LCH0A2 lnt1
（二）热量衡算
Q w W (r0 cvt2 cw1)
Q l LH c 0(t2t0)
Q mG ccm 2(21)
Q l 1 % ~ 0 1 % ( 5 Q W Q m )
QpLH c0(t1t0)
Q Q p Q d Q W Q m Q l Q l
L H 0 ( t 1 c t 2 ) Q d W ( r 0 c v t 2 c w 1 ) G c c m 2 ( 2 1 ) Q l
ttw
rw(XcX)cs(ttw)
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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 G 1 G 2 G c ( X 1 X 2 ) L ( H 2 H 1 ) L W
H2 H1 lL 1
W H2 H1
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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
1
1
Gccm2
t1 2
（3）流化床层总的底面积
AA1A2
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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
（三）物料在流化床中的平均停留时间
z0b A G2
（四）流化床的宽度和长度 宽度的选取，以保证物料在设备内均匀散布为原则，
通常不超过2m。若需设备宽度很大，在物料分散性不良 的情况下，则应该设置特殊的物料散布装置。设备中物 料前进方向的长度受到热空气均匀分布的条件限制，一 般取2.5~2.7m以下为宜。在设计中，往往需要通过反复 调整以确定最佳的长度比例。
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第一节 概述
四、干燥器选形时应考虑的因素
（1）物料性能及干燥持性 其中包括物料形态(片状、纤维 状、粒状、液态、膏状等)、物理性质(密度、粒度分布、粘 附性）、干燥特性（热敏性、变形、开裂等)、物料与水分的 结合方式等因素。
（2）对干燥产品质量的要求及生产能力 其中包括对干燥 产品特殊的要求(如保持产品特有的香味及卫生要求)；生产 能力不同，干燥设备也不尽相同。
2、多层圆筒形流化床干燥器
热空气与物料逆向流动，因而物料在 器内停留时间及干燥产品的含湿量比较均 匀，最终产品的质量易于控制。由于物料 与热空气多次接触，废气中水蒸气的饱和 度较高，热利用率得到提高。此种干燥器 适用于内部水分迁移控制的物料或产品要 求含湿量很低的场合。
多层圆筒型流化床干燥器结构较复杂， 操作不易控制，难以保证各层板上均形成 稳定的流比状态以及使物料定量地依次送 入下一定。另外，气体通过整个设备的压 强降较大，需用较高风压的风机。 7
（5）在同一设备内，既可进行连续操作，又可进行间歇
操作。
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第一节 概述
二、流化床干燥器的特性
缺点：
（1）床层内物料返混严重，对单级式连续干燥器，物 料在设备内停留时间不均匀，有可能使部分未干燥的物 料随着产品一起排出床层外。
（2）一般不适用于易粘结或结块、含湿量过高物料的 干燥，因为容易发生物料粘结到设备壁面上或堵床现象。
（3）干燥介质离开干燥器的温度t1 和相对湿度2 提高 干燥介质出口相对湿度2，可以减少空气消耗量，降低操 作费，但 2 提高，降低了干燥过程的平均推动力，使干 操应通器过尺经寸济增权大衡，和即具加体大的了干设燥备器费对用气。速因的此要，求适来宜决的定2 。值13
第二节 流化床干燥器的设计
二、干燥条件的确定
Qw
Qp Qd
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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
流化床干燥器的设计，包括床层截面积、设备高度等 主体尺寸的计算。
（一）操作速度的确定
（1）临界流化速度与沉降速度
①应用经验公式计算
（参见《化工原理》第四章）
②图解法（李森科关系图）