卧式多室流化床说明书

1、第一章绪论第一节干燥简介一、干燥技术在人类的生产和生活中，经常遇见需要把一种物体的湿分除去的情况。这种物体可能是固态，还可能是气态或液态。而湿分在大多数情况下是水分，当然还可能是其他的成分，例如无机酸、有机溶剂等。这种除去物体湿分的过程就称为“除湿”。人们根据原理的不同，将除湿方法分为蒸发、机械脱水和干燥等。一般情况下干燥去湿又称为热物理法，干燥就是利用热能使湿物料中的湿分（水分或其他溶剂）汽化，水汽或蒸汽经气流带走或由真空泵将其抽出除去，而获得固体产品的操作过程10干燥过程通常伴随着热量传递、质量传递、动量传递和相变等。一般情况下，物料干燥过程可以分为三个阶段。第一阶段为物料预热阶段，亦初始

2、阶段，在此期间主要是对湿物料进行预热，同时也有少量湿分汽化，物料的温度很快升到近似等于湿球温度；第二阶段为恒速干燥阶段，此阶段主要特征是热空气传给物料的热量全部用来汽化湿分，物料表面温度一直保持不变，湿分则按一定速率汽化。这个阶段主要是受外部影响，例如空气的参数和物料与空气的接触情况；第三阶段为降速干燥阶段，此时物料的干燥速率由内部扩散过程控制，热空气所提供的热量只有一小部分用来汽化湿分，而大部分则用来加热物料，使物料表面温度上升，但是干燥速率则逐步降低，直至达到平衡含湿量为止。这个阶段主要是受物料的性质与自身的结构的影响2。二、干燥设备随着工农业的迅猛发展，干燥设备工业正不断成熟和壮大，成为

3、机械工业中一个具有蓬勃生机的新兴行业。需进行干燥的既有数千万吨的大批量物料，也有年产仅几十公斤的贵重物品；因而既有一些大型干燥设备以适应独特的工艺要求和生产能力，又有一些中小型通用干燥设备。干燥设备广泛应用于化工、建材、食品、药物及生化等行业网。干燥设备的种类繁多，根据操作压力、操作方式、传热原理、加热方式、构造等的不同可以将干燥设备归于不同的类别。按操作压力可以分为常压式和真空式两类；按操作方式可分为间歇操作和连续操作两类；按传热原理可分为传导加热式、对流加热式、辐射传热式和高频加热式等几类；按加热方式可分为直接加热式和间接加热式两类；按构造可以分为喷雾干燥器、流化床干燥器、气流干燥器、桨式

4、干燥器、箱式干燥器及旋转闪蒸干燥器等4。我国干燥设备的特点我国干燥设备的生产基本上是小规模的，不能形成较大的批量，技术含量低,成熟机型不多，在干燥工艺、生产能力、能源种类及测控技术等方面比较落后，且主要是以传统的加热方式进行干燥，即依靠热力通过传导、热对流和热辐射等途径对物料进行加热，这种由表及里的干燥过程延长了干燥时间，影响了物料的品质。四、干燥设备的发展趋势(1)干燥设备向大型化、连续化、封闭化的方向发展。所谓大型化，就是提高设备的水分蒸发量，这样有利于产品质量的稳定，降低能耗，提高干燥热效率，设备造价、厂房费用、设备运转费用都较经济5;(2)进一步开发膏糊状物料干燥设备，对物料的性质及其

5、输送、干燥规律进行探索，从而更有效地解决这类物料的干燥；(3)针对物料的热敏性，开发真空干燥等低温干燥设备，保证低熔点物料在干燥过程中不变质；(4)研制开发新的多功能设备，集过滤、干燥、粉碎等单元操作于一机，简化操作程序；(5)设备制造厂进行设备的系列化设计和计算机辅助设计，对系统进一步优化，使之发挥更大作用；(6)加强理论研究和物料试验，不断推出新设备，以推动干燥生产的发展。第二节干燥器的选择6干燥器的选择要考虑许多条件，受众多因素的制约，对于干燥器的选择既有科学性又有艺术性。过去，干燥器的选择主要是靠经验或者是产品的通用性来决定的。而近年来，由于干燥技术的发展，给设备的选择也带来了更多的复

6、杂因素。干燥设备的设计、制造或是选用者常常弄不清楚如何选择合适的干燥设备。又由于干燥设备的推销者或提供实验数据，实验范围及技术方面的资料不一定获得满意的结果，因此，必须制造各种不同的实验设备，做出大量的实验，才能选择合适的设备。应该强调的是，在特定的生产运行状态中，有可能有很多适宜的干燥机。人们必须知道，在特定的工作状态中，没有一个严格的规定出最佳干燥设备，但每一种产品都有自己独特的生产方式和干燥条件。干燥器的选择，实质是干燥装置如何满足被干燥物料在干燥过程中各阶段的要求，并尽量提高干燥过程中的热效率。因此，首先要对被干燥物料与干燥有关性状和要求的了解，同时将已有干燥器进行对比，分析干燥器的主

7、要原理及能否与之相适应。结合投资、产品质量、操作、运转费用及维修等权衡比较，择其优点最多者。在干燥装置的选择时除装置本身的适应性外，还要综合考虑材料的物理特性、附属机器、辅助材料、公害及经费（设备费、运转费等），选择合适的附属设备，最后通过实验确定总结起来对干燥器的选择应注意以下指示：1）生产能力、型式（间歇、半连续、连续）；2）初始，终端含湿量；3）颗粒规格，尺寸分布（固体颗粒）；4）干燥能动性、减吸作用；5）最佳期工作温度；6）易爆性（蒸汽/空气、尘/气）；7）毒性（有关部位）；8）干燥介质（指对流干燥时用空气、蒸汽、惰性介质等）；9）腐蚀状况；10）物理化学数据；11）物理处理特性；12

8、）环境和安全规定；13）占地面积要求；14）干燥能源消耗；15）是否需要后加工（在一格连续单元中，冷却、凝结、包衣、包装等）；16）以往经验（一般对新型干燥器是不适用的）；17）热回收要求（能耗）；18）预处理要求（成丸、离心、真空渗透）；19）物料研磨特性；0般要根据实际情况选择要20）介质种类（惰性介质、贫氧介质、蒸汽或空气）实际中选择干燥设备时，可以参考以上要求，但一满足的重点。第三节流态化介绍流态化的定义什么叫流态化？简而言之，就是利用流体(气体或液体)对固体颗粒的作用，将通常处于相对静止的颗粒物料转变为具有液体属性的运动状态，使许多物理或化学过程更为有效的进行。由广义而言，流态化技术

9、是研究不同工艺过程中气固、液固、气液固相态之间相对运动，混合、离析、接触、传热、传质和反应的强化操作的学科，实践证明，在为工业生产服务中，已取得巨大成效。由于流态化技术具有一系列突出优点：1 .固体颗粒与流体充分接触，阻力小而传质速率高，特别有利于传递率控制的化学反应过程或纯粹的物理过程操作，生产强度能够得到大幅度提高。2 .具有流动性能的固体颗粒可以如同流体一样顺利地加入或引出设备，有于实现生产操作连续化，并可实现固体颗粒的流体输送。3 .流化床层具有良好的传热性能，可以在床层内保持轴向温度均匀，避免出现局部过热等不利现象。4 .流化床设备结构比较简单，适于大规模生产操作。由于流态化上述的一

10、系列优点使流态化技术已在化工、石油炼制、冶金、环保、能源工程，材料以及生物化工等众多领域内广泛应用。流态化所显示的优点，表现出类似流体的不寻常特性，通过多种流型交联与多种床形几何结构的巧妙组合，可以较好地实现在颗粒加工向制造工程转化种的智能化控制与保证规模放大后产品的性能，流态化技术的应用将起着至关重要的作用。2、 流态化的分类实践中根据不同的方法对流态化操作加以分类、按构成物系，流态化可分为液固流态化、气固流态化和气液周三相流态化。液固流化床中固体颗粒可均匀分散在流体中，因而一般称为散式或理想流态化。气固流态化与液固流态化存在很大差别，研究发现，气固流态化存在两种要特征：在低气速条件下，气体

11、凝聚成气泡，即气泡现象；在高气速条件下，颗粒易于聚集成颗粒团，即颗粒团聚现象。因而，在总体上表现不明显的不均匀性或非理想性。早在1948年威尔海姆(wilhelm)和郭慕孙指出，根据无因次数群Fr准数可将流态化区分为散式与聚式：2F-rmfdpg当Frmf<0.13,为散式流态化；当Frmf>1.3,为聚式流态化。作为流态化重要参数之一的临界流化速度5,通常可通过实验方法测定。文献中有多种小的经典关联式，但相互之间有差异，王尊孝等（1987）概括了常用的5计算关联式。他们最早将这类有别于散式流态化的气固流态化统称为聚式或非理想式流态化。1962年Romer。等建议采用以下四个无因次

12、数来区分上述两种流态化三二H形式：（Frmf）（Rmf）（一L）（）四个数群的乘积小于100为散式流态化,:fDt而乘积之和大于100时为聚式流态化。三相流态化是液固流态化与气固流态化的复合体具有双重性。近年来，附加外力场（磁场、电场、惯性力场、振动力场、脉动流场等）的液固，气固和三相流态化已有不少研究，形成了流态化技术的新领域。3、 流态化开发与应用实例与传统固定床相比，流化床采用的固体颗粒尺寸要小的多，相际接触面积大为增加而且悬浮在流体中的颗粒处于强烈的湍动、强化了热、质传递，提高了生产效率，加之能像流体一样的自由流动；便于物料转移和控制，实现自动化操作。这些特性对大规模现代化生产具有诱人

13、的吸引力，得到工业部门的广泛应用。流态化技术不仅是用于颗粒物粒的加热、冷却、物料输送、矿物的分选和产品的分级，分料制粒、表面浸渍和包膜；干燥脱水、工件恒温热处理等物理过程，而且适用于催化合肥催化、吸热和放热多种化学过程，在能源转换、石油化工、生物化工，化工冶金，功能材料、环境防治等工业部门中已经开发了多种流态化新工艺、新设备。主要应用在一下领域中：能源转换中的流态化技术、石油化公众的流态化技术、化工冶金内的流态化技术、环境保护中的流态化技术、生物化工中的流态化技术：生物化工是流态化技术应用的新领域，但前景广阔。利用三相流化床或锥形流化床将葡萄糖酶液用固定化微生物，转为乙醇工艺，已通过重视，接近

14、工艺规模。利用固定化植物细胞或酶固定在磁性颗粒载体上，如FeQ颗粒，则可利用磁场流化床实现生化反应过程。可见，流态化技术的进展与我国国民经济建设密切相关，研究成果在工业生产过程中的应用已为国家创造了大量经济效益，又为节约外汇、装置国产化作出了贡献，体现了科技为第一生产力的突出作用。流化技术最初发展用于石油产品的精炼，现在正在很多工业领域找到用武之地。这种技术是一种具有多种功能的单元操作，可为固体输送提供方便，还是一种很好的热传递手段。流化系统用于各种高热工艺过程的主要原因就是它们可以取得高热效率，这些过程之一就是流化干燥。随着我国工农业生产的发展，干燥技术和干燥设备也获得了较大的发展。在散粒状

15、物料的干燥方面，流态化干燥技术获得了更为广泛的应用。流态化干燥技术改善了设备内气-固两相接触条件，减少了气膜阻力，因而传热、传质效率得到了提高。近几年来流化床、喷动床以及流化与移动组合床等技术都有不同程度的提高，其中尤以流化床发展得最快。第四节流化床干燥器1、 流化床干燥简介流化床是20世纪60年代发展起来的一种干燥技术，广泛运用于化工、轻工、食品、医药和建材等行业。由于气固两相逆流接触，固体颗粒悬浮于干燥介质中，因此两相接触面积大，热容量可达8400-25000KJ/（m3h：C）或2300-7000W/m2K（按干燥器总体计算）。又由于物料剧烈搅动的结果，大大地减少了气膜阻力，因而热效率可

16、以达到较高，即60%-80%流化床干燥器密封性能好，传动机械又不接触物料，因此不会有杂质混入，这对纯洁度要求较高的制药行业非常重要7。2、 流化床的工作原理流化床干燥器又称为沸腾床干燥器或流态化干燥器，是利用固体流态化原理进行干燥的一种装置。适宜温度的热风从干燥器下部进入，经筛板（也称为热风分布器或气体分布板）均匀后，将筛板上固体物料吹得流化起来，就如固体物料在热空气中沸腾一样，是物料和干燥器介质建的传热传质得到强化，吸收了物料水分的废气从干燥器顶部排出。湿物料从干燥器侧上方的进料口进入，在与热风进行足够长时间的热质交换后，干燥好的物料产品从位于侧下方的出料口引出。流化床干燥器的示意图如图1-

17、1所示。图1-1流化床干燥器示意图三、流化床干燥器的特点流化床主要有以下几个特点：1 .处理量大。在流化床干燥器内，由于热风流与固体颗粒的充分混合，表面更新机会多，强化了传热传质过程，其体积给热系数一般为2330-6590W/C川（干燥器容器）。2 .物料在流化床干燥器内停留时间可以灵活调节。可根据物料的干燥学要，使干燥时间从几分钟到几个小时均可，这样，对需长时间干燥的物料或干燥产品要求湿含量很低时很适用。3 .床层内温度分布均匀，并可按需要调节。因此，流化床干燥器可得到湿分均匀的干燥产品。4 .流化床干燥器可进行连续操作，也可进行间歇操作。5 .设备结构简单，造价低，维修方便。6 .对易粘壁

18、或结团成块的物料不宜采用流化床干燥。7 .对物料粒度有一定要求。一般为0.03-0.06mm,太大不易流态化，太小又不易被气流带走。8 .不宜用于湿含量过高的物料8。四、流化床干燥器的分类流化床干燥器的分类很，主要有如下形式：（1） 按被干燥的物料可分为：粒状物料；膏状物料；悬浮液和溶液等具有流动性物料。（2） 按照作情况可分为间歇式和连续式。（3） 按设备结构形式可分为：单层流化床干燥器；多层流化床干燥器；卧式多室流化床干燥器；喷动床干燥；振动流化床干燥器；脉冲流化床干燥器；惰性粒子流化床干燥器；锥形流化床干燥器。五、流化床干燥器的型式9（一）单层流化床干燥器单层流化床干燥器结构简单，操作方

19、便，生产能力较大，应用也较为广泛。一般都在床层颗粒静止高度不太高的情况下使用（床层高度约300400mm。根据所干燥的介质不同，生产强度可达每平方米分布板从物料中干燥水分500-1000kg/h。适用于较易干燥或要求不严格的湿粒状物料，如粉煤、细矿石、砂和无机盐等。单层流化床干燥器的主要特点是不能保证固体颗粒干燥均匀。所以一般用于要求干燥程度不高的固体颗粒物料。图1-2是一台大型的氯化钱流化床干燥器的流程图。湿物料由胶带输送机送到抛料机的加料斗上，在经抛料机送入流化床干燥器内。空气经过过滤器有鼓风机送入空气加热器，加热后的热空气进入流化床底部分布板，干燥湿氯化钱。干燥后的氯化俊经溢流口由卸料管

20、排出。干燥后空气夹带的粉尘经4个并联的旋风除尘器分离后，由抽风机排出。图1-2氯化俊沸腾干燥流化程图1抽风机；2料仓；3一星形下料器；4一集灰斗；5一旋风除尘器;6皮带输送器；7抛料机；8一卸料管；9一流化床；10加热器;11鼓风机；12空气过滤器图1-3涤纶切片五层沸腾干燥流程图1空气过滤器；2鼓风机；3电加热器；（二）多层流化床干燥器单层流化床干燥器的缺点在于干燥后所得产品湿度不均匀。为改进此缺点，出现了多层流化床干燥器。如五层流化床干燥器干燥涤纶切片。其工艺流程如图13。4料斗；5干燥器；6一出料管经结晶后的涤纶树脂有料斗送入气流输送干燥器上部，由上溢流而下，干燥后的合格产品（含水量00

21、.02%）由出料管卸出。空气经过滤器，由鼓风机送入电加热器，加热后从干燥器底部进入，将湿料沸腾干燥。为了提高利用率，可将部分气体循环使用。这种流化床干燥器各层气体分布板用自动液压翻板式结构。这种结构的特点是：先从流化床干燥器最下层气体分布板通过自动液压翻板卸下干燥度合格的涤纶树脂后，恢复气体分布板至原状，再逐层通过翻板卸下物料，直至最上层气体分布板翻下物料恢复原状后，再加入新的湿物料进行下一词的干燥循环。在正常生产情况下，每一次的干燥循环周期可按照预先规定的时间进行。其优点是可以完全保证物料的干燥度的要求。多层流化床干燥器结果上类似于板式塔，可分为溢流管式和穿流板式。国内目前均用溢流管式多层流

22、化床干燥器。（三）卧式多室流化床干燥器（图1-4）卧式多室流化床干燥器适合干燥各种难以干燥的颗粒状粉状、片状等物料和热敏性物料。其所干燥的物料，大多是经造粒机制成的414目散粒状物料，初湿量一般在10叱30%干燥后物料的终湿量一般在0.02%0.3%。由于物料在床层内相互剧烈的碰撞摩擦，干燥后物料粒度变小（一般为12目约占20%-30%。当被干燥的物料颗粒度在80100目或更细地物料时，如聚氯乙烯，则干燥器上部须加以扩大，以减少细粉夹带；其分布板德孔径及开孔率也相应减小，以改善流化。图1-4卧式多室流化床干燥器1摇摆颗粒机；2加料斗；3一流化床干燥室；4一干品出贮槽；5空气过滤器;6一翅片加热

23、器；7一进气支管；8多孔板；9一旋风分离器；10一袋式过滤器；11抽风机；12视镜卧式多室流化床干燥器的一般流程如下：干燥器为一长方形箱式流化床，底部为多孔筛板，筛板的开孔率一般为4%13%孔径1.52.0mm筛板上方有竖向挡板，将流化床分隔成8个小室，每块挡板可上下移动，以调节其与筛板的间距。每一小室的下部，有一进气支管，支管上有调节气体流量的阀门。湿物料由摇摆颗粒机连续加料于干燥器右边的第一室内，由第一室逐渐向左边的第八室移动。干燥后的物料由左边第八室卸料口卸出。而空气经过滤器到加热器加热后，分别从8个支气管进入8个室的下部，通过多孔板进入干燥室，流化干燥物料。具废气由干燥器顶部排出，经旋

24、风除尘器、袋式除尘器，由抽风机排到大气。卧式多室流化床干燥器对多种物料适应性较大。它较厢式干燥器占地面积小，生产能力大，热效率高，干燥后产品湿度叶较均匀。同气流式干燥器比较，可以调节物料在床层内的停留时间，易于操作控制，而且物料颗粒粉碎率小，因此应用较为广泛。但他的热效率比多层流化床干燥器为帝，特别是采用较高热风温度时更为明显。若在不同室调整进风量及风温，逐室降低风量、风温和热风串联通过各室，可提高热效率。另外，物料过湿会在前两室内易产生结块，需经常清扫。图1-5玉米胚芽喷动床干燥器1一分机；2燃烧炉；3一蝶阀；4一卸料阀；5一喷动床；6供料器；7一旋风分离器（四）喷动床干燥器（图1-5）对于

25、粗颗粒和易粘结的物料，因其流化性能差，在流化床内不易流化干燥，可以采用喷动床干燥。喷动床干燥器底部为圆锥形，上部为圆筒形。气体以高速从锥底进入，夹带一部分固体颗粒向上运动，形成中心通道。在床层顶部颗粒好似喷泉一样，从中心喷出向四周散落，然后沿周围向下移动，到锥底又被上升气流喷射上去。如此循环以达到干燥的要求。喷动床的工艺流程：空气由风机警加热炉加热后鼓入喷动床底部，与由螺旋加料器加入的湿玉米胚芽接触喷动干燥。干燥作为间歇式，当干燥达到要求后，由底部放料阀推出物料，然后再进行下批湿物料的干燥。喷动床用于谷物、玉米胚芽和过氯乙烯等物料的干燥。（五）振动流化床干燥器（如图1-6）振动流化床干燥器是近

26、年来发展的新设备，它适合于干燥颗粒太粗或太细，易粘结，不易流化的物料。此外还用于有特殊要求的物料，如砂糖干燥要求晶形完整、晶体光亮、颗粒大小均匀t度气图1-6振动流化床干燥器（六）脉冲流化床干燥器（图1-7）脉冲流化床干燥器也用于不易流化的或有特殊要求的物料。具结构和流程如下：在干燥器下部均布几根热风进口管，每根管上又装有快开阀门，这些阀门按一定的频率和次序进行开关。当气体突然进入时就产生脉冲，此脉冲很快在颗粒间传递能量，随着气体的进入，在短时间内就形成了一股剧烈的沸腾状态，使气体和物料进行强烈的传热传质。此沸腾状态在床内扩散和向上运动。当阀门很快关闭后，沸腾状态在同一方向逐步消失，物料回到固

27、定状态。如此往复循环进行脉冲流化干燥力气产品图1-7脉冲流化床干燥器1一干燥室；2一进风管；3环状总管；4导向管；5一快动阀门;6加热器；7插板阀；8一过滤器常用于溶液和悬浮液的干燥，特别是当物料（七）惰性粒子流化床干燥器是热敏性或必须被粉碎或细粉时。第二章工艺设计第一节物料简介本设计所干燥的物料是豆粕。豆粕是大豆经过提取豆油后得到的一种副产品，按照提取的方法不同，可以分为一浸豆粕和二浸豆粕二种。其中以浸提法提取豆油后的副产品为一浸豆粕，而先以压榨取油，再经过浸提取油后所得的副产品称为二浸豆粕。在整个加工过程中，对温度的控制极为重要，温度过高会影响到蛋白质含量，从而直接关系到豆粕的质量和使用；

28、温度过低会增加豆粕的水分含量，而水分含量高则会影响储存期内豆粕的质量。一浸豆粕的生产工艺较为先进，蛋白质含量高，是国内目前现货市场上流通的主要品种。豆粕一般均匀流动性好，呈不规则碎片状、粉状或粒状，颜色为浅黄色至浅褐色，味道具有烤大豆香味。豆粕的主要成分为：蛋白质40%48%赖氨酸2.5%3.0%,色氨酸0.6%0.7%,蛋氨酸0.5%0.7%。最近几年来，豆粕也被广泛应用于水产养殖业中。豆粕中含有的多种氨基酸素例如蛋胺酸和胱胺酸素能够充分满足鱼类对氨基酸的特殊需要。由于鱼粉用鱼捕捞过度原因，造成世界鱼粉减产，供给的短缺使鱼粉价格居高不下，因此，具有高蛋白质的豆粕已经开始取代鱼粉。在水产养殖业

29、中发挥越来越重要的作用。止匕外，豆粕还被用于制成宠物食品。简单的玉米、豆粕混合食物同使用高动物蛋白制成的食品对宠物来说，具有相同的价值。美国依利诺斯大学进行的一次实验表明，豆粕具有同猪肉一样的高蛋白，却不含影响营养消化的低糖酸盐。第二节设计的工艺要求物料：豆粕产量G2:200kg/h原料湿含量w1:40%（湿基）,产品湿含量w2:12%（湿基），产品的堆积密度再：600kg/m3,真密度Ps:1000kg/m3,平均粒径dp:2mm,绝干物料比热容cs:0.38kcal/kgC,采用压力为0.6Mpa（表压）的蒸汽换热器对空气进行加热，要求干燥过程中物料温度不超过60Co物料的流化速度为=3m

30、/s。要求物料在干燥段停留时间为30分钟，流化床有冷却段，使干产品冷却到40c以下进行包装。第三节设计的工艺计算10根据物料的性质和各种干燥器的性能，本设计选择卧试多室流化床干燥器以下就是工艺计算：1、 干燥阶段1）湿料量GGi-1-w21-12%=G22=200=293kg/h1-w11-40%2)水分蒸发量W=G1-G2=293-200=93kg/h3）干燥器干燥阶段的床层面积(2-1)对于一般静床层高度H0-100mm,则取静床层高度H°=120mm,又要求颗粒在流化床干燥阶段停留时间为T=30min=0.5h,则工一293出工0.12600052=2.04m0取干燥器的长度和

31、宽度：L=2.8m,B=0.8m2则实际床层面积A=LB=2.80.8=2.24m4）在干燥段的热耗量当地空气状态：通入加热器的温度为20P,相对湿度4=70%,可以查图2-1得绝对湿度y0=0.006kg/kg（干空气）。经加热器加热后通入流化床的空气为：进气温度为t1=100C出口温度t1=55C对于物料有:进料的温度为=20C出料温度为力=55C则有，cs=0.38kcal/kgLC4,1870.38kJ/kg_C,-1.591kJ/kgLC湿物料的比热容：c2-cs1-w2cpww2-1.5911-0.124,1840.12=1.902<J/kg_C有效热量：Q=W24901.9

32、252-4.1841GQ。2-工=9324901.92555-4.184202001.90255-20=2.471(5kJ/h散热损失Q2,取有效热量的15%故5_4_一一Q2=0.15Q1=0.152.4710=3.70510kJ/h则总耗热量_5_5Q总=1.15Q1=1.15M2,47父105=2.84x105kJ/h但时发质干Sflf（Imm=O.iK/U）图2-1空气的焰-湿（I-y）图二*cbi二¥"£M”Qvfl=r<H*，号35Vl智<5）空气用量1000时空气体积流量L1Oo=-%=2.847°=6.26父103kg（干空气

33、yhcx1t1-t21.009100-55V三遍V100d10020七时空气的比容:6.261030.946=6.62103m3/h20二旦+&224k273",2918273二经空22427320,29182733=0.837m/kg20P时的空气用量：L20=Li00=6.26父104kg（干空气）/h3360036002=6.2610°.837=1.46m3/s为使风量有一个调节格度，应将标准风量增加10%因此风机风量为V风=1.1V20V1.114.6=1.6m3/s6）排气量100。时的水蒸气的比容:100吆273+10018273=1.70m3/kg10

34、09时的水蒸气体积流量:931.703V00=W；100/3600=0.044m/s1001003600气体的出口温度为55P,气体进入旋风分离器的温度为55口C,则气体出口的体积流量:、/27355273+55V55=V20V100气27320273+100一人27355八，273+55273203,=1.7m/s273+100=1.460.0447）尾气温度的验算W93一、.排气的湿含量y2=y1+w=0.006+=0.0075kg/kg干空气,根据L62600y=0.0075,t2=55七从图2-1可以查得排气的相对湿度%=8%,这表明经济上可行，而且排气中的蒸汽不至于在后捕集器中产生冷

35、凝现象。8）流化床的空隙率查得空气在55七时空气的参数：密度；g=1.076kg/m3,运动粘度g=1.84510*m103j:325.21.84510/sg阿基米德数：Ar=333dp3：sg210-10009.81为2Rg(1.845x10-2=<1.076=214266.4那么流化床的空隙率为:20.21202118Re+0.36Re2'18父325.2+0.36父325.22八”6=0.72IAr,214266.4,9）流化床层高度流化床设备的高度，主要取决于床层（浓相段）高度H,稀相段高度（或称分离段高度）H1,扩大段高度H2主要取决于其中的粉尘回收装置的尺寸。床层浓相

36、段高度H:流化床层内是进行传热的主要场所，床层高度关系到产品的质量、回收率以及流化床的操作特性等，使工艺设计的主要尺寸。V0一般由“膨胀比”E来计算。膨胀比是流化床层的体积V与流化前的固定床层体积V0之比，即(2-2)对于长方形床（床宽不随床层高度变化）V0H0式中，H、H0分别为流化床床层高度和固定床层高度（或静止床层高度）o由于流化前后床层中固体的体积不变，所以1一；0(2-3)式中，固定床床层空隙率为p=1-：s600=1-=0.41000热度*厘比他¥热蕤敢身累改珞度:送动精度i1“7。才AX户乂】小M冗1<PLC11克，米叮giT4*K；jO"帕杪.【笨。秒

37、*5015342O.uL27f?!丸23-4。m2、J151.38L52in.04-301.435hOB2.15)61.49h5710.郎£0L加1l.必2.278一L$2IL6Q1门L3421】.gg。的L67124391291l*70S2+4+0L88L7213.28101271-W5“5W乙。11.7714.16】2嫣bgs35。t14UAl1乱0630.ICSl.C必2rfi?32>29L8S16-0040hUSL明3r7U3.43I，911B.96SO1.0931.小28羽2.571.96!17.95的K0401M52.8433723011札97TOL5|心2.963

38、2.HSI.05.20.028。l.OCCLM93.044K02中11一*JV21.090.STNh凶93W3.)»!.15络1匕wQ.9UL必。LM73.3611923.131200.l4增93.3353.68九292545KOM晚4Li*B3i&4.03(A37l«00.815L173»6374.392*45科09ISO0*7791.C223.7：74.73533?.49200D-746LS!和J.小kh久6c14.8522LU384.CI5氤10*牖613001WL<MT44602工022.97>S.3J3500,5664.9041.19

39、55.IE400d524I.06S5.206丸31工31H.?-OS304加餐&5.74011.5136Z79.制6g544E1U6.217118339&y$700d兆21.1355-TOOJ5.3，4-U】640BOCd329】.1S674)701&&8I4>43134,80900o.3011.3727,6232LG2467j1551010000.277UI858.0642459*箕177.1011g0-2571.19?8,49427.631】2】993UOOd2391.2109.1453L65九352招.70在大气压为F前时.图2-2干燥空气的热物理性

40、质则流化床床层浓相高度H=H01-0=120上空1-0.72=257mm度，取H=300mm。流化床床层分离段（稀相段）高度近似为浓相段高度，即Hi=H=300mm为了进一步减少流化床粉尘带出量，可在分离高度之上再加一扩大段，在扩大段中可降低气流速度，使固定颗粒得到进一步沉淀。扩大段高度取为浓相断地3倍，即H2=3H=900mm本设备的总高度为H总=H+H1+H2=1500mm=1.5m。2、 冷却阶段11、.冷却段的宽和干燥段一致，即B=0.8m,长为L冷=L干=x2.8=1.4m,局22度和干燥段应保持一致。进入空气温度为t3=20P,y1=0.006kg/kg（干空气卜出气温度为t4=3

41、82。物料的出口温度仇=38C物料冷却所释放出的能量：Q放=G2csu2-=2001.59155-38=5409.4kJ/h则冷却气体有效冷却物料的能量为0=0放=5409.4kJ/h那么，所需气量Cx1t2-t15409.41.0238-20=294.63kg/h（干空气）式中,Cx1=Cp0+1.925y1=1.008+1.9250.006=1.02kg/kg（干空气）假设有15%勺气体在冷却过程损失，那么实际所需气量为：1实=（1+15%）=294.6341+15%）=338.9kg/h（干空气）风机的风量为V实=次20=338.90.837=283.7m3/h为保证风量有一格可以调节，

42、所以将标准风量增加10%即33V风=1.1V实=1.1283.7=312.07m/h=0.087m/s排风量:L实338.93-=0.084m/s，1.12536003式中查得38七时P38*25kg/m第三章结构设计第一节干燥器内部结构设计1、 分布板的确定9分布板的作用（1）支承物料；（2）均匀分布气流，造成良好的起始流化条件抑制聚式流化床的不稳定性。如果气流分布不均，床层局部流速过高，引起该处流化床层空隙度增加而降低该处的床层阻力，又进一步提高了该处风速，最后引起严重沟流，破坏了操作的稳定性。气体分布板的作用相当于许多并联的管路，要使气体分布均匀，就必须使各孔道两端压降一样，但实际生产中

43、有许多因素使它们不等。主要是（1）入口流体的动压头在分布板中央部分孔内气速较高；（2）床层的剧烈波动，使分布板上各点的静压头也不一样。因此，必须使流体通过孔道压降大大超过上述诸因素所引起的偏差，使后者可以忽略，从而使各孔德流速基本一致，即气流的分布均匀。实验结果表明，一般取分布板压降为床层激昂的10340%流体通过孔道的阻力，取决于孔道与容器的截面积之比和孔内气流速度，而这些又取决于分布板孔道面积与分布板总面积之比，即开孔率。实验证明，对于一般流化床干燥器，开孔率越大，其流化品质越差；减少开孔率，会改善流化质量，但开孔率越小时，将使设备阻力过大，消耗动力过多。因此，要根据具体情况进行分析，适当

44、处理。工业上所用的分布板形式较多，大致分为两种，即直流型和侧流型。板的厚度一般取大一点的好，如取1020mm这样板的刚度大，孔道长，能改善物料泄漏现象。在流化床干燥器中，分布板的阻力通常为5001500pa。分布板开孔率一般为3310%下限常用于低流化速度，即用于干燥颗粒粗、密度小的物料，孔往常为1.52.5mm有时达5mm有关计算如下：（一）分布板的开孔率床层降压R=H1-；：s-：g=0.31-0.721000-0.946=84.0kg/m2分布板孔速其中比例系数C=13,现取C=3则,329.884.040.946=31.3m/s而实际操作流化速度u=3.0m/s,则开孔率e=2=且=9

45、.6%Uo31.3（二）分布板孔数分布板孔径一般为1.52.0mm这里取d0=2.0mm,则孔数为二，2A.(3-2)4Ad二d。242.249.6%二0.0022=684504"d0n=Ad在分布板上筛孔按等边三角形布置，空心距为_2冗m0.0021273M9.6%1/2=0.006m取t=6mm（三）分布板材料与结构分布板结构采用直流型分布。板的厚度一般取大一点较好，取20mm板材料选用Q235A孔用冲制而成，加工简单。图3-1分布板2、 均风板结构设计由于热空气流是以较高的速度进入下床体，而下床体易导致气流分布不均匀，这种不均匀性将直接影响到干燥效果，产生被干燥物料受热不均，最

46、后得到的产品含水量也不均一，所以必须在下床体气室中设置均风板。寸图3-2均风板开孔图如上图所示即为均风板开孔图，线，线，线，线上各开9个孔，且孔径分别为0.04m,0.05m,0.06m,0.08m,整板开孔率为：90.0420.0520.0620.082'=-4=17.6%0.1513、 分隔板为了改善气体和固体的接触情况，抑制粒子在流化床中的返混，延长物料在床内的平均停留时间11,往往用分隔板将整个床体分隔成若干室，本设备上下箱体各有5块分隔板，将干燥阶段分成4个室，冷却阶段分成2个室，其厚度为3mm上箱体每块分隔板到到气体分布板的距离为50mm.4、 箱体结构设计（一）上箱体结构

47、设计上箱体是物料与热空气进行热交换的主要场所，物料与上箱体壁直接接触，由于物料腐蚀性特别小，材料选用Q235-A即可，壁厚5mm图3-4上箱体截面轮廓示意图采用这种结构形式，可以使热空气通过物料层后，由于流通面积的扩大而降低了气速，从而减少了物料夹带现象的产生，同时上箱体采用遍结构，避免了法兰与物料的接触，所以法兰材料选用碳钢。上箱体因较宽则在床层段部分设有六对视镜12,用以观察物料干燥状况和消洗。图3-5视镜1视镜玻璃；2一衬垫；3接缘；4压紧环；5一螺柱；6螺母视镜的主要尺寸如下表:表3-1视镜主要参数公称直径DgDDb1b2H螺柱数量螺柱直径150250215403011012M16上箱

48、体上部设有三个排风管，用以排风。进料口在床身一侧，材料也为Q235A,为了解在干燥过程中温度的变化，在每个室的视镜附近共开设六个温度计插口，用以安温度计测量温度。（二）下箱体的结构设计下箱体是热空气进入的气室，下箱体的厚度不用太厚，取为5mm材料为Q235A为使气流能均匀进入下箱体，将下箱体分隔成六个小室，每一个小室设有一个进风口，以使进风比较均匀。高速的热空气流通过多孔板使物料在流化床内程流化状态，为了不使物料从孔中掉落，在多孔板下设有一托网。下箱体的底部在每个室内各开设一个排污管（排污管的直径取50mm,用来排除清洗时的污水，为保证清洗污水能顺利从排污管排出，整个下箱体底部保持有1:100

49、的斜度。5、 堰板设计堰高调整方法如图:图3-6堰板调整装置（1）把手（2）固定盘（3）转动盘固定盘是一个带有环形导槽的圆盘，固定盘和转动盘问由两颗螺栓来固定。调节堰高时，首先是螺栓松开，通过把手转移转动盘，调到所需堰高后，拧紧螺栓即可。6、 肋板结构设计由于上、箱体壁厚较小，在力作用下易发生变形，因此设一些肋板，增加箱体的刚度，防止变形。肋板等间距，均匀分布焊在上下箱体上，焊接方式采用双面交错焊，如下图所示。这种焊接方法对上箱体有很大意义，因为上箱体为不锈钢材料，这样焊可减少对不锈钢的烧损，对下箱体来说，则可较少焊缝面积。图3-7肋板双面交错焊接第二节接管及法兰的确定1、 干燥器气体入口管直

50、径的确定因流化床下床体用分隔板分隔成6个小室，则在每个小室有一进气管，共有6个进气管，支管上有调节气流流量的阀门。一般装置中的管路，气体在常压下管路中的流速范围为10-30m/s,取U=15m/s,则在干燥阶段，有4个室，估算2.V100-D1U10,084T22二0.060D146,621034二1536004=0.198=198mm取2=200mm,贝U,_4V100U1=Z-24二D1=14.6m/s46,62103724二0.23600在10-30m/s范围内，合适，所以选定管为DN200标准管，尺寸为巾219父9D2对于冷却阶段40.0840.059m=59mm，2二15取D2=60

51、mm,则4V202二D22=14.9m/s在10-30m/s范围内，合适，所以选定管为470M52、 干燥器气体出口管直径的确定采用3个出气管，在干燥阶段有2个，冷却段用1个。对于干燥段，出气管2个，排气量为V排=V55=1,7m3/s,取管子直径D3=300mm,则流速为4V排41.7u322=12.1m/s2二D32二0.300在10-30m/s范围内，合适，所以选定管DN300,尺寸为中325M12对于冷却段，因为冷却段的气量较小，所以可以取管和干燥段一样,即选定管为DN300标准管，尺寸为4325M1203、 接管法兰的设计与选择12根据压力容器和化工设备实用手册上，选用平焊法兰图3-

52、3法兰（1） 入口管DN200的平焊法兰表3-2DN200法兰参数公称通径DN钢管外径A法兰内径B法兰外径D螺孔中心圆直径K螺孔直径L螺孔数量n螺纹法兰的厚度C法兰的质量kg200219222320280188M16226.85（2） 入口管内径DN60的平焊法兰可以设计如下:表3-3DN60法兰参数公称通径DN钢管外径Ai法兰内径Bi法兰外径D螺孔中心圆直径K螺孔直径L螺孔数量n螺纹df1法兰的厚度C607072150120144M1298216（3） 出口管内径DN300的平焊法兰表3-4DN300法兰参数公称通径DN钢管外径A法兰内径B法兰外径D螺孔中心圆直径K螺孔直径L螺孔数量n螺纹法兰的厚度C法兰的质量kg3003253284403952212M202411.9第三节支座设计本设备采用六个脚支，并在脚支下焊接支撑板，用以支撑支座。其结构与位置如节电图和装配图。第四节厂房的要求厂房要求通风换气良好，为了节省厂房占地面积，可采用3-5层建筑，可将卧室流化床及包装设备置于一楼。由于干燥原料为纤维素，应该保持厂房干净，各装置及管道布置应合理。第四章干燥系统辅助设备的选择第一节加热器的选择作为干燥的热载体，通常选用空气。通过空气直接与物料接触而加热物料，从而使物料干燥。在干燥阶段，空气是以常温20c