毕业设计（论文）-溴虫腈旋转闪蒸干燥设备设计.doc

摘 要摘 要本文拟根据现代干燥行业随石化医药企业的大发展的带动下发生翻天覆地的变化。闪蒸干燥从一九七零年就在在制药和化工行业中运用。本文阐述的是运用于化工厂的一台溴虫腈旋转闪蒸干燥。该设备在设计过程中充分的结合了干燥、粉碎、分级为一体。是硫化技术、旋流技术、粉碎分级技术、及对流传热等一系列技术的优化组合，简化了生产工艺流程，节省了设备投资和后期的运转的费用。解决了化学工业中高黏性、高糊状物料的干燥问题。在该设备的设计中我们考虑到溴虫腈物料的粘合性，我们把加料器设计为双螺旋加料机，当物料经过粉碎后进入主机舱内，气固两相之间传热面积大 固体颗粒在气流中呈高度扩散悬浮状态，物料的热效率高，在主机内停留时间短，而后干物料会随着引风机的风到达出料口。关键词： 旋转；溴虫腈；闪蒸；除尘I 目 录目 录摘 要I导 言1第一章 旋转闪蒸的工作原理及工艺流程21.1 旋转闪蒸构造及工作原理21.2 生产工艺流程31.3干燥、输送余热利用工艺流程3第二章 溴虫腈物料分析42.1 溴虫腈物料参数42.2 物料分析42.3 溴虫腈物料成品样品5第三章 旋转闪蒸干燥设备设计方案53.1主机及加料系统设计53.2旋流塔设计63.3除尘器设计73.4热源设备设计83.5旋转闪蒸干燥总图93.6电器控制系统9第四章 设备重点技术设计方案114.1解决主机使用寿命短问题114.2解决物料粉尘问题114.3解决下料难和物料架桥问题114.4改进连接管12第五章 设备整体方案实施135.1设备制作135.2设备安装调试13结束语14致 谢15参考文献16II 溴虫腈旋转闪蒸干燥设备设计导 言溴虫腈，商品名除尽悬浮剂，中文通用名虫螨腈。是由美国氰胺公司开发成功的一种杂环类杀虫剂。随着国家高毒农药替代政策的出台，作为的无公害农产品的杀虫剂溴虫腈应用越来越广泛。用于溴虫腈的设备有振动流化床，气流干燥机。振动流化床等设备可以直接将物料投入干燥，但设备运行成本高、效率低，不经济且物料最终出现的细度不均匀。不能够将溴虫腈物料干燥到完美的状态。现在我们采用的旋转闪蒸设备是我们为克服静态干燥的能耗高、效率低而开发的一种新式高效流态化干燥设备，该设备完全的结合了振动流化床的受热均匀，干燥强度高和气流干燥机占地面积小，日处理量大的优点。本文设计的旋转闪蒸设备装有空气过滤器，其目的是为了达到进风口热空气的洁净程度，另外该干燥机还配备了旋风分离收料器，并增加了布袋收料，布袋能够有效的提高产品的回收率。提高企业的经济效益。1 常州苏邦干燥设备有限公司第一章 旋转闪蒸的工作原理及工艺流程旋转闪蒸干燥机是一种带有旋转破碎装置的气流干燥设备，能一次性完成高浆糊状物料的粉碎、干燥、分级等高效快速型的干燥设备，广泛的应用于食品行业、医药行业、化工行业的粉末、颗粒、浆糊状和滤饼状的破碎分散和干燥。具备占地面积小的优点以及热效率高，能耗低，大批量连续生产等优点。1.1 旋转闪蒸构造及工作原理干燥机的构造主要由热风分配器，螺旋加料器、搅拌器、分级器、旋转干燥室等几部分组成。如下图。旋转闪蒸干燥机在工作时，热工作由进风口以适合的喷动速度从设备底部进入搅拌粉碎干燥室内，物料遭到了撞击，剪切及摩擦的综合作用得到的分散块状物料快速的粉碎，在主机内与热空气充分的接触、受热、干燥。水分蒸发后的干粉料会随热气上升，分级环会将大颗粒物料挡住，小颗粒从环中心排出设备外，由旋风分离器进行二次收集，没有干透的物料和大物料在受到离心力作用下甩向主机内壁上，又落到设备底部被重新粉碎干燥。该设备的主体为圆柱形结构。由底破碎段、中部破碎段和高部破碎段组成。水平旋转搅拌器的底部由外部的驱动电机驱动，电机转速50 500 r/min（可调）。他的主要作用是：一个是支持从外面空气分配器切向式输入热空气构成硫化床层。第二,强大的研磨和混合作用,强化传热和传质过程,底部的湿物料迅速的被干燥。横向热空气通过循环器墙壁上的导向缝隙，,一致切线输入到干燥室内作为干燥介质,中央干燥段上设有螺旋给料机,高段分级段出口设有一个可变的均压环, 最终获得需要的物料细度。底部的螺旋输送机干燥湿的物料。大批的物料块由旋转搅拌和干燥的热空气沿着切线方向进入空气分配器内。通过干燥器和高速旋转的气流作用，重湿块被迫沿着干燥器壁向上移动,但由于重力过大它会很快下降到干燥室的底部。在设备主机底部，较湿较大的在搅拌器作用下粒子簇破碎，颗粒度较小，湿含量低的颗粒被旋转上升的空气夹带，在上升过程中进一步的干燥，由气固相做流动旋转，最终将物料干燥成品引出主机到达罗茨风机进行回收。图1-1设备结构示意图1.2 生产工艺流程冷空气经过空气过滤器的过滤以后进入鼓风机，然后由鼓风机引入换热器加热，以切线方向吹入闪蒸干燥机底部，然后由螺旋加料机从闪蒸干燥设备上部送入，较湿较大的物料被搅拌打碎呈流态化，然后随着热风一起向上运行，水分干燥后，经过旋风分离器进行分离大部分成品，少量的成品经过脉冲分离器进行回收，引风机将尾气排到大气中。整个操作过程在一个负压的环境下进行。1.3干燥、输送余热利用工艺流程经过初中、中期过滤的空气是由干燥系统的鼓风机送到由电加热器和蒸汽散热器组成的加热器内加热到要求的工艺温度，进入干燥机主机内，与通过螺旋加料器进入干燥主机的物料的干燥，干燥主机内完成热及干燥过程中，气固混合物分离由袋式过滤器过滤分离。过滤后，物料被从气体分离干燥系统内，排出干燥系统，尾气换热换热器换热后，排放到大气中的引风机。物料从干燥系统星型卸料器排入气力输送管道，被罗茨风机风送至进料仓，尾气经仓顶除尘器除尘后排入大气。第二章 溴虫腈物料分析作为一个产品设计，我们只能进行不断的改进这个设备，我们的设计想法就是能够在最大程度上节约客户成本以及能够将物料一次性成功的干燥成成品。对此我们进行了以下分析和设计。2.1 溴虫腈物料参数1、物料名称 ： 溴虫腈（防止物料变性,控制热风温度90）2、脱去湿份名称： 游离水（H2O）3、初始湿含量： 204、成品湿含量： 0.5%/200kg5、物料熔点 ： 906、物料密度（g/m L）：1.532.2 物料分析 根据溴虫腈物料的参数以及相关资料的了解，我们对物料的初步理解为如下几点：1、物料熔点温度为90，所以热风温度只能控制90以下，溴虫腈才能保持正常状态。2、物料初水分较高且要求成品终水分较低。3、物料密度较小，产品在设备中旋转离心能力不强，要防止物料灰尘外泄。2.3 溴虫腈物料成品样品图2-1溴虫腈18 第三章 旋转闪蒸干燥设备设计方案3.1主机及加料系统设计主机和加料系统在整个系统中有着至关重要的作用，设计主机时采用了特殊的结构密封装置，保证了物料不堆积料且在干燥过程中不咬死。再由于溴虫腈初始水分较大，且要求连续性加料。所以我们把加料系统设计为双螺旋加料器，满足了一次性大批量投料要求。合理的主机，不仅要满足物料正常旋转升起，同时还要能够承受一定的负压。所以我们将主机外部材料采用强度较高的Q235和内贴SU304保证干燥设备主机强度和物料接触部分满足化工产品材质要求。我们还考虑到溴虫腈是热敏性物料，所以在干燥主机底部高温区设为双层夹套装有水冷装置，保证初始温度不会超过物料熔点，保证了物料不会变性。在干燥塔主机内设置多层旋流片，主要目的是形成稳定的流态化床，同时旋流片也起到保证物料干燥要求的停留时间和分级的作用。图3-1主机及加料器框架图3.2旋流塔设计常规闪蒸干燥没有设置旋流塔，由于我们的溴虫腈物料的初始水分较高，且密度小。我们在主机和物料收集中间设计了个旋流塔，其目的是提高物料在设备内的停留时间，更有效的蒸发水分，在旋流塔内的物料在旋转空气的旋转和离心作用下，未干燥完全的物料颗粒在较大的离心力作用下甩下旋风壁掉落到设备底部，然后又迅速升起被再次干燥。物料干燥时间的增长能够有效的让物料终水分达到0.5%以下。由于物料在旋流塔内状态是不断与内壁旋转碰撞、摩擦。所有与物料接触处均采用SU304制作，保证表面光洁，物料不粘壁。图3-2旋流塔图3.3除尘器设计除尘器干燥系统在设备的尾部，溴虫腈物料干燥后的细度较小，且粉尘大，被干燥后的物料会随气流进入旋风分离器分离进入除尘器,气流由滤袋外部进入，从上面排出，为防止物料在滤袋上堆积，我们在除尘器内设置了脉冲，定时电磁阀，轮流在各滤袋上部输入高压的气流，反复的反冲滤袋，以达到最佳除尘效果。该除尘器设计具有运行稳定、风量大、体积小等优点。考虑到溴虫腈产品干燥后粒径较小以及粉尘，因此我们将布袋除尘器里的滤袋采用PTFE覆膜材料且滤袋有防静电作用，在使用时，含有粉尘的气体经过布袋，布袋将粉尘过滤下来，气体将通过缝隙排出。我们采用PTF覆膜布袋很大程度的提高了过滤微粉体的效率，考虑到溴虫腈物料初始水分较高，怕物料到达除尘器内会产生粘在除尘内壁上。我们采用了在除尘器内加气锤的方法，气催有规律的在除尘壁上敲大，有效的解决沾壁的问题。图3-3除尘器框架图3.4热源设备设计闪蒸干燥设备热源有有很多选择。由于这次溴虫腈厂家是化工厂考虑到安全问题，所以我们把这次设备把原先的链炉改成蒸汽加热。蒸汽换热器材质采用不锈钢SUS304管外缠绕绕铝翅片制作而成，具有输出热风洁净程度非常高，传热速度快，占地面积小，安全可靠，换热效率较高、温度可调可控、使用寿命长等一系列优点。3.5旋转闪蒸干燥总图图3-4设备整体框架图3.6电器控制系统系统中，大功率电机的电流和电压都在电控柜上显示。螺旋加料器变频调速，其他电机均直接启动。清楚地显示工艺设备的运行状态。系统设置了三点测温，分别为进风温度、混合温度和布袋除尘器进风温度。温度数显；进风温度一定范围内任意设定，通过电加热器调功器自动调整。除尘器进风温度设置超温声光报警，配套设计了夹套水冷保护系统。系统设置二点测压，分别为进风压力和除尘器上下箱体差压，这两个压力通过压力变送器在控制柜上数显。为确保整个干燥系统的安全和部件的稳定可靠运行，整个控制系统，设置了多个联锁控制。电加热器和引风机联锁，主机搅拌和油泵联锁，主机搅拌和加料器联锁。主机搅拌系统强制油循环冷却、润滑系统设置了压力报警器。在设备关键的位置设有温度传感器，实现温度自动控制。第四章 设备重点技术设计方案4.1解决主机使用寿命短问题干燥主机在整个干燥系统中，是主要设备，干燥的传质传热在主机里完成，因此主机的长期可靠稳定运行就显得特别重要。而干燥主机能否长期可靠稳定运行，主要取决于主机的搅拌装置能否可靠稳定运行。轴承一般的使用温度不得超过80，因此搅拌装置里轴承能否得到良好的润滑和冷却，将决定干燥主机能否长期可靠稳定运行。在本次设计中采取两条措施，确保轴承能在良好的情况中使用： 在主机内锥体的内侧设置保温层，减少主机内的热量往轴承部位的传递； 对轴承部位采用了强制油循环冷却、润滑系统，而不是传统的单纯的油脂润滑。在该小系统内，设计了油压过低或过高的声光报警，操作人员能很方便地了解强制油循环冷却、润滑系统的工况，确保主机搅拌系统能安全、稳定的运行。同时，搅拌轴与内锥体的密封采取了两重密封设计：填料密封和气密封组合设计，杜绝了粉尘进入轴承，使轴承卡死的情况发生；4.2解决物料粉尘问题由于溴虫腈使用厂家是化工厂粉尘多且严禁烟火，所以我们在该项目设计过程将整个设备在负压下操作保护生产环境，减少车间内粉尘飞扬的状况，改善车间工作环境，使车间安全卫生。以及布袋除尘选用了防静电，风机以及电动机全部采用防爆。4.3解决下料难和物料架桥问题由于本次溴虫腈物料的初始含水量高，且厂家要求前期工作时可一次性加料，为了能将待干物料连续、均匀、定量地输送入干燥主机进行干燥作业，根据待干物料的特点,为了达到上述目的，在湿料斗内靠近螺旋的部位设置了破拱的搅拌装置，速度和螺旋转速相同。物料在湿料斗内不会出现架桥、成拱，能持续匀称地投入螺旋输送腔。使用变频器调整转速。就能达到物料输送的工艺要求：连续、定量、均匀。进而保证整个生产的连续和稳定。4.4改进连接管本次项目的除尘器清灰方式为压缩空气脉冲清灰，脉冲电磁阀和除尘器上的喷吹管的连接一般采用橡胶软管连接。该软管在使用不久，就会发生软管被压缩空气胀大，进而发生漏气，也非常容易发生橡胶管两端从连接管上脱落下来。这些都会影响滤袋的清灰效果，最终使除尘器工况恶化，使干燥作业不能顺利进行。本次设计摒弃了传统配吹管连接的做法，采用了全新的连接方式，保证不漏气，连接部件不会从两端连接管上脱落，确保滤袋能正常清灰，再生过滤能力。第五章 设备整体方案实施5.1设备制作旋转闪蒸设备的制作主要靠人工切割、打磨、焊接等，所以我们在制作过程中最需要注意的就是设备焊接质量问题，因为该设备是长期处于一个微负压的环境下工作的，在各个部件的焊接部分需要焊牢，以及主机的板材需要选择厚度上需要加强。以防设备在使用过程中出现物料泄漏等一系列安全问题。当设备制作好之后在车间组装空车试运行。保证一切良好后开始投入生产使用。5.2设备安装调试设备安装调试，是整个过程中最关键的一环，能否能达到满意的效果，完全靠人工去调试。由于设备过大，而且工作时会有轻微振动，所以我们做好根基，将设备固定好，以此保证能够安全使用。安装调试具体实施步骤1、因为整个系统的电部分是设备运行起来的前提，我们将电柜里所有控制接线接到设备电机、鼓风机、引风机等连接端，保证正确接线就可以2、设备安装好以后，开始空机试运行。主要目的是为保证设备能够正常运行，设备内是否有杂物、各电机能否正常启动运行、设备能否正常的把温度升到九十度以及在设备的关键检测点设置有温度传感器探头，能否实现温度自动控制调节。3、当设备完全正常时我们就开始试料，一个设备产量的大小，主要看鼓风机风量的大小，试料不能一次性大批量的投入溴虫腈原料。我们要按从少到多试，每试一批料我们要记录一批。成品的颜色、细度、含水量以及表面是否有烤焦，是我们试料的关键。根据这一系列数据来调节进风口的温度和进风速度以及引风机的风速。当物料投入的越多，鼓风机的风速要越大，整个设备最终达到要求产量的风速和进风口温度等一系列数据要记录，这是以后常规生产中的正常参数。4调试的时所遇到的一切问题需要记录，便于产品的整体改进结束语在当代，经过工业生产实践证明，干燥是一个非常重要的工业操作，其工艺技术的不断提升及装备水平的相应改进，应用范围越来越广泛，几乎涉及国民经济的每个部门。如今我们正面临着一个飞速发展的新时代，以环保节能、低碳经济、方便快捷为主要发展趋势。为此我们在设计方面还有付出不懈的努力。本文对闪蒸干燥进行了简单的分析，我们当初在干燥器的选型时考虑很多方面因素，因为干燥物料的特性，供热方法和物料流动性等必须考虑全面，对可能出现的问题提出了解决方案。一个设备的设计方案不是一次就能做到完美，我们经过对物料的分析最终选型定为闪蒸干燥设备。本次设计的内容是我参与公司的一个项目，该设备目前运用在河南，从初期