流化床干燥器的操作4-3

1、情境4 干燥器的操作与控制学习任务3流化床干燥器的操作与控制计划学时8职业能力目标专业能力社会能力方法能力安全操作流化床干燥器的开停车操作操作流化床干燥器的工艺参数调节团队工作能力沟通能力小组成员的协作能力扩展相应的信息收集能力制定工作计划能独立使用各种媒介完成学习任务工作结果的评价与反思学习情境描述接到车间主任指令：根据给定的流化床干燥实训装置，在保证安全的前提下，正确进行装置的开停车操作，并对工艺参数进行调节。组长接受任务后组织学员通过资讯、计划、决策、实施和检查、评估等过程完成学习任务。教学环境分析石油化工岗位操作技能实训中心、教材、辅导资料、化工工艺设计手册、化工单元操作学习光盘、学习

2、软件、可以上网查阅资料的电脑、工作台、拆装工具等教学方法采用角色扮演法交代任务；用引导文和小组讨论法完成决策和计划的制定，采用任务驱动法实施工作任务。教学组织分组，分工，协作共同完成，分成6个小组，每组6人要做好记录，由各小组长展示学习成果评议各小组展示的学习成果教师对每个小组及每个学生进行监视，做好记录，作为成绩评定的依据。实施步骤资讯干燥实训装置操作规程1. 工业背景干燥器为工业领域常见设备，各类不同的干燥在化工企业承担着重要作用。流化床干燥器在化工领域有着广泛应用，其适合大批量生产、间歇性操作，可以全封闭生产的特点可以满足医药、无机化工等生产的特殊要求。本装置考虑学校和社会实际需求状况，

3、选用阳离子交换树脂-水-空气组成干燥物系，选用流化床干燥器进行干燥实训装置设计。2. 流程简介(附工艺流程示意图)空气由风机经孔板流量计和空气预热器进入流化床干燥器。热空气由干燥器底部鼓入，经分布板分布后，进入床层将固体颗粒流化并进行干燥。湿空气由干燥器顶部排出，经旋风分离、沉降和过滤器过滤后放空。空气的流量由变频调节，并由孔板流量计计量。热风温度由电加热控制，由数字显示出床层温度。固体物料采用间歇及连续操作方式，由干燥器上部加入，试验完毕后，在流化状态下由下部卸料口卸出。分析用试样由采样器定时采集。流化干燥工艺流程示意图3. 实训功能3.1 恒定干燥岗位技能：干燥物流的预热温控；全新鲜空气及

4、部分回流状态的风量调节；床层温度、差压曲线检测；恒定状态下介质湿度曲线和干燥速率曲线的测定；3.2 连续干燥岗位技能：干燥物系进出料传送操作；旋风分离器及布袋过滤器的操控；流化床临界湿含量及干燥终点判定操作；流化状态及流化曲线的操控；3.3 现场工控岗位技能：冷热风机的启停操作；加热系统与物流的联调操作；物料配送及取样检测操作；3.4化工仪表岗位技能：抽/送风机、孔板流量计、变频器、差压变送器、可控硅、热电阻、无纸记录仪、声光报警器、调压模块及各类就地弹簧指针表等的使用；单回路、串级控制和比值控制等控制方案的实施；3.5 就地及远程控制岗位技能：现场控制台仪表与微机通讯，实时数据采集及过程监控

5、；总控室控制台DCS与现场控制台通讯，各操作工段切换、远程监控、流程组态的上传下载等。4. 主要技术参数设备主体：长×宽×高3700×2000×3060，整机采用钢制框架，带两层操作平台，一层平面方便操作、检修、巡查，二层有安全斜梯通上并有护栏、防滑板，配套现场控制台（含嵌入式微机位、报警器及开关位、二次仪表及显示位）并内含DCS接入口工艺设备系统项目设备位号名 称规格型号工艺设备系统P101风机高效旋涡气泵，功率750，最大流量100F101进料器不锈钢，功率180F102流化床干燥器不锈钢，650×390×1080F103旋风分离

6、器不锈钢，F104布袋过滤器100目 袋滤器F105产品收集器不锈钢锁风取样器E101空气加热器不锈钢U型翅片，190×1120仪控检测系统仪控检测系统变量检测机构显示控制仪表及型号数量品牌型号床层温度铂电阻 精度：B级 真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1铂电阻：浙江巨化高精级床层底部进空气温度铂电阻 精度：B级 真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1流化干燥器进口空气温度铂电阻 精度：B级 真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1变频器：流化干燥器出口空气温度铂电阻 精度：B级 真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1中控仪表：C3000彩屏多通道智能无纸记录仪风机出口空气温度铂电阻 精度：B级

7、真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1流化干燥器压降差压变送器真彩无纸记录仪精度：0.5%FS1中控教仪SP1151风机出口空气流量涡轮流量计精度：%FS真彩无纸记录仪精度：0.5%FS变频器：通讯监控系统通讯监控系统MCGS工业组态软件一套，在线监控软件一套工控电脑DCS转接卡、I/O卡件、Advantrol组态软件智能仪表系统智能仪表系统标准电器控制柜：长×宽×深：1600×600×1400mm，内安装漏电保护空气开关、电流型漏电保护器充分考虑人身安全保护；同时每一组强电输出都有旋钮开关控制，保证设备安全，操作控制便捷；装有分相指示灯，开关电源等。5.

8、开、停车操作 开车前准备设备检查由相关操作人员组成装置检查小组，对本装置所有设备、管道、阀门、仪表、电气、照明、分析、保温等按工艺流程图要求和专业技术要求进行检查。设备吹扫根据流程，由风机C501鼓入新鲜空气，经过加热器，流化床干燥器，旋风分离器从阀门9排空，在阀门9的出口处，设有白布或涂有白油漆的靶板检查，5分钟内靶板上无铁锈、泥土或其他脏物即为合格。设备试漏开风机C501鼓入新鲜空气，经加热器，流化床干燥器，旋风分离器从阀门9排空，再开风机C502鼓入新鲜空气，经过流量计、止回阀与C501来的空气混合。开球阀10，关闭球阀9，通过肥皂泡逐个检测各个元器件连接处是否密封。单体设备试车启动风机

9、（两个风机）及进料器电机，连续运转10分钟，运转平稳无杂音即可，试车过程中若发现不正常的声响或其他异常情况时，应停车检查原因，并消除后再试。配好湿物料（以732强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂为物料），湿含量在3040左右。 开车调节系统各设备、阀门处于正常开车状态1.全开阀4、阀6、阀7、阀8、阀9、阀10、阀11。2.全关阀1、阀2、阀3、阀5。3.关闭鼓风机旁路阀（阀1），微开回流阀（阀2），全开电动调节阀旁路阀（阀4）。启动鼓风机、抽风机，调节空气流量，将空气送入流化床干燥器。回流气体流量稳定启动电加热器，调节热空气温度至工艺指标要求。温度稳定后，开启进料器开关，调整进料速度（根据出口差压

10、），分析初始物料水分含量。湿空气从流化床顶部经旋风分离、过滤后排出。干燥物料进入产品收集器，取样分析物料水分含量。调节抽风机出口阀2，以控制回流气体流量，控制进流化床气体湿度。改变各工艺指标，观测、记录不同条件下干燥过程。 正常操作保证操作过程中进风温度、风量、压降稳定，确保产品湿度稳定。 停车停止电加热器，关闭进料器。流化床温度下降到小于50后，关风机出口阀，停风机。清理干净流化床干燥器内的残留物。检查各设备、阀门状态，做好记录。清理现场，做好设备、电气、仪表等防护工作。6. 正常操作注意事项 控制干燥空气流量、温度处于工艺指标范围。 控制床层压降在工艺指标范围。 做好操作巡检工作。 工艺操

11、作指标:阳离子树脂湿物料配制 732强酸性苯乙烯系阳离子树脂8kg+水2kg干燥床进气流量 110130干燥床进气温度 7882干燥床内温度 5862干燥床层压降 340360kPa7. 事故处理与故障模拟 异常现象及处理异常现象原因处理方法床层温度突然升高空气流量过大或加热过猛系统加料量过少调节空气流量，调低加热电流或加大加料量床层压降过高流化床内加料过多减少加料量旋风分离器跑料抽风量太大旋风分离器被物料堵住关小抽风机开启度停车处理旋风分离器 故障模拟:正常操作中的故障扰动（故障设置实训）在干燥正常操作中，由教师给出隐蔽指令，通过不定时改变某些阀门、风机的工作状态来扰动干燥系统正常的工作状态

12、，分别模拟出实际生产过程中的常见故障，学生根据各参数的变化情况、设备运行异常现象，分析故障原因，找出故障并动手排出故障，以提高学生等对工艺流程的认识度和实际动手能力。风量波动大：在干燥正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变风机后的工作状态（风机后空气放空），学生通过观察干燥器温度、流量和压降等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。电加热器断电：在干燥正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变空气预热器的工作状态（电加热器断电），学生通过观察干燥器温度、流量和物料干燥度等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。鼓风机出口无流量显示：在干燥

13、正常操作中，教师给出隐蔽指令，改变鼓风机的阀门工作状态，学生通过观察干燥器温度、流量和压降等参数的变化情况，分析引起系统异常的原因并作处理，使系统恢复到正常操作状态。8. 设备维护及检修 风机的开、停，正常操作及日常维护 系统运行结束后，相关操作人员应对设备进行维护，保持现场、设备、管路、阀门清洁，方可以离开现场。 定期组织学生经行系统检修演练。9. 思考题1）如何理解流化床中的“沟流”和“腾涌”现象？气-固系统流化现象极其复杂，经常产生一些不正常现象，使气体与固体颗粒不能很好接触，降低了流化床设备的生产效能，甚至毁坏产品，破坏设备。“沟流”和“腾涌”是两种常见的不正常现象。(1)沟流和死床气

14、速虽然已超过临界流速，但床层仍不流化，某些部分被气流吹成一条“沟道”，气体由此穿过床层，这种现象称为“沟流”，未流化部分称为“死床”。也有可能出现局部沟流和局部死床.产生沟流时，床层压力降低于，其差值正好表明沟流的严重程度。气-固接触不良，使传热传质过程不能很好进行，降低产品质量和设备的生产效能；而死床部分容易产生产品的“烧结”现象。研究表明，颗粒性质、床层高度、设备结构、气体流速等因素，都会导致沟流的产生，例如，床层很薄；颗粒很细、太湿、易粘合成团块、物料颗粒带静电，易产生“抱团”；气速过低或气流分布不均匀；分布板结构不合理，如开孔率大小不合适，床内构件阻碍气体流动等。消除沟流与死床的办法有

15、：加大气速；若物料太湿，可进行预先干燥；分布板开孔率大小不合适时，可应用小型试验进行检验确定。(2)腾涌流化床内的气泡汇合长大，当其直径接近床层直径时，把以上的颗粒物料像活塞一样向上托起，达到一定高度以后崩裂，颗粒被抛出很高，然后纷纷落下。这种现象称为“腾涌”，又称活塞流等。产生腾涌时，床层压降剧烈波动。此时，床层极不均匀，传质传热很难进行，固体颗粒严重磨损和带出，设备零件被冲击而损坏。颗粒性质、床展高度和气速等，都会引发腾涌产生，例如，床高与床径D之比值/D较大时。大颗粒比小颗粒更易产生腾涌; /D较大而气速又较高，也易产生此现象。一般当/D1、设备比较大(D1)以及床层内加设内部构件等，均

16、可防止腾涌。2）流化质量的影响因素有哪些？对于流化状态或气体与固体接触状况的好坏，通常以“流化质量”来表明。在实验研究中，以压力降的波动（说明有沟流、腾涌以及大气泡存在）、床内各点空隙率的均匀性、床层料面起伏不平等来判别流化质量好坏。在工业生产中，一般以产品收率高低、副产品的多少、产品质量、设备生产效能等指标来判断流化质量的好坏。流化床中气泡直径越小，分布越均匀；固体颗粒的混合与循环剧烈，则流化质量越好。而沟流、腾涌以及气泡直径大，分布不均，都会使流化质量下降。影响流化质量的因素有：气流速度，颗粒特性，床层构造，分布板结构与内构件等。3） 流化床分室的目的有哪些？10.干燥曲线测定实验：间歇干

17、燥时可利用床层压降来测定干燥过程中的失水量，（1）准备一定量的湿物料（2）开启风机，调节风量，打开加热器加热。待热风温度恒定后，将湿物料加入流化床中，开始计时，此时床层的压差将随时间减小，实验至床层压差（）恒定为止。则物料中瞬间含水率为 计算出每一时刻的瞬间含水率，然后将对干燥时间作图，如图1，即为干燥曲线。图1 恒定干燥条件下的干燥曲线上述干燥曲线还可以变换得到干燥速率曲线。由已测得的干燥曲线求出不同下的斜率，再由计算得到干燥速率，将对作图，就是干燥速率曲线,如图2所示。图2 恒定干燥条件下的干燥速率曲线将床层的温度对时间作图，可得床层的温度与干燥时间的关系曲线。实施步骤计划与决策1引导学生熟悉“学生学习手册4-3”中的“一”，并完成学习手册中“二”项的“（一）”内容。接受任务完成基础知识学习2监视学生进行小组讨论，并做出决策和计划对学习进行决策制定学习计划（提交计划，组长汇