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1、-摘要 在化学工业中，为了满足生产工艺中对物料含水率的要求或便于储存、运输，常常需要用到干燥过程。本次毕业课程设计的任务是设计一种多孔板式多层干燥器，将颗粒状物料的含水量从23%降至3%，生产能力为21.6万t/a。来自加热器的颗粒状物料用星形加料器加入干燥器，在55.5下离开干燥器。湿度为0.02%的空气经电加热器加热至200后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传质传热后，湿度增加到0.059，温度降至95。将尾气通过旋风分离器，以提高产品的收率。流程中采用前送后抽式供气系统，维持干燥器在略微负压下工作。通过查阅资料和选用公式设计，干燥器较好的设计结果为：床层底面积7m，直径为3m，高度2.
2、99m，隔板间距0.3m，物料出口堰高0.49m。分布板开孔率35%。此外，还确定了合适风机、排风机、旋风分离器、换热器等附属设备及型号。关键词：干燥；多孔板式多层流化床；颗粒状物料；热载体Abstract In the chemical industry, in order to satisfy the production process in the moisture contento- f material requirements or facilitate storage, transportation, often need to use the drying process.
3、The principles of cour- se design task is to design a porous plate multilayer dryer, the moisture c -ontent of granular materials fell to 23% from 3%, production capacity of 216000 t/a. From flash drying part of granular materials with star feeder and join dryer, in 55.5 out thedryer.Humidity for 0.
4、02% of the air after electric heater heated to 200 to dryer, after and suspended material c -ontact after mass transfer heat transfer, humidity increases to 0.054, the temperature drops to 9 5 . Finally they will exhaust through the cyclone separator, in order to improve the yield of pro -duct. Proc
5、ess before the send smoke after cooking gas supply system type, maintain the dryer in slightly negative pressure. Through the data access and select the formula design,dryer better des -ign of the results: bed bottom area of 7, diameter for 3 m, 2.99 m high, clapboard spacing 0. 3m, 0.49 m high expo
6、rt weir materials. Distribution plate opening rate 35%. In addition, still dete -rmined the appropriate supply and exhaust fan, cyclone separator, heat exchanger and affiliated equipments and model.Keywords：Dry; Porous plate multilayer fluidized bed; Granular material; Heat carrier目录前言11.绪论22干燥过程的设计
7、方案及流程说明82.1 主体设备的设计82.2 辅助设备的选择82.3干燥过程的流程说明82.4优化设计92.4.1优化分析92.4.2干燥器年总费用J92.5 干燥器优化设计工艺分析122.5.1 风机风量122.5.2 干燥器体积的计算122.5.3 干燥器热量衡算122.5.4 预热器热负荷及耗电量133.干燥器设计143.1干燥设计已知条件的确定143.2风量的确定153.3塔径的决定173.4温度区分布173.5床层压力损失183.6热容系数213.7多孔板层数213.8预热器的热负荷和干燥器的效率224 辅助设备的选型244.1供料装置的选型244.2电加热器264.2.1结构形式
8、及使用范围264.2.2.电加热器的设计选型274.3旋风分离器选型原则和步骤284.4干燥器主体材质的选择304.5管道设计及管道损失计算304.5.1管径的选择304.5.2气体的管路摩擦压力损失与局部压力损失324.6 送风机和排风机334.6.1送风机334.6.2排风机345 结论365.1干燥器系统经济性分析365.2计算结果汇总表37致谢39参考文献40附录A41附录B49-第 60 页-前言 褐煤内部存在许多毛细孔，湿褐煤就像吸足水分的海绵；而干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤就像拧干后的海绵。当干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤遇到水时，就会吸潮，与拧干后的海绵吸水的原因
9、一样。这就是为什么干燥（指仅脱除表面水的情况）后的褐煤在放置过久或运输过程会吸潮的原因。 褐煤在常温下加热到 100 度以上时，大部分的自由水能够被蒸发。当褐煤水分低于 15%时，若需要继续干燥和脱水，即脱除结合水时，由于褐煤与结合水有较强的结合力，则需要较高的温度和能量才能够进行。当褐煤在常压下继续加热到 180 度以上时，褐煤结合水（内在水）能够被脱除。当褐煤温度高于 150 度时，羟基官能团（主要是-COOH）发生分解，析出 CO气体，同时将褐煤的结合水（内在水）排除。进一步提高温度，将导致越来越多的羟基官能团分解，从而引起褐煤的表面性质改变。在这种干燥温度条件下，由于大量的羟基官能团分
10、解，导致褐煤内部的毛细孔倒坍和产生交联。毛细孔倒坍可以阻止水分进入毛细孔；而交联反应则能够对毛细孔进行密封，阻止倒坍的毛细孔在吸收水分时再膨胀。另外，当褐煤温度被加热到 200 度以上时，其表面积会大大减少。表面积减少的主要原因是由于在高温干燥条件下引起褐煤内部的焦油的强烈迁移，即焦油由毛细孔内部向毛细孔外部迁移。迁移到毛细孔外部的焦油在冷却过程中，由于焦油冷凝从而对毛细孔进行密封，从而一起褐煤的表面积减少。由于上述过程，即毛细孔倒塌，交联反应和焦油迁移对毛细孔形成密封，结果褐煤变得越来越疏水，同时也能够观察到褐煤的硬化,这也导致褐煤的刚性结构的形成。其结果就是褐煤能够从软煤转换为硬煤，由亲水
11、性转换为疏水性，从而可以实现褐煤的长途运输。1.绪论 褐煤是一种高挥发分、高水分、高灰分、低热值（14MJ/kg左右）、低灰熔点、污染重且利用率相对较低的资源。目前，我国烟煤、无烟煤等优质煤资源已被充分利用，拓展空间有限，而对褐煤的大规模开发利用刚刚开始。我国褐煤资源相对比较丰富，己探明的储量达1303亿吨，占全国煤炭储量的13%，开采成本低，其中内蒙古占全国褐煤总储量的77%。我国的褐煤普遍存在湿度大（30%50%）而导致的燃点低和二氧化碳排放量大的缺点，直接燃烧未提质的褐煤原煤，会产生严重的环境污染问题（二氧化碳排放量比普通烟煤高15%左右），增加电厂和煤化工项目的建设和运行的成本；同时，
12、较高的含水量导致褐煤运输费用增加，限制了内蒙地区丰富的褐煤资源外运至南方沿海城市利用的空间。 提质工艺是指通过合理的干燥过程，降低褐煤的含水量，提高褐煤能量密度的技术。目前，国内褐煤干燥的工业应用还没有大规模展开。国内准工业规模褐煤预脱水装置分为：燃煤烟气直接接触：链板式，移动床式，转筒干燥和蒸汽间接干燥：过热蒸汽内加热流化床, (过热)蒸汽回转圆筒两种。 国内褐煤电厂多采用高温烟气通过磨煤机达到干燥煤粉的目的。但高温烟气与煤粉直接接触存在安全隐患、造成炉膛温度和锅炉效率降低，而且褐煤水分过高导致调节复杂，动力消耗和维护费用高。 干燥过程广泛用于生产和生活中。最初利用自然界的太阳能及风力，对物
13、料及农副产品进行缓慢的干燥加工。而后，随着农业 发展，这种天然的、劳动强度极大而又不能受人们意志控制的干燥方法，逐步让位给各种人工去湿方法和人工干燥过程。 去湿方法和干燥过程：在工农业生产中，经常会遇到从各种物料中除去湿。分的过程，各种物料可以是固体，液体或气体，而湿分则常常是水或水蒸气，但在某些情况下，也可以是有机液体或有机蒸汽等其他湿分。 从物料中除去湿分的操作称为去湿。去湿方法按作用原理来分，可分为：机械法，热物理法，物理化学法。干燥过程的特点：固体物料的干燥包括两个基本过程，首先是对固体加热以使湿分气化的传热过程，然后是气化后的湿分蒸汽由于其蒸汽分压较大而扩散进入气相的传质过程，而湿分
14、从固体物料内部借扩散等的作用而源源被输送到达固体表面，则是一个物料内部的传质过程。因此，干燥过程的特点是传热和传质过程同时并存，两者相互影响而又相互制约，有时热传可以加速传质过程的进行，有时传热又能减缓传质的速率。干燥操作的目的：在物料或制成品的工艺加工过程中，干燥操作的目的可分为下列五种：1）对原材料行干燥。为防止某些高分子材料成型加工时产生气泡及物料降解，事先必须经过干燥。为改进工艺生产过程，提高产品收率而使用干燥操作。为防止在生产过程中存在引起腐蚀的湿分而应用干燥，例如煤气的干燥或苯在氯化之前的干燥等。各种生产工艺的要求：如:提高粉末加工效率，在粉末前必须2）为提高或强化大型设备的生产能
15、力而应用干燥操作，如炼焦煤采用预热干燥，可使焦炉的生产能力提高50%，且还能提高焦碳的质量。3）干燥原材料或产品：以减轻中路 ，降低运输费用，或使物料变干，以便于运输。如食盐干燥以保持其自然流动的特征。 4）提高燃料的热值，以使劣质燃料能有效地应用于高温工业用炉，或增加产品的有效成分以使其便于处理及销售。如肥皂粉，染料以及各种化学肥料等。 5）使产品便于保藏，而不至于中途变质腐烂而应用干燥操作。如各种抗生素药品，各种生化制品，各种食品，蔬菜等水分的存在，有利于微生物的繁殖，因而使产品分解或变质。干燥对这类物品的储存是十分必要的。 传统的干燥器主要有箱式干燥器、隧道干燥器、转筒干燥器、带式干燥器
16、、盘式干燥器、桨叶式干燥器、流化床干燥器、喷动床干燥器、喷雾干燥器、气流干燥器、真空冷冻干燥器、太阳能干燥器、微波和高频干燥器、红外热能干燥器等。干燥设备制作是密集型产业，我国的国产干燥设备价格相对低廉，因此具有较强的竞争力。主要包括：a，物料静止型或物料输送型干燥器；b.物料搅拌型干燥器；c.物料热风输送型干燥器；d.物料移动状态；e.辐射能干燥器。 流化床干燥器还 可以做成多层式。以卧式多室流化床干燥器相比，其优点是热效率较高,流化床干燥器的特性： 1) 物料干燥速度大,在干燥器中停留时间短,所以使用于某些热敏性物料的干燥. 2）由于流化床内温度均匀，并能自由调节，故可得到均匀的干燥产品。
17、 3）因热传递迅速，所以处理能力大。 4) 在同一设备中,既可进行连续操作,又可进行间歇操作. 5）由于滞留时间可在几分钟几小时范围内任意选定，故可生产含水分极低的干燥制品。 6）因流化床有相似于液体的状态和作用，所以处理容易。此外，物料输送简单。 7）装置无运动部件，结构简单，运转稳定。但被处理物料的形状和粒径有一定限制。 8）不适用于易黏结或结块的物料。 9)床层内纵向返混严重,对单级式连续干燥器,物料在设备内停留时间不均匀,有可能使 部分未干燥的物料随着产品一起排出床层外. 10) 对被干燥物料的粒度有一定的限制,一般要求不小于30um、不大于6mm。 11）对产品外观要求严格的物料不易
18、采用。干燥贵重和有毒的物料时，对回收装置要求苛刻。干燥器选型时应考虑以下因素： 1)被干燥物料的性质，如热敏性、粘附性、颗粒的大小形状、磨损性以及腐蚀性、毒性、可燃性等物理化学性质。 2)对干燥产品的要求：干燥产品的含水量、形状、粒度分布、粉碎程度等。如干燥食品时，产品的几何形状、粉碎程度均对产品的质量及价格有直接的影响。 3)物料的干燥速率曲线与临界含水量：确定干燥时间时，应先由实验做出干燥速率曲线，确定临界含水量。物料与介质接触状态、物料尺寸与几何形状对干燥速率曲线的影响很大。 4)回收问题：固体粉粒的回收及溶剂的回收。 5)干燥热源：可利用的热源的选择及能量的综合利用。 6)干燥器的占地
19、面积、排放物及噪声是否满足环保要求。气体和物料在干燥器中的流动方式，一般可分为并流、逆流和错流。在并流操作中、物料的移动方向与介质的流动方向相同。湿物料与低湿的热气体接触，传热、传质推动力都较大，干燥速率也较大，干燥推动力下降，干燥速率降低，但沿着干燥器管长的增大，因此，并流操作时前期干燥速率较大，而后期干燥速率较小。在错流操作中，干燥介质与物料间运动方向相互垂直。各个位置上的物料都与高温、低湿的介质相接触，因此于燥推动力比较大，又可采用较高的气体速度，所以干燥速率很高。干燥介质进入干燥器时的温度提高干燥介质进入干燥器的温度，可提高传热、传质的推动力，因此，在避免物料发生变色、分解等理化变化的
20、前提下，干燥介质的进口温度可尽可能高一些。对于同一种物料，允许的介质进口温度随干燥器型式不同而异。在流化床、气流等干燥器中，由于物料不断地翻动，致使物料温度较均匀，干燥速率快、时间短，因此介质进口温度可高些;热敏性物料，宜采用较低入口温度，可加内热构件。不同阶段流化床的状态： 1）固定床阶段 当流体速度较低时，颗粒所受的曳力较小，能够保持静止状态，不发生相对运动，流体只能穿过静止颗粒之间的空隙而流动，这种床层称为固定床，如图1-1图所示，床层高度L。保持不变。 2）流化床阶段 当流速增至一定值时，颗粒床层开始松动，颗粒位置也在一定区间内开始调整，床层略有膨胀，但颗粒仍不能自由运动，床层的这种情
21、况称为初始流化或临界流化，如图1-1（b）所示。此时床层高度为L。空塔气速称为初始流化速度或临界流化速度。如继续增大流速，固体颗粒将悬浮于流体中作随机运动，床层开始膨胀、增高，空隙率也随之增大，此时颗粒与流体之间的摩擦力恰好与其净重力相平衡。此后床层高度将随流速提高而升高，这种床层具有类似于流体的性质，故称为流化床，如图1-1（c），（d）所示。在流态化时，通过床层的流体称为流化介质。 3）稀相输送床阶段 若流速再升高达到某一极限时，流化床的上界面消失，颗粒分散悬浮于气流中，并不断被气流带走，这种床层称为稀相输送床，如图1-1（e）所示。颗粒开始被带出的速度称为带出速度，其数值等于颗粒在该流体
22、中的沉降速度。 图1-1 不同流速时床层的变化Figure 1-1 different velocity layer of the bed change 干燥速率的定义是在单位时间内每单位面积上湿物料汽化的水分质量，以符号U表示，其单位为kg水/(mh)。典型的干燥速率曲线如图1-1所示。此图是以干燥速率为纵轴，物料湿含量(干基)为横轴做出来的。不同的物料在不同的湿空气状态下有不同的干燥速率曲线而以实验测定之。图1-1上的A点表示进人干燥器的某物料雾滴，其湿含量为50%(干基)，从湿含量50%的A点干燥到20%的B点这一阶段中，干燥速率不变，AB为一水平线，所以干燥第一阶段常称为恒速干燥阶段。
23、这一阶段的终点(图上B点)称为临界点，此点的湿含量称为临界湿含量(或称临界湿度)，如图上的C。过临界点以后，干燥速率开始下降，一直下降到于燥速率为零，达到了在一定干燥条件下的极限，这时的物料湿度称为平衡湿度C(图上的E点，此点的平衡湿度为0.5%)。干燥第二阶段常称为降速干燥阶段。实际上，在工业生产中不会干燥到平衡湿度C(那将需要无限长的干燥时间)，而是介于临界湿度和平衡湿度之间的某一位置上，视工艺生产需要和经济与否而定。例如，图上物料干燥后的最终含含量为2.5%，下面讨论一下这两个阶段的特点 图1-2 干燥速度曲线 Figure 1-2 the drying speed curve 恒速干燥
24、阶段在这一阶段中，物料表面始终被水所润湿，物料内部大孔隙中的非结合水分很容易向表面移动，足够补充表面汽化所失去的水分。因此，不论对何种物料，都表现为普通水面上汽化的特性，即物料表面的蒸汽压等于同温度下水的饱和蒸汽压。恒速干燥阶段的干燥速率取决于表面汽化速率，即取决于湿空气的性质(空气的温度、湿度及流速等)而与湿物料的性质无关。因此，恒速干燥阶段属于表面汽化控制阶段。对空气一水系统，在绝热干燥情况下，物料表面温度始终保持为空气的湿球温度。 降速干燥阶段，在这一阶段，从物料内部向表面移动的水分已经不足以补充表面汽化的水分。因此，过了临界点以后，在这一阶段的前期(图上的BC线)，一部分物料表面已不再
25、维持其饱和润湿状态，逐渐变化到C点处，全部表面都不为水所饱和，汽化面移向固体内部，因此在后期(图上CD线)干燥速率下降更快(斜率变大)。在整个降速阶段，干燥速率取决于物料性质，属于物料内部水分移动控制阶段。这时，物料表面的蒸汽压低于同温度下水的饱和蒸汽压。由于空气传给湿物料的热量大于水分汽化所需的热量，因此物料表面温度逐步上升并逐渐接近于空气的温度。物料的临界湿含量是恒速干燥与降速干燥阶段的分界点，它是设备设计时极为重要的参数。该值不仅与物料性质有关，而且还随干燥条件不同而显著不同。例如，粒状物料堆积干燥时，临界湿含量C =0. 080. 12，均匀分散在热气流中干燥时，临界湿含量C0.1,这
26、二者之间的差别是非常明显的。同时应当指出，对同一种物料，用同样的干燥设备，但干燥介质不同，其值也是不一样的，例如用过热蒸汽作为干燥介质比用空气作为干燥介质的临界湿含量低得多。由于物料在干燥时，湿含量是逐渐减小的，在降低至临界湿含量以前，干燥速率最高，物料的温度也最低，因此，从干燥技术的角度考虑尽可能选择低临界湿含量的方法，缩短干燥时间，提高产品的质量。 2干燥过程的设计方案及流程说明2.1 主体设备的设计本次设计任务是：年处理量为21.6万吨某颗粒状物料的干燥。从星型给料机来的细颗粒物料，初始含水量为23%，要求在多孔板式多层流化床干燥器中干燥至3%。根据设计任务及操作条件，先确定空塔风速，通
27、过物料预热阶段的沉降速度确定，要物料及热量衡算，并确定出空气和物料出口温度。在干燥器的设计过程中，依次根据条件与已知量求出流化床的压损，物料在降速干燥阶段区间，等速干燥阶段区间，塔顶预热阶段区间的温度分布，多孔板的层数。算出流化床的高度。从而得到流化床的体积。2.2 辅助设备的选择流化干燥的附属设备主要包括风机、电加热器、气固分离器及供料器，这些设备的合理选择对干燥具有重要的作用。对于风机的选择首先根据所输送气体的性质（如清洁器，含尘器）与风压范围，确定风机的材质和类型，然后根据计算的风量和系统所需要的风压，参照风机样本选用合适的型号。因为其选择要同时满足全风压和所需风量两者的条件，但由于参照
28、样本中没有合理的风机可供选择，故可选择风压稍大的机型以满足条件。对于电加热器的选择，电加热器通过将电能转化为热能，控制非常精准。至于供料器，选择的是星型供料器，该供料器是应用最广泛的供料器之一。其操作原理是：电动机通过减速器带动星型叶轮转动，物料进入叶片之间的空隙中，借助叶轮旋转由下方排到受料系统，其结构简单，操作方便，物料颗粒几乎不受破碎，对高达300高温物料也能使用，体积小，安装简便，可用耐磨、耐腐蚀材料制造，适用范围很广，但其结构不能保持完全的气密性，对含湿量高以及有粘附性物料不宜采用。最后，是气固分离器的选择，选择的是旋风分离器，选型时，根据含尘器的处理量和允许压强降，定出合适的入口气
29、速，由此确定入口管截面积，然后按结构比例关系确定其他尺寸。本次设计所选的旋风分离器的型号是：XM-9。2.3干燥过程的流程说明湿物料由星型供料器加入，利用送风机的旋转产生的负压的推动使物料进入管路。然后，净化后温度为20的空气进入换热器，空气被加热。出口处的空气温度，即进干燥器温度为200。2.4优化设计2.4.1优化分析 干燥广泛应用于化工，医药，冶金，建材，食品等领域，是一种能耗高的单元操作系统。常规干燥设计是按经验确定干燥介质（通常为空气）的出口温度，即出口温度应比绝热饱和温度高2050，然后进行干燥器其他工艺参数及结构尺寸的设计。干燥介质出口温度选择不当，会增加干燥过程设备投资费用与操
30、作费用，因为干燥介质出口温度是干燥器设计的重要参数之一，出口温度高则干燥介质出口湿度降低，干燥介质耗用量增加。出口温度升高使平均传热推动力增大；出口湿度降低，使传质推动力增大，平均传热和传质推动力增大使干燥设备体积减少，而干燥器出口温度降低，使干燥介质耗用量减少，干燥器体积增大。因而有必要对干燥器进行优化设计。本次优化设计以年总费用最小为目标，最佳出口温度应比饱和湿球高在20-50之间。2.4.2干燥器年总费用J以球形颗粒和空气为例建立干燥器优化设计的数学模型。多孔板多层流化床干燥器（干燥介质和被干燥物料呈错流）的流程示意图如下： 图2-1多孔板式多层流化床干燥器流程示意图 Figure -1
31、 porous plate multilayer fluidized bed drier flow diagram 在考虑了干燥器，电预热器，风机，除尘器等设备的投资折旧费用和电预热费用，风机运转费用等操作费用的情况下，建立了干燥介质出口温度优化设计数学模型，它以年总费用为目标函数，总费用J为：;式中： J总费用，万元/年； G干燥设备投资折旧费，万元/年；电预热费，万元/年；风机运转费，万元/年。干燥设备投资折旧费用包括干燥器，预热器，风机和除尘器设备的投资折旧费。设年投资折旧费为：式中： 干燥器体积，m；设备年折旧率，；美元和人民币的兑换系数。a为综合指数，它随企业规模，加工能力，产品质量
32、，信誉，服务水平等不同而不同，一般可取0.20.4，为通货膨胀系数，设2005年为1500.1， 若以后各年不知，可按5%递增速度计算，b为经验系数，一般可取4555，c为指数，一般可取11.5，为设备折旧率，一般取0.080.125,即干燥器使用年限一般为812年。由式得干燥系统的设备折旧费是干燥器体积的函数。 点加热器费用为：式中： 电量，度数 年工作时间，h； 电的价格，一般可取0.5元/KWh。风机年运转费用为风机运转所消耗的电能的费用，它与风机的风量成正比，若干燥系统阻力较小，可采用一台送风机，其年运转费用为:若干燥系统的阻力较大或防止干燥器中干燥介质中干燥介质向外泄露，使干燥器内产
33、生一定的负压，则必须在干燥系统出口增加一台排风机，其年运转费用可用下式计算：式中 送风机，排风机的风量，m/h; 0.0004经验比例系数。2.5 干燥器优化设计工艺分析 由以上分析得要求干燥系统的总费用，必须求得风机用量，用电量，干燥器体积V。而这三个变量是空气出口温度的函数，在空气出口温度t确定的情况下，V是可以通过工艺衡算得到。2.5.1 风机风量对多孔板式多层流化床干燥系统在干燥器出口要采用除尘装置分离空气中的固体颗粒，故干燥系统的阻力较大，除在干燥系统进口安装送风机外还要在干燥系统出口处安装排风机，送风机安装于预热器之前，此时湿空气的状态为（t，），而排风机安装于干燥器之后，其湿空气
34、状态为（，），所以送风量和排风量分别为：2.5.2 干燥器体积的计算 在多孔板式多层流化床里，我们可以根据所求风量和空塔风速求出流化床的直径，再求出多层流化床的层数，而通过经验我们可知道一层多孔板式多层流化床的大致为0.25m-0.4m。既而得到流化床的高度 ，算出其体积。2.5.3 干燥器热量衡算 图2-1干燥器热量平衡图Figure 2-1 dryer heat balance figure 对如图所示干燥装置作热量衡算，则得在本设计中的干燥器没有补充热量，故，所以，干燥器中的热量衡算可表达为： 由上式得加入干燥系统的的热量用于以下四个方面：以汽化水分，以加热物料，以补偿设备的热损失，以Q
35、l加热空气。其中: 又 = 因为干燥器的热损失为有效耗热量的10%，即：2.5.4 预热器热负荷及耗电量 由分析的预热器的热消耗量为： 用电加热，取热损失为有效传热量的10%，则有；即耗电量：3.干燥器设计3.1干燥设计已知条件的确定 已知条件：利用昭阳褐煤在日晒7天以后的褐煤如下 物料名称：褐煤粉 生产能力：3t/h（干料） 干燥前含水量：23%（湿料）（=0.23/0.77） 干燥后含水量：3%（湿基）（=0.3/0.97） 干物料比热容1.13kJ/(kgC) 堆积密度：800kg/m 真实密度：1200kg/m 粒度分布： 17.6% 0.5-0.3mm 32.3% 0.3-0.15m
36、m 31% 0.15-0.08mm 8.5% 0.08mm 10.7% 温度：20 着火温度：420 热风温度t：200 热能：热空气 1）多孔板的确定：在物料的预热阶段，考虑有少量的物料凝聚现象，故多孔板的孔径为15mm。在等速和降速干燥阶段，由于物料颗粒较小，可取孔径为10mm.多孔板的开孔率为：35%。 2）热风速度的确定：空气的出口温度应比进口气体处湿球温度高出 (经优化可取)，避免在旋风分离器内析出水分，这里我们取44.5C。由及查湿度图得,近似取,于是C 塔顶的热风温度为95，代表粒径为0.29mm，故此粒子的沉降速度为1.7。取塔顶的空塔风速为沉降速度的0.5倍，即为0.85.。
37、从分析得所知，此粒度以下的物料占总供给量的19%。从流化床干燥器所进入的颗粒物料，算出平均直径，其结果=0.32mm 则0.33mm的颗粒在95时的沉降速度 = =1.49 则塔顶通过孔的风速为 这样就形成了良好的流态化层。3.2风量的确定 ，,kJ/kg，kJ/（kg）。=55.5 绝对干料的加料量 =2357kg/h 蒸发水量： =631kg(水)/h 求所需风量： 14822kJ/h若设备的热损失按干燥所需要的热风量10%计算，则所需热风量 = =16304kg/h 热风湿度增加为： 热风在离开塔顶的湿度： =0.059 在标准大气压下，对空气和水系统：空气湿比容 当t=95，x=0.0
38、59， =1.14m/kg（干空气） 在 t=95，=0.059 时，空气的湿比容m/kg（干空气）故在塔顶的风量为： 163041.14 =5.1m/s3.3塔径的决定 在塔顶的空塔风速m/s，故塔径为： D=2.76m 实际采取塔径为3m.3.4温度区分布 物料和热风温度按各干燥阶段的区间进行计算。 1）降速干燥阶段区间，根据热平衡： 用试算法求得： 2)等速干燥阶段区间 3)物料在塔顶部预热阶段区间 在塔顶预热阶段，热空气对物料的传热仅起升温而无水分汽化的作用，故汽化潜热=0=95图3-1 干燥器温度分布Figure 3-1 dryer temperature distribution3
39、.5床层压力损失 1）降速干燥阶段区间平均温度=，以及平均湿度。则湿比容空塔风速 =0.84m/s 孔速 在平均温度下，粒度为0.32mm的粒子的沉降速度计算如下： = =2.745m/s,多孔板的孔径为10mm，开孔率为35%。 当1.0v/2.0时则 =0.09kg/ms = =1.54 则 Pa 2）等速干燥阶段区间 按以上同样计算，其结果为： ， 所得结果如上个阶段相同 3）物料在塔顶部预热阶段区间 按以上同样的计算，其结果为：kg/（） Pa3.6热容系数 1）降速干燥阶段区间 =861.7kJ/（m2h） 2）等速干燥阶段=861.7kJ/（m2h0C） 3）材料在塔顶部预热阶段区
40、间=347.3kJ/（m2h0C）3.7多孔板层数 1）降速干燥阶段区间=0.4层 算作一层 2）等速干燥阶段区间 =2.5 算作3层 3）物料在塔顶部预热阶段区间 =0.35层 算作一层 综上可得，我们可以的得到多层流化床可以分为5层3.8预热器的热负荷和干燥器的效率 = =2653476kJ/h =738kW = =1283940kJ/h =356.65kw干燥器的热效率为 = =48.3%4 辅助设备的选型4.1供料装置的选型根据物料性质（散粒状）和生产能力（3t/h）选用星形供料装置（加料和排料）。供料器是保证按照要求定量、连续（或间歇）、均匀地向干燥器供料与排料。供料器有各种不同的形式和容量，必须根据物料的物理性质和化学性质（如含湿量、堆积密度、粒度、黏附性、吸湿性、磨损性和腐蚀性等）以及要求的加料速度选择适宜的供料器。常用的固体物料供料器有圆盘供料器、旋转叶轮供料器、螺旋供料器、喷射式供料器等。将这些供料器相比较：对于圆盘供料器，虽然结构简单、设备费用低，但是物料进干燥器的量误差较大，只能用于定量要求不严格而且流动性好的粒状物料；对于旋转叶轮供料器，操作方便，安装简便，对高达300oC的高温物料也能使用，体积小，使用范围广，但在结构上不能保持完全气密性，对含湿量高以及有黏附性的物料不宜采用；对于螺旋供料器，密封性能好，安全方便，进料定量行高，还可使它使用于