SXG型旋转闪蒸干燥装置设计说明书.docx

第五章经济效益评估及环保分析605.1、 经济评估的目的605.2、 经济分析计算605.3、 环保分析61、环保对干燥机设计的要求61、环保的内容与对策61第六章结论及致谢626.1、 结论626.2、 致谢62参考文献63第一章绪论1.1 概述旋转闪蒸干燥装置是八十年头在国外新推出的一种干燥技术和流态化技术综合为体的新型干燥设备，它克服了干燥设备高、能源消耗大和流化床干燥不匀称的缺点，集两者之所长，成为具有高效、节能快速等特点的志向干燥设备。它特殊适合于膏状物、滤饼等物料的干脆干燥，弥补了旭式干燥效率低、产量小的不足，变更了喷雾干燥效率低而先稀释再进行喷雾处理的困难过程。几年来，旋转闪蒸干爆广泛应用于轻工、石油、化纤、食品、矿山、涂料、染料及中间体等化工行业的高黏度、高稍度、热敏性膏状物料的干燥U1.与其它设备相比，旋转闪蒸干燥装置技术先进，设备紧凑、操作简洁、修理便利，强化r气固传热效果，使干燥时间大为缩短，产品质量及产量大大提高，节能效果特别显著，因此，这种装巴出现后马上引起了世界各大化学工业公司的重视，纷纷引进用于各种物料的干燥，现在世界上大约有十七个国家引入了这种装置.在I987l99l年间，吉化染料厂、丹东染料厂、上海染料厂、北京染料厂先后引进了该装置，用于染料及中间体的干燥。通过几年的生产实践证明，该设备运行军掂，生产稳定，简洁限制，各项工艺指标均达到了设计要求，是现代工业生产的先进设备。但由于工艺条件要求不同和物料性能差异，旋转闪蒸干燥机的运用条件必需由生产实践和试验确定。当前，我国大连理工高校干燥技术开发公司、吉化化工设备厂、铁岭精工机器厂等已开发巾200、巾30()、巾500、4>8(X)等型号的旋转闪蒸干燥装理并投入生产，沈阳化工探讨院与阿诚干燥潺厂合作开发出次类型装置，均已投入运用。E面将闪蒸干燥装置在国内运用状况列入表11。表i-ir馔机在国内的运用状况”19q住产。（r使用Sf时阿GkG-0800H-B2$00吉林通料厂1网7CkG-jef500300IWOGkG-0900活性感KN-RIOW±¾½AmGkG-0SCOMRkVWCO北京0畀厂Ig2GkG-0mI-XCVKSOo¼ftdT1992GkG-0t>O2.3W3000吉化鼻科CG-0HOOKM1500韦尔萩注理厂GkG-0fi5OISOO安昭勤给由表1/可见，闪蒸干燥装置在国内发展较快，今后还会有更大的发展,将来干燥技术的发屣趋势要求它具备以下特点：（I）设备紧凑，体积小，生产实力大：（2）.单位产品能耗低，须要节能型设备：（3产品收率高,质量好，满意用户要求;（4）自动化程度高,操作简洁：（5）综合投资费用和检修费用少；（61消退对环境的污染。闪蒸干燥装跷可满意以上要求，故是较志向的干燥设备。但是，我们同时也留意到它不是万能的，要依据实际生产状况选用.本文对闪蒸干垛装置撇较具体介绍，供大家参考。1.2 、旋转闪蒸干燥机的探讨状况自从我国引进旋转闪蒸干燥机以后，国内很多学者、单位对其作了大量的试验探讨和理论分析，为该产品设计提出了参考依据。概括起来，目前获得的探讨成果有以下儿个方面：、干燥室内实蒲气体旋流压力分布及旋流压力分布的理论计算以图I-3给出了干燥室内卜断面的压力分布状况（搅拌涔静止）。由图可见，在干燥中心压力最低，在干燥室外圆处，压力相对较大。气体旋流压力的理论分布如图I-4所示，气体旋流压力在圆形室半径为R时最大,最大为P，而后随旋转半径R的减小，压力渐渐减小。各点压力值为：P+Po-Pv2=O,其中a为网形室最外圆处的压力v,为气体在各点的切向分速度。图1-2实际压力分布122、气体在干燥室内流淌速度分布实测结果川图1-3-图1-6四图中分别表示拆除与安装卜搅拌器工况F.气体在干燥室内流淌时切向及轴向速度分布状况.将图1-3图1-4进行比较发觉，下搅拌港装上以后对切向速度分布及其数值影响很大。图1-3中最大的切向速度为15ms,1-4中最大的切向速度仅为911Vs,可见，卜搅拌器的存在，使系统流淌阻力增加了不少。但是，增加下搅拌器以后，切向速度和搅拌器是否转动关系不大，图I-3下搅拌拆除时图1-4安装下搅拌器时的切向速度分布的切向速度分布这是因为搅拌泯本身较低的原因从图1-5,图1-6可见，轴向速度分布尚属均布,流型接近湍流。1.2.3、旋转干燥器的设计通过对被干燥的物料的热量衡算知干燥所需的空气质用流量后，即可依据试验确定的临界流速确定干燥室直径。依据气固相颗粒聚式流态化原理确定干燥室的有效高度。(1),干燥室空气质量流垃儿(依通过物料和热雄衡算得：,顼G+046T-7；)+%6八7；7；)+0*一(Cc+C,Wl-)(,其中，E水分蒸发室(g)G-蒸发潜热(Ag/J)，一干品质量()Q1一热损失<kcaUh)(一热空气入口温度CO八一热空气出口温度<,C)7；一湿料温度1.C)G一蒸气比热(kcaHkg，C)G一蒸汽比热(kcaHkg.-O修一空气进口湿度(C)(2)、干燥室直径。(?)D傍式中,办一出口条件下空气密度(刈/)4一操作流化旗量流量(4")心一操作流化速度(kgh)、干燥有效高度，KM÷l().35河,(1-3)式中,“。一静止高度(加)U,一临界流化速度(”，)g一重力加速度(msDD-干燥室直径5)、干燥室分级器半径阳加)东北高校硕士林阍女士曾对分级器半径进行探讨，圾终得出分级器探讨成果如下：分级器半径R与产品粒度满意以下关系式：d(t=4.8f-+4/?+2(1-4)事实证明，该关系式在很大程度上满意生产要求，对实际设计及生产都有极大的指导意义。式中，R一分级器半径(？)么一产品粒度(切)1.2.4、自动化限制技术在内蒸干燥生产过程中的应用现状我国生产及探讨领域中所运用的旋转闪蒸干燥设备,为几台是丹麦引进的产品。其自动化技术水平主要体现在以下几个方面：(1)、干燥室热源热量自动调整，主要体现在进口温度自动检测、调整和报警:(2)、干燥室出口温度自动检测，调整和报警：(3)、有关设备、有关部位的温度压力等工艺参数的自动检测、显示和报警：目前国内生产的旋转闪蒸干燥设备，其自动化水平与国外产品相比存在肯定差距，大部分厂家仍枭纳传统的生活限制方式：(1)、干燥室入口温度自动检测、显示：(2)、干燥室出口温度自动检测、显示；(3)、有关设备、有关部位的温度或其它参数的自动检测、显示。从以上对国外、国内旋转闪蒸干燥机上自动限制系统对比分析，可看出我们这个领域内最大的弱点就是不能实现对进口、出口温度的自动限制。而这一点又恰恰是影响生产率和干燥质量的关键。目前我国在干燥生产中对干燥室入口温度和出口温度的限制，多采纳人控方式，这种方法使限制误差大且不刚好，若无人在场，则常常影响机器的正常运行，即影响生产率，又影响作业质量。1.3、本课题提出的意义尽管旋转闪蒸干燥技术应用很广泛，但其理论探讨还很落后，系统全面地介绍旋转闪蒸干燥装置的流体力学、传热和传质的文献很少见。目前的放大设计和操作参数确定主要依靠于试验和阅历。因此.本课题针对目前的探讨和设计现状.大胆地运用新型理论来进行干燥器的结构和参数设计，通过进一步改进和完善干燥室的结构，强化干燥过程，为探讨中的理论供应实践的机会。其次章方案论证2.1、 旋转闪蒸干燥机设计任务书2.1.1, 设计任务本课题主要是设计台旋转闪蒸干燥机用于燃料及中间体，特殊是酸等物料的干燥，每小时蒸发的水分为4o0,干燥直径为视Ooo、已知条件被干燥物料名称：H酸干燥筒体直径为中1000。、运用寿命旋转闪蒸干燥机运用年限为25年，年工作360天，每天工作10小时：则a=258360=7.2×IO42.2、 旋转闪蒸干燥机传动系统方案设计动力源选择电机，为满意传动比要求，传动系统可以选择齿轮箱减速器和皮带传动，但是考虑到经济性，选择皮带传动，从东带轮固定在搅拌轴的卜.方。其结构图如下：图21旋转熬干馔机结构简图2.3、 工作过程饰述空气经鼓风机送入加热器，被加热后从干燥机底（W面切向进入干燥机，形成高速低压的旋转喷动气流，物料经螺旋加料罂进入干燥筒下降与该气流相遇，在流化室里破裂流化，进行传热传质过程，水分渐渐除去，物料得到干燥。废气经旋风分别器、袋式分别器两次气固分别后，由引风机将废气排到大气，而产品分别经旋风分别器、袋式分别冷底部，经星型卸料器排到产品贮槽。第三章旋转闪蒸干燥器介绍3.1、 闪蒸干燥装置的系统组成ffl3-1加代快速I燃机1. 3、4一电机2空气加热战5加料7分级拓8破风分1：»9布袋过渡戏10计14机11一里里卸料器旋转闪蒸干燥潦程如图3-1所示，主要由电机，空气加热器，加料器，分级器，旋风分别器，布袋过滤器，排风机，星型卸料器等主要设备构成。来自压滤机的音状物料在加料器中经搅拌初步破裂后，由旋转的螺旋加料器定时定量送入干燥器流化段，在潦化段被搅拌器进一步尚心，破裂：干燥过程中所需簇新空气由过滤器引入，经煤气加热炉加热到所要求温度后送入热风分布港,经干燥器底部狭缝以较大风速进入流化段与被搅拌物料充分接触,促使物料形成流化状态起先沸腾.由石物料处在离心、搅拌、粉碎的状态下，块状（或球型）物料表层快速干燥，并分别形成体枳较小的球型或不规则球量颗粒，在旋转热风作用下送入分级冷，较大较湿的未干燥颗粒乂落回干燥室中。送入分级器后的细小物料由排风管排出再经布袋过渡器分别，空气经尾气风机排入大气，物料由布袋过渡器底部星型和料器11）排出，成品包装出厂。该装置特点：（1）、设备紧凑，占用空间少，生产实力大，满意/小设备大生产客户的要求,从港饼到成品一次干燥，削减操作程序。(2)、单位产品能耗低，该干燥涔可在较高温度卜.干燥含固量高的物料，较其它很多干燎设备能耗低以吉化染料厂生产H酸为例，每吨产品耗煤1747m3,含水量少，大大节约了能源。产品收率高，质量好。以干燥H酸为例，利用闪蒸干燥装置可提高收率5%,而且粒度匀称，含水量小。从干燥原理上讲，不同的物质所消耗的能量是不同的，干埃物品每单位重量所消耗的能量与干燥方式、热效和物料中的含水量有关。在干燥过程中，节约能源的关键是物料的总含固量，假如在干燥前，把物料中的水分较多地解除，那么干燥的成本就会下降。米3-1含周Ut与能耗关系我进料中总的含固贵每出IkR的成品所蒸发的水.kg109.00201.OO302.33401.50501.00600.66700.U800.26我3-2旋转瞬时f*、啧寡t燥的比较生产能力旋转的时干悚喷客干馒物末出产率,kg/h25002500进料含固fib%6550进料率，kg/h36254975水分蒸发1上kg/h13252475进口温度，C700700气体消耗fibm3h130745»<P>(ft=35800KJm3干悭空10.95.4占地面积m245110建厂房鬲度m715长方体枳m33151650由表3-1可以看到，总含固量提高30%40%,能耗就降低35.6%,而当含周量:被提高50%70%,能耗可降低58%,陵之带来设能尺寸和建设成本也降低。表3-2列出了选择快速干爆与喷雾干燥的比较。犹如其它的气动干燥系统，运用热力回亚系统能进一步地节约能源，这一系统是由空气对空气的热交换器，双液热交换器或部分干燥空气的循环系统组成，这种系统的选择主要依箱于所需干燥物料以及对设备的设计，即假如物料能在过渡器中被旋风分别器分别，那么这套热力回复系统的运用就能使热能节约10%20%.(1)、自动化程度高，操作简洁，从煤气点燃到入口温度、出口温度、加料量的限制均在操作室内限制，降低J'人工劳动的程度。在煤气点燃处安有自动平安装置，增大平安运行的牢靠性。(2)、投资费用和检修纱较小，该装置设备少，修理便利，削减检修工作量，并且其综合投资费用也少丁喷雾干燥装置.(3)、该系统密闭性好，爱护工人健康和削减对环境的污染。除去干燥空气中的氧气，是解除失火与尘埃爆炸的圾主要因素，通过运用情性气体能达到防爆的效果。例如，把氮气或二氧化碳作为干燥媒介，或使空气惰性化，即运用化学当量燃烧后的废气，通过上述方法，可使在干燥媒介中的氧气含量降低到尘埃不行能爆炸的水平,含氧量一股要保持在8%以卜.，在操作过程中,最平安的含氧量是保持在2%-4%其它防止设备爆炸的方法，还有采纳灭火设备或通过运用平安盘或减压板的方法等。用在旋转瞬时干燥机干燥室中的常规爱护方法是防爆盘。在干燥室的顶部它被固定在法兰之间，防爆盘在压力0.05lbar之间特别有效，由于整个设备特别坚实，所以防爆孔的面积是很小的。3.2、 工作原理到目前为止，关于旋转闪热干燥潺的工作原理还没有成熟理论。国内外从事干燥技术探讨的专家也只是在小型试验和生产基础上形成的闪蒸干燥装置的结论。本文依据生产实践状况对干燥理论加以介绍。旋转闪蒸干燥过程实质上是传质传热同时进行的过程由于物料与气流在设备内不同部位的接触状态与流淌状态不同,传质传热过程的进行也不相同.因此干燥原理分两部分叙述.3.2.1、 给碑闪装快速干燥原理物料经螺旋加料器进入干燥罂后，物料中的小颗粒随上旋气流呈螺旋状态上浮，大颗粒因具有较大沉降速度而下沉，在下沉过程中，由湿分蒸发而使粒子间结合力减弱，经搅拌打碎后与从底隙以相当高的喷动气速旋转的热气流相遇，形成两相间较大的相对速度，由于气流对固体颗粒产生剧烈的剪切、吹浮、旋转湍动作用，促使传热传质边界匕减薄，削减r传热传质的阻力，增大r气固相间的传热传质系数，与此同时，由于颗粒相互碰掖与摩擦及搅拌破裂使物料微粒化,从而使物料中非结合水分闪蒸。气流经底陷进入倒推形流淌空间，流通截面积由小变大，使气流速度自下而上的渐渐降低，不同粒径的颗粒分别在倒锥内不同的高度悬浮，增加了颗粒的停留时间，从而有利于水分汽化。由于在热风入口处存在着较大的传热差和传质温度差，在其推动F.物料重绝大部分非结合水分汽化到气相中，从而在粉碎闪蒸干燥室内形成特别高的干燥速度，使物料快速干燥.3.2.2、 旋转气流流化送干燥原理图3-2旋转内藻爆器的工作Ki理小颗粒沿干燥简壁呈螺旋状上升，与筒壁产生摩擦而使粒子接着微粒化，从而缩短r内部水分向蒸发面扩散的距离，降低J'临界含水量，保持较离的干燥速度。由于气流作用使粒子潦化并呈螺旋状上升，边输送边干燥，增加了粒子的运动途径，延长了气固相接触时间，从而提高了干燥效率。这一点对降低气流干燥器高度具有实在的意义.与此同时，由于颗粒处下悬浮和旋转状态，在离心加速作用下，使气固相间的相对速度增大，提高了传热传质系数，从而强化了干燥过程。图3-2是旋转闪蒸干燥港的工作原理图。依据干燥过程中发挥的作用可以把主体设备分为三部分：底部是流化段，中间部分是干燥段，上面部分是分级段。各段结构不同，所起作用不一样，我们初步加以分析：(1)、流化段如图所示，流化段是物料入口以下部分，内设有搅拌器。它能帮助破裂高粘性物料，使湿料与干燥热空气充分接触，产生最大的传热系数。干燥热风从切线方向以肯定的风速进入干燥器底部环形通道，从壳底缝隙进入流化段。由于通道截面突然减小，使动能增加，风速增大，这样在罂内形成具仃较大风速的旋转风场。物料自螺旋输送器进入干燥器后，首先承受搅拌器的机械粉碎。在离心、剪切、碰撞的作用卜物料被微料化，与旋转热风充分接触形成流化床而被流态化。处于流化状态的颗粒表面完全暴露在热风中,彼此间相互碰撞和摩擦，同时分份蒸发，使粒子间粘性力减弱，颗粒之间成分散、不规则的运动，使气固两相充分接触，加速了传热、传成过程。在流化段内冷热介质温差大,大部分水分在此区蒸发，只有充分干馍后的做粒才能被热风带出流化段.流化段属丁高温区，物料湿含珏较大，当物料分水放失后，它已完全脱离了高温区进入了干燥段。因为流化段物料颗粒内部保持肯定水分，物料不会过热。干燥的微粒瞬间脱离高温区，所以旋转闪蒸干燥设备对热敏性物料特别适用.经过流化床干燥后，物料被破裂干燥成各种干燥粒度不同的球形和不规则颗粒,在旋转空气的浮力和径向离心力的作用下，未干燥的颗粒在较大的离心力的作用下向器壁运动，因具有较大的沉降速度而落网流化段重灾流化干燥：较小的颗粒向上进入下一步干燥一干燥段。、干煤段干燥段是加热螺旋以上到分级器之间的空间，此时物料在旋风场中接着干埃“较小颗粒接若向上进入分级段：较大颗粒在器壁四周向上运动与分级器碰撞下落重新干燥，直到达到干燥质量要求。干燥段的热风经过流化段质热交换后，风速减小，湿度增加，这保证了干燥段在稳定的条件下顺当进行，限制了物料在干燥段停留的时间，依据空气在干燥涔内停留时间来谢整空气流速，就使成品的粒度、产量及最终含水量得到限制，从而在干燥错内形成个进料速率和符合要求的干品产量之间的平衡。由于流化床具有自调停留时间的特性，旋转闪蒸干燥器酸终产品的含水量很少受到进料湿含量波动的影响，这也是该干燥器的优点之一。(3)、分级段«回收室I-分级环-转转流化室4-双/出加料粉J-JRt¾2J.粉碎闪晶千像空1.及舁叶片ra3-3货转闪熬干燥器的Wi构分级段是包括分级器在内的分级器以上部分，分级器是一个开孔圆挡板，通过变更孔直径和分级段裔度，变更空气流速就可以限制离开干燥器的粒子尺寸和数量。在此段干燥完成,达到粒度要求的物料随热风带出进入旋风分别滞和布袋除尘器，经星形卸料微卸料后包装出厂。3.3旋转闪蒸干燥器的结构特点闪蒸干燥器结构如图所示。干燥器一般均采纳46mm厚度的SA3I61.不锈钢板制造，外加保湿J3镀锌板固定.干燥室底部设凭倒锥体结构，其外圆环为空气分布涔,与热风入口相连，热风与此以圆环状分布在简体外闱，从简体底部狭缝以切线方向进入流化段形成旋转风场.环隙尺寸是干脆影响干燥器工作状况的主要参数。倒锥体结构可使热风流通截面自下而上不断变小，从而保证了下部的大颗粒处于流化状态的同时.，上部的小颗粒也出于潦化状态。另外,倒椎体结构还缩小J'搅拌轴悬臂部分的长度，增加了运转的牢靠性，还可有效地防止在高温区工作的恶劣状况，从而延长轴承的运用寿命。流化段内设有搅拌器用来破裂、混合物料，使热风和物料充分接触并保证粒子在干燥室高温区停留时间为短，为防止物料在搅拌器作用下地向器壁，黏结在器壁上出现“结巴”现象，会导致不能正常操作，搅拌齿上安装刮板，并与室底及器壁都有微小间隙，可以保证物料在与器壁黏结坚固之前便将其利落。另外，搅拌转速也应合理选择，其转速的常规范围为5O5OO转/分“搅拌轴与干燥底部有良好的密封装置。干燥室顶部的分级器是一个带孔的圆形板，类似于孔板流量计，但有肯定的角度，分级器的作用主要是将颗粒较大、还没仃干燥的物料分别挡下，以接着进行干燥，从而保证满意产品粒度分布窄、湿含量匀称一样的要求。分级器孔径大小和高度确定干晶粒度，当高度肯定时，孔径越小其产品的粒度越小。为了防止物料变版，在推底热风入口处设置冷风爱护。热风起先与物料的接触处，温度很而，一般接近热空气的温度，远远高于床层中的温度，操作中难免出现少部分物料在缝隙旁边黏结，如殍留时间过长，会导致物料变质，甚至产生熔化。为了避开这一现彖，增设局部冷风爱护，可以降低该处器壁温度，使操作得以顺当进行。干燥室底部设置的搅拌齿及热风分布落的切线入口结构保证了流态化过程的正常进行，强化了传热传质的干燥过程。针对个人风口而导致的物料积累现象.本奘置设置广两个入风口，这样物料无论在什么位置都没有积累的可能，增加J'热交换率，同时也可以加速气流的湍动，强化流态化过程。另外，干燥室温度分布比较匀称,如图3-4所示：出口度120llHf120131UlHtM流U底T5VUO12IUsI<>«3-4旋行快速干坳机内温度分布4.1、 设计任务与已知条件：4.1.1、 设计任务本课题主要是设计旋转闪蒸干燥器用于染料及中间体，特殊是H酸等物料的干燥，每小时蒸发的水分为400。，干燥器直径为l(N)0°4.1.2、已知条件被干爆物料名称：酸物料进口含水量：%=40%（湿基）物料出口含水量：g3%（湿基）蒸发水JR量：w=300J物料入口温度：Q1.15C物料出口温度：Q?=75C绝干物料的比热：G=（）3kealkg-,C物料的积累盘度:n=440kgtn'平均粒径：dp6m主机人口热空气温度：Z1=200'C主机出口热空气温度：Z2=120C湿空气初温：tl=2（C湿空气相对湿度：k=70%干燥器筒体直径：D=KXXhwn4.2、 旋转闪蒸干燥器参数的确定4.2.1、 流向及鬣热体的选獐、流向的选择依据物料的性质：、物料在温度较大时，允许快速干燥而不会发生裂纹或焦化现象：、干燥后的物料吸湿性小，不会从我热体中吸I可水分，降低产品的质量.所以，采纳并流方式，即物料移动方向与载热体流淌方向相同。（2）、我热体的选择因为被处理的物料的湿度不能太高，否则简洁变质，达不到生产的目的。所以一般采纳空气经加热炉预热到25OC后进入热风分布室，这样可得到较高的体积蒸发率和热效率。4.2.2、 干燥过程的物料衡算和热量衡算确定物料在干燥时每小时蒸发水重:忸W,须要供应的空气量及所需热量另外还可以确定产量，热效率等参数。（1）、湿空气状态参数的确定：、湿空气的湿含量/和热熔/«的神定/、/°均可以通过图解法和公式计算两种方法确定，以下主要是通过图解法求得：查湿空气熔一湿图（即/一图）即可求出:HO=OOI阳水）/砥绝干空气）/°=Uha山（绝干空气）周、主机进口处热空气状态参数的确定湿空气经热风炉或换热器加热后其湿含量，。保持不变，所以经加热后的湿含量H等于加热前的湿含量Hn,即Ht=Hii=0.01依（水"砥绝干空气）（4-1）/,=（0.24+0.461Hy,+597.I=M.0kal/依（绝干空气）（4-2）乩一主机进口处热空气的湿含员（Ag（水）Ikg（绝干空气）1.-主机进口处热空气的热培值依（绝干空气）、生机出口处空气状态参数的确定因物料在干燥过程中可以认为是等均干燥，所以主机出口处空气的热焙乙应等于进口处空气的热焰乙，即j=l=X.Okcahkg（绝干空气）（4-3）%=0.（M阳水）/四绝干空气）/一主机出口气体的湿含量（kg（水）4g（绝干空气）八一主机出口气体的热燧值HE心（绝干空气）（2）、干燥过程的物料衡算主要确定的参数有：。2成品产量（kfl!h）W维干空气的消耗量（总干空气】）U一湿空气的体积流量（w,5）1.湿气体的消耗量as/h）、将湿基含水量转换成干基含水量XI=；"1.=r°1=0-667（S水Jh肯定干料）（4-4）1-（OiJ-U.4X?=丁"一=J编=°©09（Ag水"】肯定干料）（4-5）l-<2I-0.03、肯定干科G：因每小时水分蒸发量W=300（/为己知，所以:IV3X1-X,-0.667-0.0309=471624(J干物料)(4-6)、成品产地G?：G2=Gl+X,)=471.624(1+0.0309)=486.2()(4-7)、每小时处理量G：GI=G,=l-0°3-X4X6.2=786.0(/*湿物料)(4-8)-i1-0.4町，牡一分别表示湿物料和干品的湿基含水量()X1,X?一分别表示干燥前后物料的干基含水量()G1,5一分别表示每小时处理的湿物料量和每小时得到的干品产量(kfih)、绝干空气的消耗址1.：气体进入干燥器前后，绝干气体质量是不变的，以M、，:分别表示气体进出干燥机时的湿含量,所以：W=1.(Hi-Hl)即W¾)1.=-=7;ThFr=100oO(总干空气""(4-9)Hi-Ht,0.04-0.01式中：£一绝干空气消耗量(A肝空气/力)、湿空气消耗量及进出干燥机空气的体枳流量A、匕-湿气体的比容(，/£湿气体)V0=(0.733+l.244H0),黑也(4-10)”3+2()=(0.733+1.244×0.01)x一系=OW,j空气湿气体)B.湿气体的消耗量小(依?)£(1=£(1+H0)=I(XXX)×(1+0.01)=IOl(X)(g)C.湿气体的消耗量U0=1.nVn(4-12)=1010()x0.8=8080(/M-)同理，可以按以上公式计算出进出干燥器时空气的体枳流量以，U2：£7,=1.1V1=(l+H1)(0.733+1.244H,(4-13)=I(XXX)×(l+0.01X0.733+1.244×0.01)+20°273=13044.6(/A)t2=1.2V2=1(1+/,)(0.733+1.244/,)-(4-14)273。73+12()=I(XXX)×(1+0.()4)().733+1.244×0.04)-273=11719.0(mj)(3)、干燥过程的热量衡鸵叫目的是为了确定物料干燥时每小时所消耗的热量,从而设计或选择加热设备,图41燃过程空气状态卷数变史图Q1.Cl图中：Q一热风炉或换热器的传热量1.一干空气流量Q,一干燥过程中的热量损失Q,在一湿物料、干品的温度G，%每小时干燥物料及干品的产量若不计热损失，则热风炉的放热量。等于湿空气经过热风炉的吸热量：Q=1.(Ii-I0)<4-15)干馍过程中，热风炉放热。用来完成空气的加热。到乙、湿物料水分蒸发量(W)、物料加热。到Q和平衡过程中热损失0.,其热平衡方程为：O=U2-0)=+G,m+0,(4-16)我们假设整个过程为等给过程(志向干燥过程)，因等焙干燥过程的条件为风干燥室内不补充热量Qn=0：干燥机因保温处理故热损失不计G=O;湿物料进出干燥机时熔相等&=G:所以，由热平衡方程式(3-13)可得：c=(2-l,)=i三X(54.0-II)=430000kad/h)(4-17)4.2.3、 设备的主要参数的确定，(1)、干燥器筒体直径。的确定：/)=1()(XM"为已知(2)、干燥罂内气体的轴向速度的计算：M=(,900,Di=H7l9.0/9(»x3.14xl2=4.l5ms(4-18)物料的沉降速度”)：%o=3(P*-P,p>Pf<4-19)=3.1×9.8×(44O-I.2)×I6×IOI.2=O.42m/s式中,耳一重力加速度(9m!s1)Pi一物料的密度(兀,=440w')。，一空气的密度(1.2m,)乙一物料的平均粒径(16x1()，”)闪蒸干燥器底部是一个倒锥体结构，其截面大小发生变更的同时，器内空气流速也不同，而空气流速的大小确定着物料在干燥室内的停序时间,也是个极其重要的参数.假如空气速度过大，物料在没有干燥前就公被风带走，而速度大小又使物料在室内达不到流化状态或者吹不起来。因此，一般通过实际物料试验来确定流速。通常选用35ms,简洁分散的物料宜采纳较短时间(V5s)。难分散的物料宜采纳较长时间(但最长不超过10分钟)。另外，依据有关文献及探讨成果，干燥室内气体的轴向速度应选用2.55mS之间，口必需满意气体的这个速度“应大于物料的沉降速度%,由以上计算可以若出：=4.15,介于2.55，”/S之间，且"=4.15>%=042加s,所以气体速度“满意条件回。(3)、干燥器分级器半径R的确定依据东北i校硕士林丽如上的探讨成果，分级器半径R与产品的粒度满意以下关系式：dp=4.8R2+4e+2(4-20)事实证明，该关系式在很大程度上满意了生产实际的要求，对实际生产以及设备的设计均有极大的指导和帮助，所以，/=3”，(取最小粒度)。3=4.8肥+47?+2即4.8相+4R-I=OR=0.201，”取A=2（X¼mm因而分级器直径为Q=2R=2200=400（叫式中一产品粒度（“D1.依一分级潜直径，半径（加）（4）、干燥器筒体有效度1.的计兑、干燥段以及破裂流化段高度1.的确定。A.依据仃美文献以及前人的探讨,干燥室内气体旋转圈数可按下式计算:(4-21)心丽款*9x0.52×20x106l().2×0.2×25×(16×10")2×(440-1.2)"0J17.7取N=20圈B、故气体在干燥段内的停留时间为:=2加NW,=/2×3.l4×0.2×2025=1.005(三)(4-22)C、所以干燥段以及破裂流化段总长/：1.1=ut=4.l5×l.005=4.2（，）（4-23）“一干燥室内气体的轴向速度BJ=42（X¼y11、收集室高度G的确定依据实际生产阅历，国内外同类沔品的设计与制造成果，以及出口管径的大小，可试确定"100O型SFD的收集室高度1.1应取为：&=750（,巾）阅历值J、干燥器筒体有效高度（即筒体总高）1.1<4-24)1.=1.1+1.t=4200+750=495()(三)式中，用一干燥器筒体半径（加）%一分级器半径（»«»）一倒锥体半径（一）,一流体黏度（PJS）口一固体密度（M,）匕一进口切向速度（加/s）取匕=25（ms）、进气管直径4的确定（若为圆管）网,4UI43044.6n.7.v、(4-25)<1.=!-=.1=0.430(，)3600W,V3600×3.14×25若为方管，则：4=(4-26)在此另作别论,式中：以一干燥落进风口空气体积流量（产/人）%进风口切向速度mis）、集风室通风截面面枳S的估算:S=SI=-13()44.6360叱3600×25=0.14494/)(4-27)S取值得依据作图与SI相近的值。（5）、环隙风速匕,以及缝隙高度的确定、环隙风速4空气经加热器（加热风炉）加热后沿切向以肯定的速度进入集气室，再沿环行底部健隙进入粉碎闪蒸干燥室，由于截面变小风速增大而动能也增大，在底部倒推形空间自下而上旋转上升，同时压力呈微负压，使湿物料快速闪蒸，其速度选择既要保证形成较强的旋转气潦，又要保证物料干燥所需时间。所以，一般环隙速度取在30ms60ws左右，般主要取30ms左右.本设计取匕=30$13044.63600r)/?13044.6360()兀XIXh=3(Xms)<4-28)、所以，缝隙的高度可按下式计算:13044.636OO×11×l×3O=0.038(，/S)<4-29)式中：4一进入干燥器空气的体积流量()S/一环隙面积(/H2)。一干燥潺筒体直径(100omm)人一环隙高度)(6)、出气管直径4依据旋风分别器对干燥机出口风速的限制，般VHI=IO20，”/S之间,而对于扩散式分别器，一般取V出=1618ms,本设计取=17加$。则：Ui=9()0z11j(4-30)d,=户=J“7191=o4939(M900mmV900×3.I4×17取标准直径：W=O.500(，”)杳表若为方板,则边K出为:(4-31)<,=f三lp6002vrtj本设计取圆管,方管不另作计算.(7)、搅拌器的功率计算、搅拌器类型的选择搅拌器的类型是依据搅拌器操作目的和搅拌造成的流淌状态而定的,所以必需依据具体的搅拌要求来进行选型。本干燥机搅拌器的作用主要有以下几点：A起破裂物料作用；B形成旋流(径向流和轴向流)：总之，该搅拌器的作用是通过进一步破裂物料并形成肯定的旋转流来使物料与热空气充分接触，强化传热与传质过程，使干燥过程得以充分快速地进行。依据以上搅拌要求，并通过比较各类型的搅拌器的结构特点,另外也参照实际设计中的阅历，自行设计一种组合式的搅拌器的浆型，其结构特点有以下几点：A上面有双层八叶平直叶，顶部带有小刮板，主要起破裂和清除壁上结疤以及形成径向轴向流的作用：B底部是带有肯定倾斜度的框式的四叶片浆叶，主耍起消除壁上结疤以及形成轴向流的作用。所以，该组合形式的搅拌器浆型基本上满意了闪蒸干燥器的搅拌操作要求，另外,从搅捽转速=300rmin(已知)来看，该组合形式也能达到这个转速，而且考虑到浆式搅拌器结构简洁，简洁制造和修配，因而选用该组合形式的搅拌器。、搅拌器功率的计算因本搅拌器与传统的搅拌器的工况略有不同：传统的搅拌器一般用手气液、液固、纯液、纯固的物料的搅拌，而本搅拌器主要用于气固非均相系的混合搅拌。到目前为止，关于气固式搅拌器的功率的计算主要是通过参照国内外有关传统搅拌器的计算公式或阅历公式，并结合实际生产状况确定些系数而折算出来的。A、为简化计鸵，该气固非均相系可近似的看作黏度较低的均布液体系统，则物料系统平均比重为：平均新度：=+2.5)=2O×IO6(l+2.5×0.3)=35×IOP(P=0.035<4-32)因为当固体颗粒粒度大于200目时，搅拌器事实上还要额外受到固体颗粒的冲击力，假如按平均比重和平均黏度计算，则得出的计算功率小于实际功率，按以上假设，该气固系统可近似的看作匀称的低黏度液体，则：取V=70(kgfnr')=1.83(cp)式中:尸一系统的平均比重(依，脑)九一物料的积累密度(心/“)Y气体的密度<kgmf)0固体颗粒的容积比一系统的平均密度(CP)一热空气的黏度(儿$)B、计算雷诺数乙，确定流淌状态:60J(WJOOOwdJJOoOxI703000882=359694>O(4-33)60x1.83所以系统处于湍流状态。