流化床干燥说明书

说明书20232名目一.试验设备的特点四.试验方法及步骤六.附录一.试验设备的特点⒈本试验属操作型试验。其主要目的是让学生了解和把握湿物料连续流化枯燥的方法及α明显优点之一是气-固间对流传热效果好(α 大)。v

v⒉主体设备全透亮。用透亮膜加热技术保温设备，试验过程中可清楚地观看颗粒的流化状况。选用变色硅胶作物料，使枯燥状况更直观、形象。⒊装置小型化，选用型旋涡气泵，能耗低、噪声小，且便于学生动手操作。二.设备的主要技术数据㈠流化床枯燥器〔玻璃制品，用透亮膜加热技术保温〕流化床层直径D:Φ80×2〔76〕床层有效流化高度h:80〔固料出口〕总高度:530流化床气流分布器:80变色硅胶:1.0─1.6绝干料比热Cs＝0.783kJ／kg·℃(t＝57℃)(查无机盐工业手册)每次试验用量:400-50030-40⒈用自制孔板流量计，材质─铜板；孔径─17.0⒉实际的气体体积流量随操作的压强和温度而变化，测量时需作校正。具体方①流量计处的体积流量V：02(P2(PP)120 0 0

(m3／s)C—孔板流量计的流量系数，C=0.67；0 0—空气在t时的密度，kg/m3；0PP1 2

—流量计处压差，Pa；t—流量计处的温度，℃。0②假设设备的气体进口温度与流量计处的气体温度差异较大气体状态方程)。例如:流化床枯燥器，气体的进口温度为tV1 1273tVV 1 273t

(m3／h)⒈风机─旋涡式气泵(规格详见说明书)该风机能两用,即作鼓风和抽气均可为取出枯燥器内剩余物料就将此风机作为抽气机用。具体方法是①停风机，将气泵的吸气口2324下同)放入枯燥器上口18216，见附图二)即可将枯燥器内物料抽干净。用毕，将气泵吸气口上软管拔出，即可。⒉加料电机为直流调速电机，最大电压为12V，使用中一般掌握在3～12V⒊预热器:电阻丝加热，用调压器调电压来掌握温度。⒋枯燥器保温:枯燥器(玻璃制品)外外表上镀以导电膜代替电阻丝，可通电加热，用调压器调电压控温。⒈空气湿度：只测试验时的室内空气湿度。用干、湿球湿度计测取。枯燥器出口空气湿度由物料脱水量衡算得到。⒉物料湿度测定：用快速水份测定仪，使用方法见说明书。α

的计算方法v物料和热量衡算及体积对流传热系数α 的计算方法参见化工原理枯燥章节和附录中实v验数据处理的计算过程。空气流量计压差读数空气流量计压差读数kPa进口温度℃颗粒直径mm水量mlHO2加料速度2kPa60硅胶0.8～1.6500-60025-40直流电机电压不大于12V⒈试验设备流程示意图：见附录一。⒉试验装置加料、加热、保温电器电路图：见附录二。⒈按流程示意图检查设备,容器及仪表是否齐全、完好。⒉按快速水份测定仪说明书要求，调好水份仪冷热零点，待用。备用。⒋风机流量调整阀289⒌向干、湿球湿度计的水槽内灌水，使湿球温度计处于正常状况。⒍预备秒表一块(或用手表计时)。⒎记录流程上全部温度计的温度值。⒈从预备好的湿料中取出多于10g(克)的物料，拿去用快速水份测定仪测进枯燥器的物料湿度w1。100V加热空气。当枯燥器的气体进口温度接近609,关闭放空阀82⒊启动风机后,在进气阀尚未翻开前，将湿物料倒入料瓶，预备好出料接收瓶。⒋待空气进口温度(60℃)和出口温度根本稳定时，记录有关数据，包括干、湿球湿度计粒的流化状况。⒌加料后留意维持进口温度t1不变、保温电压不变、气体流量计读数不变。⒍操作到有固料从出料口连续溢流时，再按一下秒表，记录出料时间。305固料出口温度θ2。数据处理时，取操作根本稳定后的几次记录的平均值。⒏关闭直流电机旋钮，停顿加料，同时停秒表记录加料时间和出料时间，翻开放空阀，关闭进气阀，切断加热和保温电源。⒐将枯燥器的出口物料称量和测取湿度w2(方法同w1)。放下加料器内剩的湿料,称量，确定实际加料量和出料量。并用旋涡气泵吸气方法取出枯燥器内剩料、称量。五.试验装置留意事项⒈枯燥器外壁带电，操作时严防触电，寻常玻璃外表应保持干净。出料湿含量的数值。⒊试验中风机旁路阀肯定不能全关。放空阀试验前后应全开，试验中应全关。⒋加料直流电机电压不能超过12V。保温电压肯定要缓慢升压。⒌留意节约使用硅胶，并严格掌握加水量，绝不能过大，小于0.5用来做为被枯燥的物料，只是枯燥过程中旋风分别器不易将细粉粒分别干净而被空气带出。⒍本试验设备，管路均未严格保温，主要目的是观看流化床枯燥的全过程，所以热损失很大。六.附录附录三：试验数据及计算过程流化床枯燥操作试验原始数据记录表枯燥器内径 D=76mm1绝干硅胶比热 Cs=0.783kJ/kg·℃加料管内初始物料量 G=49g01加料管内剩余物料量 G=117g11枯燥器出口料量和枯燥器内剩余料量共计 G=254.9g2加料时间 △τ =30分=1800秒1出料时间 △τ =20分45秒=1245秒2进枯燥器物料的含水量 w=0.2235kg水/kg湿物料(快速水份测定仪读数)1出枯燥器物料的含水量 w=0.09k0g水/kg湿物料(快速水份测定仪读数)2名称 进料前

进料后

开头出料后〔5〕流量压差计读数(kPa)

1.43

1.43 1.43 1.43 1.43 1.43风机吸入口

大气干球温度t0大气湿球温度tw相对湿度φ

2518.546%

2518.546%

25 25 25 2518.5 18.5 18.5 18.546% 46% 46% 46%枯燥器进口温度t1枯燥器出口温度t2进流量计前空气温度t0

67.852.237.5

67.852.537.5

67.8 67.8 67.8 67.852.2 52.1 52.9 52.337.5 37.5 37.5 37.5枯燥器进口物料温度θ枯燥器进口物料温度θ1℃252525252525枯燥器出口物料温度θ2℃31.334.241.843.444.144.1流化床层压差mmHO61～714141414流化床层平均高度hmm04080808080预热器加热电压显示值V102102102102102102RpΩ33.833.833.833.833.833.8枯燥器保温电压显示值V868686868686枯燥器保温电阻RdΩ156156156156156156加料电机电压 V07.867.867.867.867.86数据整理物料量计算:输入＝实际加料量△G＝G－G＝668.8－352.0＝316.8(g)1 01 11进料速率 GC

G111

316.8 0.176 10 1800绝干料G＝G1－w＝0.176×10-3×(1－0.2235)＝0.136×10-3(kg／s)C 1 1以干基为基准的湿含量X w1wX 0.22351

0.287 X2

0.090

0.0989脱水速率W＝G(XX)＝0.176×10-3C 1 2热量衡算

(0.287－0.0989)＝0.0331×10-3

(kg／s)输入Q＝QQ＝Up2/Rp＋Ud2/Rd入 P D其中预热器实际加热电压Up=102(V)枯燥器实际保温电压Ud=86(V)Q=1022/33.8+862/156.1=307.8+47.3=355.2(W)入输出Q＝L(I－I)＋G(I′－I′) (Ｗ)出 2 0 C 2 1空气质量流量L(kg／s)计算:流量计读数P1

P=1.43(kPa)，流量计处温度为37.8℃，流量计处的体积如下：22(P2(PP)120 0 0

(m3／s)πC =0.67，A/4×d2=2.269×10-4m2,空气在37.8℃时的密度为1.139kg/m3π0 0 0V 0.672.2691040

21.139

133073.5104(m3/s)26.4(m3/h)由此得流量计处体积流量V＝26.4(m3／h)0而实际操作中,枯燥器进口温度为67.6℃，因此依据状态方程得V 26.427367.628.9〔m3/h)进 27337.8H H

0.622

Ps

0.6220.462267.9

0.006470 1 PPs 1013250.462267.9〔t=25,t=18.5φ=46%，查得250 wPs=2267.9Pa)枯燥器进口处空气湿比容V (0.7721.244H)H

t27327327367.8(0.7721.2440.00647) 0.973(m3/kg)273绝干气流量LV进

28.9 8.25 10 V 0.9733600HW 0.0331103枯燥器出口空气湿度H2

HL 1

0.006470.01048.25103空气焓值I(kJ／kg)计算：枯燥器出口处 I＝(1.01＋1.88H)×t＋2490H2 2 2 2＝(1.01＋1.88×0.0104)×52.2＋2490×0.0104＝81.01(kJ／kg)枯燥器进口处 I＝(1.01＋1.88H)t+2490H1 1 1 1＝〔1.01+1.88×0.00647〕×67.8＋2490×0.00647＝85.41(kJ／kg)流量计处 I＝(1.01＋1.88H)×t＋2490×H0 0 0 0＝(1.01＋1.88×0.00647)×37.8＋2490×0.00647＝54.74(kJ／kg)物料焓值I＇计算： I′＝(Cs＋XCw)×θ物料进口处I＝(0.783＋0.287×4.187)×25＝49.6(kJ／kg)1物料出口处I＝(0.783＋0.0989×4.187)×44.1＝52.79(kJ／kg)2输出：Q＝L(I－I)＋G(I′－I′) (Ｗ)出 2 0 C 2 1Q=8.25×10-3〔81.01-54.74〕+0.1252×10-3(52.79-49.6)出＝241.8×10-3〔KW〕＝242(W)热量损失Q

Q Q=入

35524232%损 Q 355入对流传热系数 计算:V QV tm

(W/m3·℃)气体向固体物料传热的后果是引起物料升温顺水分蒸发。其传热速率Q＝QQ1 2Q=GcC(θ -θ )=Gc(C+CX)(θ -θ ) (W)1 m2 2 1 m w2 2 1Q=W(I”-I”)=W[(r+Cθ )-Cθ ] (W)2 V L 0℃ V m W 1式中：Q—湿含量为X的物料从θ 升温到θ 所需要的传热速率。1 2 1 2Q(kg／s)水在气化所需的传热速率。2C(kJ／kg·℃)m2Iv′─θ 温度下水蒸气的焓,kJ／kgmL

温度下液态水的焓,kJ／kg1θ ＝〔θ ＋θ 〕／2＝(25＋37.8)／2＝31.4℃m 1 2Q＝8.25×10-3×(0.783＋4.187×0.0647)×〔37.8-25〕＋0.0331×10-3×[〔2490＋1.88×31.4〕－4.187×25]＝192×10-3(KW)＝192(W)流化床枯燥器有效容积V

D2h4 1

0.07520.0804＝0.353×10-3(ｍ3)气相和固相之间推动力t

(t1

)(t2

m)(67.831.4)(5231.4)27.75〔℃〕m tln1t2

mmm192

ln67.831.45231.4