直管式气流干燥器的设计

直管式气流干燥器的设计

直管式气流干燥器的设计直管气流干燥器设计Hefei University 《化工原理》课程设计——直管气流干燥器设计题目：

直管气流干燥器干燥聚氯乙烯树脂系别：

化学材料与工程系班级：

10化工（1）班姓名：

陈国庆学号：

1003021037 队员：

韩朝飞、陈国庆、韩朝飞教师：

高大明日期：

2013 -01-17 目录0 前言3 1 任务书5 1．1 设计题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙稀树脂5 1．2 原始数据5 1．2．1 湿物料5 1．2．2 干燥介质6 1．2．3 水汽的性质6 2 流程示意图6 3 流程与方案的选择说明与论证7 3. 1 干燥介质加热器的选择7 3. 2 干燥器的选择8 3. 3 干燥介质输送设备的选择及配置9 3. 4 加料器的选择9 3. 5 细粉回收设备的选择9 4 干燥器主要部件和尺寸的计算9 4. 1 基本计算9 4. 1. 1 湿物料9 4. 1. 2 湿空气10 4. 1. 3 干燥管直径D的计算11 4.

2 干燥管长度和干燥时间的计算12 4. 2. 1 加速段干燥管长度和所需干燥时间的计算12 4. 2. 2 匀速区的计算18 5 附属设备的选型19 5. 1 加料器的选择19 5. 2 加热器的选择19 5.

3 旋风分离器的选择20 5.

4 鼓风机的选择20 5.

5 抽风机的选择20

6 主要符号和单位21

7 参考文献22

8 设计评价23 8. 1 气流干燥器的评价23 8. 2 设计内容的评价23 8. 3 课程设计的认识和体会24 1、概论干燥通常是指利用热能使物料中的湿分汽化，并将产生的蒸汽排出的过程，其本质为除去固相湿分，固相为被干燥的物料,气相为干燥介质。

干燥是最古老的单元操作之一，广泛地运用于各行各业中，几乎涉及国民经济的每个部门。

同时干燥过程亦十分复杂，因为它同时涉及到热量、质量和动量传递过程，用数学描述常存有困难和无效性。

在干燥技术的许多方面还存在“知其然而不知其所以然”，的状况。

对这一过程研究尚不成熟，正如A.S.Mujumdar在他的著作前言中所说的那样:干燥是科学、技术和艺术的一种混合物，至少在可以预见的将来，干燥大概仍然如此。

干燥技术的运用具有悠久的历史，闻名于世的造纸术就显示出了干燥技术的应用。

在现代的工业生产中，尤其是在化工生产过程中，干燥是最常见和耗能最大的单元操作之一。

但是在过去相当长时间里，人们对于这项技术一直没有给予足够的重视，干燥技术发展相当缓慢。

经过近30年的发展,一些新的干燥技术已展露头脚,其中

有些已付诸工业应用,有些还处于不同的研究和开发阶段，但己显示出巨大的应用潜力。

预计在今后相当长的时间内，该过程仍为化学、食品、医药、农业工程专业的研究热点之一，更新的干燥技术还会不断涌现，并不断付诸应用直管气流干燥器适用于干燥非结合水分及结团不严重，不怕磨损的散粒物料，在干燥结合水分时的热效率仅在20%左右。

由实验得知，加料口以上1m左右的干燥管内，从气体传给物料的传热量约占整个干燥管的1/2-3/4，其原因是由于干燥器底部气固间传热温差较大，物料入口处气固两相的相对速度较大，传热传质系数也大。

当湿物料进入干燥管底部瞬间，其上升速度Um为零，气流速度为，气流和颗粒的相对速度Ur=Ug-Um最大，当物料被气流吹动不断加速，气固两相的相对速度就不断降低，直到气体与颗粒间的相对速度Ut等于颗粒在气流中的沉降速度Uo时，即Ut=Uo=(Ug-Um)，颗粒将不再被加速而维持恒速上升。

由此可知，颗粒在干燥器中的运动情况可分为加速运动段和恒速运动段，通常加速运动段在加料口以上1-3m内完成。传热系数在干燥管底部最大，随着干燥管高度的增加，传热系数迅速减小，为了提高气流干燥器的干燥效率和降低其高度，发挥干燥管底部加速段的作用，人们采取了多种措施，

研制了各种新型气流干燥设备。

本次课程设计采用直管气流干燥器干燥空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）。

通过湿物料和干燥介质的性质以确定干燥器直管长度和管径，以及干燥时间。

同时选定一些其它附属设备。

本课程是化工原理课程教学的一个实践环节，是使其得到化工设计的初步训练，掌握化工设计的基本程序和方法。为毕业设计和以后的工作了坚实的奠定基础。

1. 任务书1．1 设计题目：

直管气流干燥器干燥设计1．2 原始数据1．2．1 湿物料原料量（）：

=5000kg/h 物料形态：

散粒状、圆球形；颗粒直径：

dp =200um dmax =500um 绝干物料密度：

绝干物料比热：

；初始湿度H1=0.025kg/kg绝干料物料含水量（以干基计）：=25％干物料（产品）含水量：

=0.5％干燥介质：

空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相同）临界湿含量：平衡湿含量：

X*=0 操作温度：

操作压力（Kpa）：

101.325 加热蒸汽压力：

4atm（表压）1．2．2 干燥介质干燥介质：

湿空气相对湿度进入预热器温度离开预热器温度＝400℃1．2．3 水汽的性质干燥介质的比热容: cv=1.884 kJ/(kg·℃) 干燥介质的比热容: cw=4.187 kJ/(kg·℃) 0℃时干燥介质的汽化热: ro=2491.27 kJ/kg 2. 流程示意图流程图中各部件说明：

1—鼓风机；2—预热器；3—气流干燥管；4—加料斗；5—螺旋加料器；6—旋风分离器；7—卸料阀；8—引风机。

3. 流程与方案的选择说明与论证 3.1 干燥介质加热器的选择干燥介质为物料升温和湿分提供热量，并带走蒸发的湿分。

干燥介质通常有空气、过热蒸汽、惰性气体等。

以空气做为干燥介质是目前应用最普遍的方法。

湿空气是干空气和水蒸气的混合物，这里的干空气主要是由N2、H2、O2、H2O、CO2、CO等和微量的稀有气体组成，各组成气体之间不发生化学反应，通常情况下，这些气体都远离液态，可以看作理想气体；另一方面，在一般情况下，自然界的湿空气中水蒸气的含量很少，水蒸气的分压力很低(0.003MPa～0.004MPa)，而其相应的饱和温度低于当时的空气温度，所以湿空气中的水蒸气一般都处于过热状态，也很