压力式喷雾干燥塔设计计算书

1、. 目录 一设计题目-2 二设计任务及条件-2 三工艺设计计算 1 物料衡算-3 2 热量衡算-3 3 雾滴干燥所需时间计算-3 ?4 压力式喷嘴主要尺寸的确定-5 5 干燥塔主要尺寸的确定-6 6 主要附属设备的设计或选型-11 四设计结果汇总表-13 五参考文献-13 ;. . “压力式喷雾干燥塔设计”任务书 （一）设计题目 压力式喷雾干燥器设计。 （二）设计任务及设计条件 1、干粉生产能力：（湿基）见下表。 2、设备型式：压力式喷雾干燥器，干燥物质为陶瓷原料料浆，干燥介质为空气，热源为发生炉煤气。 3、设计条件： （1）料浆含水量 w40wt（湿基） 1（2）干粉含水量 w6wt（湿基）

2、 23 1200kg/m）料浆密度 （3l3 900kg/m（4）干粉密度 p 450（5）热风入塔温度 t1 70（6）热风出塔温度 t2 20（7）料浆入塔温度 tm1 50（8）干粉出塔温度 tm2m 60（9）干粉平均粒径 dp) 1.04kJ/(kg10）干粉比热容 c（m （表压）11（）料浆雾化压力 2MPa 2，相对湿度70（12）取冬季的空气参数 温度taa ) 1100kg/h(干基（13）进料量(三）工艺设计计算 1.物料衡算 （1）料液处理量G1 ?100100?62?1100?GG?1723.3kg/h 21? 100?40?1001（2）水分蒸发量W W?G?G?1

3、723.3?1100?623.31kg/h 212.热量衡算 （1）使物料升温所需热量： Gc(t?t)1100?1.04?(50?20)?mm2m? o?q55.1kJ/kgH? 2m623.3W;. . q=210kJ/kgHo (2) 根据经验，取热损失21（3）干燥塔出口空气的湿含量 ?q?q+q=210+55.1=265.1kJ/kgHo 21mI?I?12q?4.186?20?t?265.1?181.4?c 1mwH?H12?%），查空气H-I图，得据气象条件（年平均气温2，年平均相对湿度=70H?H?0.003kg/kgI?464.5kJ/kg干空气，任取H=H=0.04,干空气

4、,代入上e211o式得 I=I=464.5-181.4(0.04-0.003)=457.8 查I-H图得H=0.141kg水/kg干空气 2e2I=439.6kj/kg 2(4) 于是干空气消耗量 W623.3?4516.7kg干空气L?/h H?H0.141?0.00312 ? 雾滴干燥所需时间3. 计算?的确定 （1）汽化潜热t?t?65，查手册得该温度下水的汽化潜图查得空气入塔的湿球温度由I-Hasw?=2346kJ/kg。热 （2）导热系数的确定 1?6770.5?65?为温度气平均膜，在该温度下空气的热导热率 2?5?KW/(10?m?)2.944?。 d的计算 初始滴径）3（l;.

5、 . ?401?0.67kg水/kg干物料X? 1?401001?1?62 干物料kg?0.06kg水/X? 2?61?100211?3?X1?0.671?9003?p?1m?d?60?63.4?d? pp0?X1?0.06?11200?21（4）雾滴的临界直径 ? m?60d?dppc（5）液滴的临界湿含量的计算 Xc?3?d?1?p?w?1?X? ?1c?d1?101p?3?1601000? ?1?0.4? 1?0.463.41200?0.45kg水/kg干物料（6）空气的临界湿含量的确定 Hc?XG?1?Xc111?H?H 1cL?0.450.671?0.4?1723.3 ?0.003

6、4516.70.050?t的确定）空气的临界温度 （7cHt由PPa=216.45M =0.050和，查得=2cc传热温差、的计算 tt?）（82m1m?t?t?ttwm1c1oC?266.93?t? 1mt?tm11ln t?twc ?tt?t?t2w2cmoC?t?64.91 2mt?twcln t?tm22;. . ? 的计算雾滴干燥所需时间222?)?X?d()X(dd2pcpclpcp0? t?t?82mm112?122220.06)?60?60?)?1010(0.452346?9002346?1200(63.4? 3?364.91?2.944?1010?266.9312?8?2.9

7、44?3?s0.533h?1.48?10? 压力式喷嘴主要尺寸的确定4.?喷雾干燥实用技根据， (1)为了使塔径不至于过大，根据经验取喷嘴角?48? 4-11查得术大全中，图0.9?A?=0.41C0.9A? 得时，查图（2）当4-12D 3）喷嘴孔径的计算（ 4?103600)?4.0(?3600)?1723.3/(1200V?G/11 11/22?4? ?V104.0?r? 0P?610?22C?0.41?D1200?l3?m102.32?d?2r?4.64mmr，圆整后取d5mm。即=2.32mm， 0=000 (4)喷嘴其它主要尺寸的确定 选矩形切线入口通道2个，据经验取，2R/b=8

8、,即R=8.8mm,圆整R=9mm,mmb?2.2111即旋转室直径选用10 。 mmb2.2ab2A? ， 因为mm?7.9?9R?R? 1122211?rrR2.323.14?2.32?9 001 所以8.97)a?()?(?22 ?7.90.92.2?2bAR2?2取a=9.0mm （5）校核喷嘴的生产能力 ?rRr?2.32?92.321/21/2010)?()()?A(0.897)(mm R2?9?ab22.27.92A基本不变，不必复算，可以满足设计要求。圆整后 ;. . 旋转室通道长度bl?3bl选取。之间的关系，可按和宽度 mm6.62.2?l?3?（6）空气心半径的计算 rc

9、?rR3.14?2.32?910?A?1.66 02?A9?2.21a?0.55aA与 由的关联图查得0 mm?1.561?0.551?a?2.32?rr00c（7）喷嘴出口处液膜速度的计算 平均速度 ?410V4.0?u?43.2m/s ? 06?2222?10?1.56?rr3.14?2.32c0水平速度分量 ?19.2m/?utansu 0x02垂直速度分量 sm/?u?43.2u00y合速度 122 s/?(u?u)47.3mu?200yxres0 干燥塔主要尺寸的确定5 ）塔径的计算（11?oC70260?450?，查手册得空气粘塔内空气各参数按常压考虑，其平均温度 23?0.027

10、8?。 厘泊，空气密度度m0.671kg/?aau?19.2m/sR， 根据初始水平速度，计算出0xe0?ud?3?19.2?10?0.6763.4a0px0 29.3?Re 0?0.0278a属于过渡区。 ;. . ?22?。 ，的列线图查得查得，时， 由与ReRe/BReRe103.0?B?B?002?d4?ll。 当初始的瞬间，即当 ，由得BB?0?0? 00?3aRe?100Re?70，；得一系列，；查得相应的， 取一系列Buu121x12x?，；列出表1，中。；算出一系列相应的 B221?-曲线，如图1以所示。用图解积分法求得为横坐标，为纵坐标，作 uuxxg0.033? m0.31

11、?udS?x0塔径D=2S=0.62m，圆整取为D=0.7m。 (2)塔高的计算 减速运动段的距离的计算 Y1a. 由初始垂直速度计算出。 uRe0y0?ud?3?43.2?10?0.6763.4ay00p?66 = Re 0?0.0278a 属于过渡区。3?)?d(4g?33(1200?)0.67?(0.0634?100.67)?4?9.8lap?=3.46 a ?322?3?(0.0278?10)3a22?Re,?Re ， 由于=0.13，的列线图得。 查与，b.Re/BReRefff232?，则，与 据 查 ，的列线图得c.ReRe/BReRe10?6.4?Re0oo11?4?1.56?

12、10 23?6.4?10?Re?3.46oo?u的关系与雾滴水平速度表1 停留时间 x Re?2?d4210B? ?aRe?u lp?BB?x?0d?3apa(s) ） m/s（3.0 0 29.3 20.3 17.3 3.2 0.000414 25 ;. . 0.00145 3.7 15 10.4 0.00456 5.2 10 6.9 0.00663 7 6.2 4.8 0.0085 5 3.45 7.1 0.0118 2.07 8.7 3 0.0145 1.38 2 10.0 0.0197 12.5 1 0.69 0.0253 0.5 15.2 0.35 0.0296 0.3 17.3 0

13、.21 0.0332 0.14 19.0 0.2 ? 图1 曲线图u?x 2?1.8Re?200,?,Re?Re300,的，由与，d. 取一系列，Re/BReRef12222?;Re,?Re,Re的应算出相计应图列线查得相的再f22f11111,?, 列于表2中。222?ReReRe?f22f111 为纵坐标作图，如图2所示。Re e.以为横坐标，2?Re;. . 1? 、 表2 Re的关系、与 uy2?Re Re?2Re?2d4?dRe1? Rea 3?u?ll ?10?y?22d?ReRe3?alas） （）（ s/m66 0.156 44 0 3 6.41032.7 0.263 50 3

14、3? 2.03.9101021.3 30 0.621 33? 1.9 1.6101013.2 20 0.95 32?1010 1.1 1.36.54 2.4 10 0.027552 24.105.12 0.04678 8 4.1 210 23.3.27 5 5.8 0.0646210 7.11.95 0.2365 14.8 2 33 0.3863 0.5 0.8526 320 10 ?0.2406 0.35 8.5 dRe409?Re从而可以算出，据图=66，可计算出2f由可求得s?u44m/11y2?Re3002?d4dReRed6666?2?ll= 。停留时间=0.31s2.3210?12

15、2?Re?Re35050a ;. . 1曲线 Re与2 图 2?RedRe409?Re,Re，根据图g类似地，由4-45可求得，Re? 32f2?Re200dRe409?，如表2，；亦可计算出相应的停留时间所示。由此得，? 322?Re0.35?。 到减速运动段的停留时间s0.24?-曲线如图数据，作3h由表2的，所示。用图解积分法可得减速运uuyy0.8526?1.52muy?d。 圆整后为y=1.6m动段的距离。 y10（3）热风进出口接管直径的确定 在干燥系统中，一般取风管中的风速为1525 m/s。 热风进口接管直径 d1273?t1 =(0.773?1.244H)v 11H27345

16、0273?3km/ （0.773+1.2440.003）=2.06干空气 =? g2733/s9304.4m4516.7?2.06?V?Lv? 1H13/ms，则 取热风管道中的气速为25 9304.4?0.363md? ?1?2536004d=370mm。 圆整后取干燥塔热风入口接管直径1d 热风出口接管直径2273?t2v?(0.773?1.244H) 22H27370273? =（0.773+1.2440.141） 2733/kg1.19m干空气 = 3?/hm =LV1.19=5374.9=4516.7?H22;. . 5374.9?0.276md? ?2?25?36004d?280m

17、m 圆整后取26.主要附属设备的设计或选型 (1)旋风分离器 进入旋风分离器的含尘气体近似按空气处理,取温度为95。 C?273?953?干空气 kgm/0.141)?1.28?(0.773?1.244? 3H2733?/h5909m?4516.7?1.28V?L 3H3采用蜗壳式旋风分离器,其进口宽度，高度，取进口速度为D0.3ab?0.225D?25 m/s,则 V59093 ?D?25?0.225D?0.3 36003600即。圆整后取。其余各部分尺寸为 mmm1000D?D?0.973L?0.8D?800mm 1L?2D?2000mm 2 mm2250.225D?b? mm300D?0

18、.3a? mm350D?d?0.35 mm?7000.7l?D mm?200?0.2Dd(2)风机的选择 干燥塔的操作压力一般为0-100(表压)，所以本系数需2台风机，即干燥塔前安装1台鼓风机，干燥塔后安装1台引风机，阻力也可以干燥塔为基准分前段(从空气过滤器至塔)阻力和后段(塔后的设备及管道等)阻力。在操作条件下，热风流经各设备及管道等的阻力如表3所示， 1鼓风机的选型 H =0.003 ，湿含量 鼓风机入口处的空气风度为 2C?0;. . 273?23?干空气 kg1.244?0.003)0.78m/?(0.773 0H2733? h/?3523Lm?4516.7?0.78V?0H0表3 系统阻力估算表 设备压降，pa设备压降，pa1500200旋风分离器空气过滤器1500布袋除尘器300空气加热器100干燥塔200加热塔400200（塔）热风分布器消音8060管道、阀