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1、附图1: 干燥装置流程示意图16旋风分离器干燥器空气加热器 废气 产品 风机 布袋过滤器 1 刘泽勇.气流干燥技术的应用J.甘肃科技, 2000, (5)2 李功样等主编.常用化工单元设备设计. 广州市.华南理工大学出版社.2003年3 上海化工学院:干燥技术进展1976（544 上海化工学院编:干燥技术进展、第三分册、气流干燥、(1979)（34）5 毕克侣:气流干燥器的设计、化工技术资料(设计分册)1964（96 潘永康主编.现代干燥技术.北京市.化学工业出版社.1998年（36）7 天津大学化工原理教研室编，化工原理上、下册(第二版) M. 天津: 天津科技出版社,1996（35）8 黄
2、少烈、邹华生主编.化工原理（第二版）.北京市.高等教育出版社 .2002年 月第一版（19）9 柳金江, 刘超锋, 何清凤. 烟丝气流干燥系统气流干燥器的设计J. 广州化 工, 2009,37(6): 173-174.10 张言文.气流干燥器数学模型及分段设计计算方法J.计算机与应用化学, 2006,(04).11 高嘉安主编.淀粉与淀粉制品工艺学.北京市.中国农业出版社.2001（27）12 匡国柱 史启才主编.化工单元过程及设备课程设计.北京市. 化学工业出版社2002年1月第一版（29）6 柴诚敬.化工原理课程设计M. 天津: 天津科学技术出版社, 2000（45）7 合肥工业大学化工系
3、化工原理教研组:对流式干燥设备的设计(1963).（22)刘泽勇.气流干燥技术的应用J.甘肃科技, 2000, (5): 71 气流干燥器的设计一、设计任务化工原理课程设计任务书二十六二、设备的简介气流干燥器一般由空气滤清器、热交换器、干燥管、加料管、旋风分离器、出料器及除尘器等组成。直管气流干燥器为最普遍的一种。它的工作原理是：物料通过给料器从干燥管的下端进入后，被下方送来的热空气向上吹起，热空气和物料在向上运动中进行充分接触并作剧烈的相对运动，进行传热和传质，从而达到干燥的目的。干燥后的产品从干燥管顶部送出，经旋风分离器回收夹带的粉末产品，而废气便经排气管排入大气中。为了使制品的含水量均匀
4、以及供料连续均匀,在干燥管的出口处常装有测定温度的装置。直管气流干燥器分单管式和双管式两种型号。 旋风分离器是最常用的气固分离设备。对于颗粒直径大于5微米的含尘气体，其分离效率较高，压降一般为10002000 Pa。旋风分离器的种类很多，各种类型的旋风分离器的结构尺寸都有一定的比例关系，通常以圆柱直径的若干倍数表示。三、工艺条件1.原料：玉米淀粉2.物料含水量w1=25%（质量分数）3.产品含水量w2= 14%（质量分数）4.产品平均粒径： 0.1545.新鲜空气温度 : 156.空气干燥温度:907.新鲜空气湿度：0.00737.物料进口温度:258.干燥生产能力G1: 15000t/y(产
5、品)9.淀粉临界湿含量：0.0210.淀粉比热容：1.55kJ/(kg)四、工艺数据计算1. 物料衡算：=0.333 kg水/kg绝干料=0.163 kg水/kg绝干料气流干燥管内的物料衡算式：G（-）=L（-）绝干物料量: G= = =0.40t/h=400/h (按一年300天，每天24小时生产计算)a. 干燥蒸发水分：W= G（-）=400（0.333-0.163）=68kg/hb. 干空气流量：L=2. 热量衡算:干燥管内热量衡算式:L+ G (+)=L+G (+)选定空气出口温度=50,假设物料的出口温度=35对于空气-水系统,运用下式:I=(1.01+1.88X)t+2490X所以
6、进口空气的焓值:=(1.01+1.880.0073)90+24900.0073=110kJ/kg出口空气的焓值: =(1.01+1.88)50+2490=50.5+2584将 代入热量衡算式中:110L+400(1.55+4.1860.333)25=L(50.5+2584)+400(1.55+4.1860.163)35整理得L=联立物料衡算中的式可求得: =0.023 L=4331kg/h =110kJ/kg 3. 检验假设的物料出口温度,按下式进行校核 -=(-)其中: -物料临界湿含量 % -物料比热容 kJ/kg t-出口空气处湿度温度 r-湿球温度t下水的气化潜热 kJ/kg由工艺条件
7、得: =50 =1.55KJ/(kg) =0.333 =0.163 =0.02 查表得:t=30 r=2423.7 kJ/kg代入上式求得=34,与假设温度35基本相同,假设正确.4. 气流干燥器直径的计算a.最大颗粒沉降速度:取3=30.1540.45mm 干燥管内空气的平均物性温度为=70 ,查干空气性质表得:该空气下的粘度=0.0206Pas ,=1.029 kg/，另外淀粉=1500 kg/所以=3248因为属于 1.833.5范围内,由经验式 +0.14=把=3248代入,用试差法求得=55所以=7.15 m/sb.气流干燥管内的平均操作气速:如果取气流干燥管内的平均操作气速为最大颗
8、粒沉降速度的2倍,即=2=27.15=14.3 m/s,圆整后取气流干燥管内的平均操作气速=15 m/sc.干燥管内直径D: 干燥管内空气的平均温度为70，平均湿度=0.0151 kg水/kg干空气，则平均湿比容=(0.772+1.2440.0151)=0.994 湿空气/kg干空气所以干燥管内体积流量 V=L=43310.994=4305/h故气流干燥管直径D为：D=0.32 m 取整，即D=0.35m5. 气流干燥管长度Y： 物料和气体在气流干燥管内的温度及湿含量变化如下图所示， 气体：=0.0073 =0.023 =90 =50 =30 物料：=0.333 =0.163 =25 =35因
9、为所以物料一直处于恒速干燥阶段。在恒速干燥阶段（包括预热段），水的气化温度为=30（查I-H图得），水的气化潜热=2423.7 kJ/kg.a. 物料干燥所需的总热量Q:Q=G(-)+(+)(-)=(0.333-0.163)2423.7+(1.55+4.1860.333)(35-25)=49.0 kwb. 平均传热温度差： =34.1c. 传热膜系数：对平均直径0.154 mm的颗粒来说， =130查阿基米德数与雷诺数关系图知5，故=0.7 m/s则=（2+0.54）=（2+0.54）=619 wf.气流干燥管长度Y: a=,其中 为非球形颗粒的面积系数及体积系数,一般情况下, /=6,故a可
10、简化为由于a=0.20 所以干燥管长度Y=11.6 m圆整后取Y=12 m 主要符号说明-阿基米得数a -单位干燥管体积内的干燥表面积,-颗粒与流体间的对流传热系数, w/()五、主要附属设备的计算与选型1空气加热器的选择翅片加热器将湿空气由15加热到90所需的热量为Q=L（1+）CP1（90-15）=4331（1+0.0073）1.009（90-15）=3.30（kJ/h）取加热蒸汽压力为0.2Mpa蒸汽的饱和温度为120，汽化潜热为2205.1kJ/kg，冷凝水的排出温度为120，则水蒸气的耗量为=149.8（kg/h）传热温差为=60若选SRZ55Z翅片式散热器，（附表2）每片传热面积为
11、8.78，通风净截面积为0.155m2，则质量流速为kg/(m2s)，查得传热系数K1=100KJ/( m2h)，故所需传热面积为A1= m2所需片数为，取7片，实际传热面积为61.5 m2。由此，可选SRZ55Z翅片式散热器共7片。2. 进料器的选择根据进料量，选取Zd-2000传动送料器。该吸收欧美上料机先进技术，自行设计生产的高效上料机，适用各种粉、粒、破碎回料及化工原料，每小时上料量0.4吨的系列产品，直接上料高度25m，具有性能稳定、节省人力、安全可靠等特点。电源为 ? 3380V 50Hz；A电机功率为1.1 Kw；B电机功率为0.75 Kw ；送料管直径为141 ?；送料容量为
12、200 Kg；料箱尺寸LWH为（1408590 ）cm；机器重量为 460 Kg。3. 风机的选择因为操作压强为常压，系统需要2台风机，即干燥管前安装1台鼓风机，干燥管后安装1台引风机。阻力也以干燥管为基准分前段（从空气加热器至干燥管之间的设备和管道）阻力和后段（干燥管后的设备和管道）阻力。在操作条件下，空气流经系统各设备和管道的阻力如下表所示。系统阻力估算:设 备压 降/Pa设 备压 降/Pa翅片加热器200旋风分离器1200管道、阀门、湾头等300脉冲布袋除尘器2000合 计500干燥管1500消音器300管道、阀门、湾头等400合 计5400a.鼓风机的选型 鼓风机入口处的空气温度为15
13、，湿含量为0.0073，则=（0.773+1.2440.0073）=0.83（m/kg 干空气）V=L=43310.83=3595 (m/h)取安全系数，故所需的空气流量为35951.1=3954 (m/h)系统前段平均风温按65计，密度为1.044kg/ m,则所需风压（规定状态下）为500（1.18/1.004）=587.6（Pa）。取安全系数故所需的风机风压为587.61.1=646.4 Pa综上所计算，选用6-46-11型离心通风机，其风量为50348770m/h,风压为5003230Pa。（附表3）b.引风机的选型 系统后段平均温度按50 计，密度为1.093Kg/m,则引风机所需风压为5400取安全系数故所需的风机风压为61331.1=6746 Pa取引风机入口处的风温为50，湿含量=0.023，则=（0.773+1.2440.023）=0.948（m/kg 干空气）V5=L=43310.948=4106(m/h)取安全系数，故所需的空气流量为410
