干燥器课程设计

《化工原理》课程设计报告卧式多室干燥器设计

学院化工学院

专业化学工程与工艺

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指导教师

《化工原理》课程设计任务书

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）2900kg/h。

二、操作条件

1．干燥介质湿空气。其初始湿度H0、温度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ρb 800kg/ m3

干物料比热容c s 1.47kJ／(kg·℃) 颗粒平均直径d m 0.14mm

临界含水量X0 0.013（干基）平衡含水量X* 0

2．物料静床层高度Z0 0.15m

3．干燥装置热损失为有效传热量的15％。

目录

一、干燥流程的确定 (1)

二、干燥过程的物料衡算和热量衡算 (3)

1．物料衡算 (3)

2．热量衡算 (3)

3．干燥器的热效率 (4)

三、流化床干燥器的设计计算 (5)

1．流化速度的确定 (5)

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 (7)

4．停留时间 (7)

5．设备高度 (7)

四、干燥器的结构设计 (9)

1．布气装置 (9)

2．隔板 (9)

3．溢流堰 (10)

五、附属设备的设计与选型 (11)

1．风机的选择 (11)

2．空气加热器 (13)

3．供料器 (14)

4．气固分离器的选择 (15)

5．设备一览表 (16)

对本设计的评述 (18)

附图（工艺流程简图、主体设备工艺条件） (18)

一、带控制点的工艺流程图 (18)

二、主体设备工艺条件图（附录） (18)

参考文献 (18)

一、干燥流程的确定

包括干燥方法及干燥器结构型式的选择、干燥装置流程及操作条件的确定 1.操作条件的确定

1．干燥介质 湿空气。初始湿度H 0=0.008、初始温度t 0=14℃。离开预热器的温度t 1为80℃

2．物料进口温度θ1 =30℃

3．热源 饱和蒸汽，压力为400KPa 4．操作压力 常压 5．流动方式 逆流操作

6．空气和物料离开干燥器时的温度t 2、θ2，由以下方法求取：

（1）空气的出口温度应比出口处湿球温度高出20～50℃（这里取25℃）。

由t １=80℃及Ｈ１=0.008查湿焓图得t w1=25.0℃，近似取t w2= t w1=25.0℃，于是：

t 2=25+25=50℃，即空气离开干燥器时的温度为50℃

可用式6-2求物料离开干燥器的温度2θ，即

)

()()

)(

()(22*)

()(*

*

222*22

22

2222*22w s c t t t c X X r c w s t w t t c X X r X X X

X t t c X X r t t t w w s C w t w --------=

----θ

由相关资料查得2w t r =2441.5kJ/kg ，代入上式中得

)

2550(47.1013.05.2441)

013.00004.0)(2550(47.10004.05.2441255050)

2550(47.1013

.05.24412--⨯--⨯=---⨯θ 解得 θ2=45.8℃

卧式多室流化床干燥器，由于分隔成多室，可以调节各室的空气量，同时，流化床内增加了挡板，可以避免物料短路排出，干燥产品的含水量比较均匀。若在操作上对风量气温加以调节，或在床内添加内加热器等，还可提高热效率。

根据任务书，采用卧式多室流 化床干燥装置系统，其简化流程如下

来自气流干燥器的颗粒物料用星形加料器加到干燥器的第一室，依次经过各室后，与45.8℃下离开干燥器。湿空气由送风机送到翅片形空气加热器，升温到80℃后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传热传质后温度降到50℃。废弃经旋风分离器净化后由抽风机拍出至大气。空气加热器以400KPa的饱和水蒸气作热载体。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操作。

二、干燥过程的物料衡算和热量衡算

1、物料衡算

0385.004

.0104

.01111=+=+=

X X w

0004.00004

.010004

.01222≈+=+=

X X w

h kg w G G /35.2788)0385.01(2900)1(11绝干物料=-=-=

h

kg X X G W /4.110)0004.004.0(35.2788)(21水分=-=-=008

.04

.110212-=-=

H H H W L

2、热量衡算

干燥器中不补充热量，ＱD ＝0，因而可得：

L p Q Q Q Q Q Q +++==321

kW h kJ t W Q 24.79/6.285273)5088.12490(4.110)88.12490(21==⨯+=+=

kW

h kJ X c G Gc Q s m 18/64836)308.45)(0004.0187.447.1(35.2788)

)(187.4()(122122==-⨯+=-+=-=θθθθ