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1、目录第一章 绪论41.1、概述41.2、旋转闪蒸干燥机的研究状况51.2.1、干燥室内实测气体旋流压力分布及旋流压力分布的理论计算51.2.2、气体在干燥室内流动速度分布实测结果61.2.3、 旋转干燥器的设计71.2.4、自动化控制技术在闪蒸干燥生产过程中的应用现状91.3、本课题提出的意义10第二章 方案论证112.1、旋转闪蒸干燥机设计任务书112.1.1、设计任务112.1.2、已知条件112.1.3、使用寿命112.2、旋转闪蒸干燥机传动系统方案设计112.3、工作过程简述12第三章 旋转闪蒸干燥器介绍133.1、闪蒸干燥装置的系统组成133.2、工作原理163.2.1、粉碎闪蒸快速
2、干燥原理163.2.2、旋转气流流化输送干燥原理173.3 旋转闪蒸干燥器的结构特点19第四章 旋转闪蒸干燥器的设计214.1、设计任务与已知条件：214.1.1、设计任务214.1.2、已知条件214.2、旋转闪蒸干燥器参数的确定224.2.1、流向及载热体的选择224.2.2、干燥过程的物料衡算和热量衡算224.2.3、设备的主要参数的确定：274.3、旋转闪蒸干燥机的结构设计344.3.1、电机的选择：344.3.2、传动装置参数的确定354.3.3、V带传动设计：354.4、轴的设计：404.4.1、初步估算轴径404.4.2、轴的结构设计414.4.3、轴上受力分析414.4.4、弯
3、矩图444.4.5、转矩图444.4.6、计算弯矩图444.4.7、校核轴的强度444.4.8、校核轴的疲劳强度454.4.9、轴的弯曲刚度校核464.5、轴承的设计474.5.1、轴承的选择474.5.2、轴承的校核474.6、支撑装置设计：484.6.1、支架的设计484.6.2、底板的设计494.7密封及润滑装置设计494.7.1、密封装置设计494.7.2、润滑装置设计494.8送料装置的设计494.8.1、功率计算：494.8.2、电机选择504.8.3、带轮设计504.8.4、减速机的选择554.8.5、联轴器的选择554.8.6、输送段的设计554.8.7、密封及润滑装置设计59
4、第五章 经济效益评估及环保分析615.1、经济评估的目的615.2、经济分析计算615.3、环保分析625.3.1、环保对干燥机设计的要求625.3.2、环保的内容与对策62第六章 结论及致谢636.1、结论636.2、致谢63参考文献64第一章 绪论1.1、概述旋转闪蒸干燥装置是八十年代在国外新推出的一种干燥技术和流态化技术综合为一体的新型干燥设备，它克服了干燥设备高、能源消耗大和流化床干燥不均匀的缺点，集两者之所长，成为具有高效、节能快速等特点的理想干燥设备。它特别适合于膏状物、滤饼等物料的直接干燥，弥补了粑式干燥效率低、产量小的不足，改变了喷雾干燥效率低而先稀释再进行喷雾处理的复杂过程。
5、几年来，旋转闪蒸干燥广泛应用于轻工、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、高稠度、热敏性膏状物料的干燥1。与其它设备相比，旋转闪蒸干燥装置技术先进，设备紧凑、操作简单、维修方便，强化了气固传热效果，使干燥时间大为缩短，产品质量及产量大大提高，节能效果十分显著，因此，这种装置出现后立即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19871991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，该设备运行可靠，生产稳定，容易控制，各项工艺指标均达
6、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，我国大连理工大学干燥技术开发公司、吉化化工设备厂、铁岭精工机器厂等已开发200、300、500、800等型号的旋转闪蒸干燥装置并投入生产，沈阳化工研究院与阿诚干燥器厂合作开发出次类型装置，均已投入使用。下面将闪蒸干燥装置在国内使用情况列入表11。表1-1旋转闪蒸干燥机在国内的使用情况1由表1-1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。未来干燥技术的发展趋势要求它具备以下特点：（1）设备紧凑，体积小，生产能力大；（2）单位产品能耗低，需要节能型设备
7、；（3）产品收率高，质量好，满足用户要求；（4）自动化程度高，操作简单；（5）综合投资费用和检修费用少；（6）消除对环境的污染。闪蒸干燥装置可满足以上要求，故是较理想的干燥设备。但是，我们同时也注意到它不是万能的，要根据实际生产情况选用。本文对闪蒸干燥装置做较详细介绍，供大家参考。1.2、旋转闪蒸干燥机的研究状况自从我国引进旋转闪蒸干燥机以后，国内许多学者、单位对其作了大量的实验研究和理论分析，为该产品设计提出了参考依据。概括起来，目前获得的研究成果有以下几个方面：1.2.1、干燥室内实测气体旋流压力分布及旋流压力分布的理论计算2图1-3给出了干燥室内下断面的压力分布情况（搅拌器静止）。由图可
8、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1-4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，压力逐渐减小。各点压力值为：图11 理论压力分布 P+P0vt2/2=0，其中为圆形室最外圆处的压力，为气体在各点的切向分速度。图12 实际压力分布 1.2.2、气体在干燥室内流动速度分布实测结果2图14 实测压力分布图1-3图1-6四图中分别表示拆除与安装下搅拌器工况下，气体在干燥室内流动时切向及轴向速度分布情况。将图1-3图1-4进行比较发现，下搅拌器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15m/s，
9、1-4中最大的切向速度仅为 9m/s，可见，下搅拌器的存在，使系统流动阻力增加了不少。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13下搅拌器拆除时的切向速度分布图14 安装下搅拌器时的切向速度分布图16下搅拌器静止时的轴向速度分布图15下搅拌器拆除时的轴向速度分布的切向速度分布这是因为搅拌器本身较低的缘故。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量流量后，即可根据实验确定的临界流速确定干燥室直径。根据气固相颗粒聚式流态化原理确定干燥室的有效高度。(1)、干燥室空气质量流量通过物料
10、和热量衡算得： (1-1) 其中，水分蒸发量（）蒸发潜热 （）干品质量（）热损失（）热空气入口温度（）热空气出口温度（）湿料温度 （） 蒸气比热 （）蒸汽比热 （）空气进口温度（）(2)、干燥室直径（） (1-2)式中，出口条件下空气密度（） 操作流化质量流量 （） 操作流化速度 （）(3)、干燥有效高度 (1-3)式中， 静止高度 （） 临界流化速度 （） 重力加速度 （） 干燥室直径 （）(4)、干燥室分级器半径东北大学硕士林丽女士曾对分级器半径进行研究，最后得出分级器研究成果如下：分级器半径与产品粒度满足以下关系式： (1-4)事实证明，该关系式在很大程度上满足了生产要求，对实际设计及生
11、产都有极大的指导意义。式中，分级器半径 （）产品粒度 （）1.2.4、自动化控制技术在闪蒸干燥生产过程中的应用现状我国生产及研究领域中所使用的旋转闪蒸干燥设备，有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节，主要体现在进口温度自动检测、调节和报警；(2)、干燥室出口温度自动检测，调节和报警；(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一定差距，大部分厂家仍采用传统的生活控制方式：(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)
12、、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控制系统对比分析，可看出我们这个领域内最大的弱点就是不能实现对进口、出口温度的自动控制。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控制，多采用人控方式，这种方法使控制误差大且不及时，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，但其理论研究还很落后，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赖于实验和经验。因此，本课题
13、针对目前的研究和设计现状，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，为研究中的理论提供实践的机会。第二章 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一台旋转闪蒸干燥机用于燃料及中间体，特别是酸等物料的干燥，每小时蒸发的水分为，干燥直径为。2.1.2、已知条件被干燥物料名称：H酸干燥筒体直径为。2.1.3、使用寿命旋转闪蒸干燥机使用年限为25年，一年工作360天，每天工作10小时：则 2.2、旋转闪蒸干燥机传动系统方案设计 动力源选择电机，为满足传动比要求，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下方。其结构图如下：图2-1 旋转闪蒸干燥机结构简图2.3、工作过程简述 空气经鼓风机送入加热器，被加热后从干燥机底侧面切向进入干燥机，形成高速低压的旋转喷动气流，物料经螺旋加料器进入干燥筒下降与该气流相遇，在流化室里破碎流化，进行传热传质过程，水分逐渐除去，物料得到干燥。废气经旋风分离器、袋式分离器两次气固分离后，由引风机将废气排到大气，而产品分别经旋风分离器、袋式分离器底部，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 图3-1 旋转快速
