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1、Hefei Uvit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:队员：韩朝飞、陈国庆、韩朝飞教 师：高大明日 期： 01目 录 0 前 言31 任务书51 设计题目：直管气流干燥器干燥聚氯乙稀树脂512 原始数据512.1 湿物料5122 干燥介质6.3 水汽的性质62 流程示意图3 流程与方案的选择阐明与论证73. 1 干燥介质加热器的选择73.2 干燥器的选择83. 3 干燥介质输送设备的选择及配备93. 加料器的选择93 5 细粉回收设备的选择94 干燥器重要部件和尺寸的计算4. 1 基本计算
2、4. 1.1 湿物料4. 1. 2 湿空气10 1.3 干燥管直径D的计算114.干燥管长度和干燥时间的计算2. .1 加速段干燥管长度和所需干燥时间的计算124. 2 2匀速区的计算85 附属设备的选型19. 1 加料器的选择5. 2 加热器的选择95 3 旋风分离器的选择5. 4鼓风机的选择0. 抽风机的选择206 重要符号和单位217 参照文献228设计评价23.1气流干燥器的评价8 2设计内容的评价233 课程设计的结识和体会240前 言干燥一般是指运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
3、,广泛地运用于各行各业中，几乎波及国民经济的每个部门。同步干燥过程亦十分复杂,由于它同步波及到热量、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“知其然而不知其因此然”,的状况。对这一过程研究尚不成熟，正如A.S.Mujmdr在她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。 干燥技术的运用品有悠久的历史,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,特别是在化工生产过程中,干燥是最常用和耗能最大的单元操作之一。但是在过去相称长时间里,人们对于这项技术始终没有予以足够的注重，干燥技术发展相称缓
4、慢。通过近30年的发展,某些新的干燥技术已展露头脚,其中有些已付诸工业应用,有些还处在不同的研究和开发阶段，但己显示出巨大的应用潜力。估计在此后相称长的时间内，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合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2%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1/234，其因素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U为零，气流
5、速度为Ug,气流和颗粒的相对速度r=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减少,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=U=(-m），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状况可分为加速运动段和恒速运动段,一般加速运动段在加料口以上-3m内完毕。传热系数在干燥管底部最大,随着干燥管高度的增长,传热系数迅速减小,为了提高气流干燥器的干燥效率和减少其高度，发挥干燥管底部加速段的作用,人们采用了多种措施,研制了多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湿物料聚氯乙烯树脂。通过湿物料和干燥介质的性质以拟定
6、干燥器直管长度和管径，以及干燥时间。同步选定某些其他附属设备。本课程是化工原理课程教学的一种实践环节,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措施。为毕业设计和后来的工作了坚实的奠定基本。 . 任务书11设计题目：直管气流干燥器干燥设计1.2 原始数据2 湿物料原料量（)：=5000kg/h物料形态：散粒状、圆球形;颗粒直径：dp=200 dmax =500绝干物料密度：绝干物料比热:;初始湿度H=0025g/kg绝干料物料含水量(以干基计）：=2%干物料(产品）含水量:=0.5%干燥介质：空气稀释重油燃烧气（其性质与空气相似）临界湿含量： 平衡湿含量:*=0操作温度： 操作压力
7、(Kp）：11.32加热蒸汽压力：am(表压） 1.22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42. 水汽的性质干燥介质的比热容: cv884 kJ（)干燥介质的比热容: w=.18 kJ/(k）0时干燥介质的汽化热: r=249127 kJ/kg.流程示意图流程图中各部件阐明:1 鼓风机；2预热器；3气流干燥管;4加料斗;5螺旋加料器;旋风分离器;7卸料阀；8引风机。 3. 流程与方案的选择阐明与论证3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。干燥介质一般有空气、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措施。湿空气是干空
8、气和水蒸气的混合物，这里的干空气重要是由N、H2、2、H2、CO2、CO等和微量的稀有气体构成，各构成气体之间不发生化学反映,一般状况下,这些气体都远离液态,可以看作抱负气体;另一方面，在一般状况下,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(0.00MPa.04MPa）,而其相应的饱和温度低于当时的空气温度,因此湿空气中的水蒸气一般都处在过热状态,也很接近抱负空气的性质。因此我们选择是空气作为干燥介质。32 干燥器的选择气流干燥器合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在20%左右。由实验得知,加料口以上1左右的干燥管内,从气体传给物料的传热量
9、约占整个干燥管的1/2-3/，其因素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U为零,气流速度为Ug,气流和颗粒的相对速度Ur=U-U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减少，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U=Uo=(Ug-U），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状况可分为加速运动段和恒速运动段，一般加速运动段在加料口以上-3m内完毕。传热系数在干燥管底部最大,随着干燥管高度的增长,传热系数迅速减小。恒速干燥期间的物料温度几乎与
10、热空气的湿球温度相似，因此使用高温热空气也可以干燥热敏性物料。这种干燥措施干燥速率高，设备投资少。湿料由加料器加入直立管,空气经鼓风机鼓入翅片加热器，加热到一定温度后吹入直立管,在管内的速度决定于湿颗粒的大小和密度，一般不小于颗粒的沉降速度(约为1020米秒）。已干燥的颗粒被强烈气流带出,送到两个并联的旋风分离器分离出来，经螺旋输送器送出,尾气则经袋式过滤器放空。由于停留时间短，对某些产品往往须采用二级或多级串联流程。3 干燥介质输送设备的选择及配备 为了克服整个干燥系统的流体阻力以输送干燥介质,必须选择合适形式的风机，并拟定其配备方式。风机的选择重要取决于系统的流体阻力、干燥介质的流量、干燥
11、介质的温度等。前送后引式,两台风机风机分别安装在干燥介质加热器前面和系统的背面，一台送风,一台引风。调节系统前后的压力,可使干燥室处在略微负压下操作，整个系统与外压差较小,虽然有不严密的地方,也不至于产生大量漏气现象。3. 加料器的选择气体干燥装置采用的加料器必须保证向持续均匀地加料。加料器的型式应随物料的性质及操作规定的不同而定，最常用的有螺旋加料器、星形加料器等。螺旋加料器宜于输送粉状、颗粒及小块物料,密封性能好，操作安全以便,构造简朴执照费用低,此时我们所干燥的物料正好为颗粒状,因此此时选择螺旋加料器。35 细粉回收设备的选择由于从干燥器出来的废气夹带细粉,细粉的收集将影响产品的收率和劳
12、动环境等,因此,在干燥后都应设立气固分离设备。最常用的气固分离设备是旋风分离器,对于颗粒粒径不小于微米有较高的分离效率。旋风分离器可以单台使用，也可以多台串联或并联使用。4 干燥器重要部件和尺寸的计算41 基本计算4.1.湿物料= =0.0526G=(1033)=5000*.67=3350 k绝干物料/h .2湿空气(1）湿空气的初始温度为时H1=H= =2.49kPa=.0135CH0=1.0+184H0= 1.00+1.114*0.035=106 J/()(2)湿空气在干燥器进口处t1400时H1=（0.0285+0.057H）（t1+27)=(0.00835+0557*0.25）（400
13、23)=1.85m3/kg绝干气体=.16kg/m(3）湿空气干燥器出口处=.26+418*005=281(a) 试差法求干燥器出口处干燥产品的温度2由于产品的湿含量高于临界湿含量,则产品温度（即物料终温)2取湿球温度t2即2w2,带入如下公式: 用EXE表格视差计算w假设w=1, w=7.8077 rw=236.97 计算值tw50.2假设tw=4, p=2298 w=23467 计算值tw=43.11假设tw421, pw=8231 rw=2444 计算值tw=42.44假设tw=4.1, w=8.2905 rw=294348 计算值tw=42155假设tw=42.4182, pw=.912 rw=394.343计算值tw=4.1进一步细化后当假设w=4.11, w=.2912 rw=394.4 计算值tw=421418因此得到t=4.11（b）试差法求干燥器出口湿空气温度t2假设2=70带入如下公式： 经计算得 Gg=4805.85 kg绝干气/hH2=0.03767 k/g绝干气Qg325115k/h又由得25.784k
