对流干燥技术讲座提纲

对流干燥技术讲座提纲一、 对流干燥特点与形式1、热源是具有一定温度的气体（空气或过热蒸汽）;2、干燥过程是气固二相流动中发生传热传质及流体参数变化的过程;3、气流干燥、旋转闪蒸干燥、流化床干燥、喷雾干燥、转筒干燥、带式干燥等;4、对流干燥可与传导干燥、辐射干燥结合，形成组合干燥达到强化干燥目的;5、对流干燥的弹性系数较小;6、工艺与设备经常是溶为一体，不可分家.二、 对流干燥系统的组成：热源送风—,干燥器—,气固分离，产品回收 排风.t ;进料器 （旋风分离、袋滤、湿法等）三、 物料状态及参数在对流干燥中的重要性：1、 物理状态：粒径，粘度，堆积密度，真密度，热熔性，热粘性（温度），物料中液体的组分——水或挥发性溶剤等.2、 化学状态：结晶水，自溶现象，分解热，凝固热（温度）等.3、 获取物料各种参数的方法：（1）自己的经验（2）用户提供的数据与资料（3）查阅相关文献资料（4）实验测试（5）建议公司建立通用的物料数据库.4、 各种物料参数在对流干燥中的影响.四、 对流干燥中物料衡算与热量衡算：1、 物料衡算：一般提供湿基含水率来计算.2、 热量衡算：欧拉法与拉格朗日法.欧拉法要介联立方程组（公司目前采用的方法);拉格朗日法只需一步一步作代数计算.欧拉法与拉格朗日法在数学上是相通的.拉格郎日法计算步骤:.蒸发水份热量：Q1=W(595+0.45t2-lXto)水 2 0.物料升温热量：Q2=W(CX(1-3J+1X32)X(02-01)产s2221.外围护热损失：Q3=(0.15~0.2)X(Q1+Q2)q3=(60〜100)kcal/kg热风质量流量：G=(Q1+Q2+Q3)/(i1-i2'-0.1X0.24X(t2-t0))i1=(0.24+0.45d1)t1+595d1i2'=(0.24+0.45d1)t2+595d1'.干燥热量：Q=GX(i]-i0)X1.1,i0=(0.24+0.45d0)t0+595d0.验算排风含湿量：d2=d1+W/G,从空气焓湿图上找到相应的湿2 1水球温度t2,t2-t2=(20〜50)°C.w22w23、热量衡算中注意事项：(1)环境参数的确定，年平均气温和年平均空气含湿量,冬季最低气温暖(2)干燥中及干燥完成后物料温度的确定，物料的热粘性和热熔性(3)进风温度与排风温度的确定(排风温度比料温高10-20C，比相应的湿球温度高20-50C),排风的含湿量验算(4)空气焓湿图的应用(5)热风余量的选择，验算冬季热量是否满足要求.五、物料的沉降速度在对流干燥中的重要性和求解的方法(u。)：1、基本公式(介析表达式)：在垂直管道中球形物料颗粒沉降速度介析表达式(通过受力平衡推导)阻力系数是关键.u=((4d(P-p)/p)g/3CD)0.5ss D2、 不同流动区间(雷诺数不同)，阻力系数有不同的经验表达式得到不同的沉降速度计算式，推荐一套计算方法。(与实验得到的沉降速度的误差在15〜25%).先判断粒径处于什么流动区间:计算A=(p2/9(p-p)))”3;女口dW1.225A,u=d2(p-p)g/(18p);如0.915AWdW020.4A,u=1.195d((p-p)2/(pXp))1/3;女口20.4AWdW1100A,0u0=5.45(d(p-p)/p)0.53、 用数值计算方法求阻力系数:阻力系数表达成雷诺数的多项式逼近，由计算机通过计算程序来求解误差在5%左右.如0.915AWdsW20.4A,C=f(Re)=26.5(Re)n,TOC\o"1-5"\h\zd p pRe=dXu0/v,先设定一个u0,求出Re,n=工Ri(lnRe)i,ps0 0 p ipR=0.9178336,R=-0.0782583,R=2.89240X10-2,R=-9.547178X0 1 2 310-3,R4=1.347719X10-3,R5=-6.945255X10-5，求出计算的u0,与设定的u0比较,当小于一定误差,就认为是所求.4．实验测定.5、 非球状物料与非垂直管道中沉降速度的修正，圆柱体(1：D=1),k=1.27;圆柱体(1:D),k=1.66;半球体,k=1.76;菱形体,k=1.76;正方体,k=1.86;正方形板报,k=3.3;不规则球体,k=1.2;不规则椭圆体,k=1.1.斜管，-sinB;水平管：0=0。;垂直管：0=90o.6、 沉降速度在对流干燥中的重要性：(1)、流化床干燥器中流化速度的确定，u=(0。2-0。6)ut(2)、气流干燥中等速段和加速段气流速度的确定(在气流干燥中介绍)；(3)、带式干燥机中穿流速度的确定。六、脉冲气流干燥器主要参数的计算：1、直管中气流速度和管径计算，U]〉3u,一般来说取g1tu=20m/s;D=(L/(uX0.7854X3600))0.52、脉冲管中气流速度及管径g11g1计算,D2=nD]n=(ui/u)0-5=(3)0-5=1.732,u2〉u; 3、传热系数计算，2 1,maxg1t g2t如ReV150,Nu=2+0.17Reo.7;R2150,Nu=0.62Reo.5,a=入XNu/dgp;4、干燥时间计算，t=3600Q/(aXSXAT),S=6G/(dXy) ;5、m ps干燥管长度计算,H=t(ug-ut),ug=(ug1+ug2)/2gtgg1g2七、旋转闪蒸干燥器主要参数的计算：1、 底部环隙速度：(1)经验数据：25~45m/s,阻力：1800〜3000Pa.(2)实验确定，调节环隙高度，观察效果，测出压降，由风量计算出环隙速度。2、 空塔轴向速度：经验数据：3~5m/s,由物料粘结性和含水率来确定，由热风流量和空塔轴向速度来确定塔径。3、 干燥塔高度的计算：经验数据：H=(2.5〜4)D,视产品含水率不同而变化。4、 干燥塔排料口结构：(1)淘析环(多个分级环),由扬析速率来计算：E=9.34X10-4(u2/(gXdp))1.65XpXu(g/cm2•s),u一cm/s,dp—m,g一cm/s2,p一g/cm3;A=G/E(G一g/s),D=(A/0.7854)0.5; (2)叶轮分级(不同转速)5．搅拌器转速：250-400r/min。6、几种旋转闪蒸干燥器的变形：（1） 气流旋转闪蒸干燥器，去掉搅拌器，中间进入气流干燥热风，u=3ut，大直径旋转闪蒸，D大于1000mm,非膏状物料。（2）冲击流旋转闪蒸干燥器，在干燥塔中间，与旋转气流反方向,切向进入二次热风,产生冲击流效果,强化干燥。（3）旋转闪蒸煅烧器。（4）扩大式旋转闪蒸干燥器。八、喷雾干燥器主要参数的计算：1、 喷雾干燥器的几项关键技术：（1）雾化器（2）热风分布器（3）喷雾塔的直径与高度（4）排料方式。2、 雾化器：（1）离心雾化器（2）压力雾化器：空心锥（顺流）、实心锥（逆流或混合流）（3）气流雾化器。3、 热风分布器：（1）离心喷雾热风分布器:热风均匀进入环形通道（环形通道的等风量送风）；直流风与旋转风相结合；离心热风分布器出口风速（$10m/s）。（2）压力与气流喷雾热风分布器，孔板均风（动压与静压转换达到均匀布风）。4、 喷雾塔直径（以离心喷雾为例）（1）雾滴喷距经验计算公式（R99）0.9=3.46d0.3Gl0.25n-0.16,雾滴占总喷雾量99%,喷雾盘下0.9m处;（2）轴向风速为0.15~0.2m/s（3）容积干燥强度的验算A=（t]+273）3.4287/（t2+273）3.34,Kg水/h,（4）容积干燥换热量的验算，一般为15—30kcal/m3•h・°C,有经验计算式：a=1.58X10-3(入・G/(p•A))•(1/d)i.6•(l/(u+u))0$,(kj/m3•h・°C)vllpga(5)无风下雾滴飞行轨迹计算(6)计算流体力学(CFD)。5、喷雾塔高度：(以离心喷雾为例)H=(0.9~1.1)D九、进料器1、 螺旋进料器：(1)转速：W50r/min,充分利用电磁调速电机容许转速范围来选用减速器型号(200〜800r/min) (2)两端轴承位置与密封位置的同轴度(3)适应性(4)双螺旋进料器(5)几种变化形式介绍。2、 闭风进料(排料器):(1)常规闭风器的使用条件；(2)转速：叶片端部的切向线速度限制；(3)叶轮与壳体之间的堵塞问题；(4)高温物料轴承受热问题。3、 组合进料器4、 文丘里(喷射)进料器。十、旋风分离器1、 旋风分离器的分类：下旋、外旋、内旋、普通型、扩散型、长锥型、旁路型。2、 旋风分离器中各部份阻力分配,入口：70%；出口：20%；本体动压损失：30%；灰斗：33%；边壁磨擦损失：10%。3、 分离效果(产品回收率)的提高和根据具体情况进行修正:(1)提高进口风速,18〜23m/s (2)直段,锥段加长(3)产品出口处的密封,漏风量为1%时,除尘效率降低5%,5% 50%,15% 极低（4）缩小排风口径。4、进入旋风分离器固体浓度的限制：粉尘粘度较小时：直径（mm） 800 600 400 200 100 60 40浓度（g/m3） 400 300 200 150 60 40 205、制作旋风分离器的工艺要求：同轴度，内部光滑，入口管道上安装安全防爆阀门。十一、布袋除尘器或湿法除尘器1、布袋除尘器过滤风速的确定和过滤面积的确定;2、滤布的选用;3、脉冲时间与脉冲间隔时间的确定，脉冲时间：0。7Mpa---0。1〜0。12s,0。6Mpa---0。15〜0。17s,O。5Mpa---0。17〜0。2s；脉冲间隔时间：20~60s;4、压缩空气需求量计算，见《除尘设备》p。141〜p。142;5、比重小粒径小粒尘的回收：分室脉冲布袋或两个袋滤器的交叉切换;6、滤袋清洗的正确方法;7、湿法除尘器的使用条件与选用。8。每个电磁阀可带6-8个喷吹管。十二、干燥系统压降计算：1、 热风炉压降（△P=（900〜1200）X换热段数量，Pa）或热交换器压降（△P=（40~80）X换热器组数，Pa）,2、干燥器压降:闪蒸2000〜3200Pa;喷雾〜500Pa;气流按热风管道流动计算， 3、旋风分离器压降（800〜1300Pa）4、布袋除尘器压降（1000〜1500Pa）5、湿法除尘器压降，文丘里除尘器， 1500〜3000Pa;其他1000〜1500Pa，6、管道压降：沿程阻力,△P1=A・v2・y・L/（2d）Pa,入为管道内表面磨擦阻力系数，由流动状态和内表面光滑程度决定,一般取保0.03~0.06.局部阻力,△P2=g(v2•Y/2),g为局部阻力系数,可查表,但应该把查表值X1.2，因为查表值是在实验理想工况得出的.7.干燥系统正负压平衡点的估计.十三、风机1、离心风机的特点：(1)容积式送风机械，进口处的容积流量不随温度而变化，系统的流量与压力随系统的阻力特性而自动平衡，P=f(Q)=SXQ2；(2)离心通风机即可作引风机也可作鼓风机。2、风机性能通风机全压=出口截面总压-进口截面总压,Ptf=(Psf2+P2.V22/2)-(Psfl+P1.Vi2/2)；通风机动压Pdf=P2XV22/2；通风机静压Pf=Pf-Pdf=(Pf2-Pfi)-piXvi2/2,如从大气进气，绝对sftfdfsf2sf11 1压力,Psfi=101325Pa湘对压力,PSfi=0-通风机空气进口标准状态：101325Pa,20°C,50%相对湿度；烟气标准状态：0C,烟气工作状态温度：200C.(i)性能表中的压力是全压(由动压和静压组成)，动压是排风口所具有的，动压是保证风量的重要条件，是不能作为克服阻力的，要了解风机每个工作点上动压占全压的比例，才能得到克服阻力的静压是多少。(2)风机性能曲线中第1至第4工作点的线性较好，变化均匀建议采用。(3)转速与风量、风压及功率的关系,Q1/Q2=n1/n2;P1/P2=(n1/n2)2;N1/N2=(n1/n2)3(4)风压、功率与气体温度(或气体密度)的关系:P]/P2=P]/pN1/N2=P1/P2；P1/P2=(273+ti)/(273+t2)3、风机选用的方法：(1)根据通过风机的气体温度,修改风机说明书中的全压和内功率参数;(2)求出使用工况下各个工作点的静压头：如有全压系数屮和动压系数屮D,则可用近似的方法(不考虑压缩性)求出静压，Psf=Ptf(1-屮D/屮).(3)修改后的风机全压要等于系统阻力压降X1.25,或求出的风机静压等于系统阻