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1、课程设计卧式多室流化床干燥器装置设计 化工原理课程设计说明书 设计名称： 卧式多室流化床干燥器装置的设计 目 录 一设计任务书-2 二设计内容概述-2 2.1设计目的-2 2.2干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简述-3 三工艺计算-4 3.1物料和热量衡算-4 3.2流化速度的确定-5 3.3流化床层底面积的计算-6 3.4干燥器的长度和宽度-7 3.5干燥器的高度-7 3.6干燥器的结构设计-8 四附属设备的选型-9 4.1送风机和排风机-9 4.2气固分别设备-9 4.3供热设备-9 4.4供料设备-9 五数据汇总-10 六相识与体会-11 七参考文献-11 卧式多室流化床干燥装置的设
2、计 一设计任务书 1.设计题目 试设计一台卧式多室流化床干燥器，用于干燥颗粒状化肥，将其含水量从0.04干燥至0.004（干基），生产实力（以干燥产品计）为3000 kg /h。 2.操作条件 （1）干燥介质 热空气 初始湿度H0 0.01 kg水/ kg干气 预热器入口温度t0 25 离开预热器温度t1 80 （2）物料入口温度 30 （3）加热介质 饱和蒸汽、压强392.4kPa （4）操作压强 常压 （5）设备工作日 每年330天，每天24小时连续运行 （6）厂址 依据须要选定 3.设计基础数据 （1）物料参数 颗粒平均粒径d 0.14 颗粒密度 1730 积累密度 800 临界湿含量
3、0.013（干基） 干物料比热容 1.47kJ/(kg. ) （2）物料静床层高度 0.15 （3）干燥装置热损失为有效传热量的15。二设计内容概述 1设计目的 （1）培育学生运用化工原理课程及有关学问进行化工工艺设计的实力； （2）在培育学生设计实力的同时，建立正确的设计思路和设计方法。2干燥流程简介及卧式多室流化床干燥意义简述 卧式多室流化床干燥器的横截面制成长方形。用垂直挡板分隔成多室（一般为4-8室），挡板与多孔板间留有肯定间歇（一般为几十毫米）使物料能够通过。湿物料加入后似乎液体一样由第一室依次流经各室，至最终一室卸出。由于挡板的作用，各室的物料不行能像单室干燥那样相互交混。物料由一
4、室依次流经各室时其湿含量亦依次减小。所以产品的干燥程度匀称，这是卧式干燥器的主要优点。来自气流干燥器的颗粒状物料用星型加料器加到干燥器的第一室，依次经各室后，于40.3下离开干燥器。湿空气由送风机送到翅片加热器升湿到80后进入干燥器，经过与悬浮物料接触进行传热传质后温度降到67。废气经旋风分别器净化后由抽风机排至大气。空气加热器以392.4kPa的饱和水蒸气作载热体。流程中采纳前送后抽式供气系统，维持干燥器在略微负压下工作。 三工艺计算 1.物料衡算和热量衡算 （1）物料衡算 （2）空气和物料出口温度的确定 空气的出口温度t2应比出口处湿球温度高出2050（这里取35）即 及，近似取，于是：
5、解得 （3）干燥器的热量衡算 干燥器中不补充热量，故，因而可用下式进行计算，即 将上面各式代入热量衡算式，便可解得空气耗用量，即 解得 又由 （4）预热器的热负荷和加热蒸汽消耗量 ，冷凝潜热r=2140kJ/kg 蒸气消耗量为 干燥器的热效率为 2.流化速度的确定 （1）临界流化速度的计算 在80下空气的有关参数： 导热系数 取球形颗粒床层在临界流化点，由的数值查图得， 临界流化速度为 （2）颗粒带出速度 带出速度为 （3）操作流化速度 取操作流化速度为，即 3.流化床层底面积的计算 （1）干燥第一阶段底面积由下式计算，即 式中有关参数计算如下： 取静止床层厚度为 干空气得质量流速取为，即 由
6、于，由 解得 （2）物料升温阶段所需底面积由下式计算，即 式中 床层总的底面积为 4.干燥器的宽度和长度 今取宽度b=1.7m,长度l=2.5m,则流化床的实际底面积为4.25 沿长度方向在床层内设置四个横向分隔板,板间距0.5m 物料在床层内的停留时间为 5.干燥器高度 （1）向高度由下式计算，即 而由下式算出，即 （2）分别段高度 由，从图中查得， 为了削减气流对固体颗粒的带出量，取分布板以上的总高度为3m 6.干燥器结构设计 （1）布气装置 采纳单层多孔布气板，且取分布板压强降为床层压强降的15%，则 再取阻力系数则筛孔气速为： 干燥介质的体积流量为： 选取筛孔直径，则总筛孔数为： 个
7、分布板的实际开孔率为： 在分布板上筛孔按等边三角形布置，孔心距为： （2）分隔板 沿长度方向射至四个横向分隔板，隔板与分布板之间的距离为（可调整），供应室内物料通路，分隔板宽1.7m，高2.5m,由5mm厚钢板制造。 （3）物料出口堰高h 用下式求溢流堰高度h，即 将有关数据代入上式，即 整理得， 经试差得， h=0.79m 四附属设备的选型 1.送风机和排风机 （1）送风机 依据阅历，取风机全风压为4000。由风机的综合特性曲线图可选9-27-101N08型风机。 （2）排风机 依据阅历，取风机全风压为3000。由风机的综合特性曲线图可选9-27-101N08型风机。 2.供热设备 依据设计
8、要求拟选用SRZ型螺旋翅片加热器。3.气固分别设备 为获得比较高的固相回收率，拟选用XLP/B-8.2型旋风分别器。其圆筒直径820，入口气速20。压强降为1150，单台生产实力8650。4.供料设备 依据物料性质（散粒状）和生产实力（3）选用星型供料装置（加料和排料）。其规格和操作参数如下： 规格： 生产实力： 叶轮转速： 链轮传动 齿轮减速电机：型号JTC561，功率，输出转速。项 目 符 号 单 位 计算数据 处理产品量 3000 物料温度 入 口 30 出 口 40.3 气体温度 入 口 80 出 口 67 气体用量 绝干气/h 30527 热效率 20.58% 流化速度 0.4414
9、 床层底面积 第一阶段 3.547 加热段 0.627 设备尺寸 长 2.5 宽 1.7 高 3 布气板 型 号 单层多孔板 孔 径 2 孔 速 15.13 孔 数 个 180951 开孔率 13.38% 分隔板 宽 1.7 与布气板距离 2040 物料出口堰高 0.79 五. 卧式多室流化床干燥装置的设计计算结果汇总 六相识与体会 在此次设计的过程中，由于运算量很大而且资料的查阅量也比较大，每天的时间基本上都用于运算和找数据，通过设计过程中的查找与计算，使得我对化工原理有关学问的驾驭进一步加深了。对原来不太清晰的概念公式有了比较娴熟的驾驭和应用，而且了解了很多有关工程设计的阅历式。通过参加整
10、个过程的设计，使得自己的逻辑思维实力得到了加强，动手实力得到了提高，在设计过程中，大家相互协作，相互帮助，在完成任务的同时也增加了大家的团队精神和协作意识，对将来的工作有很大的帮助。 由于CAD制图还没有开课学习，导致制图有稍许瑕疵，还有第一次接触此类设计不知道查什么资料，有些无从下手，多亏老师的帮助与指导，才使得此次设计任务能顺当完成。今后应更好的将所学的学问能运用到实践中去。 迫于时间紧迫和各种非人为因素，说明书中所列公式及表格未一一注明出处，实是缺憾。 七参考文献 1. 化工原理（第三版）上、下册，陈敏恒、丛德滋、方图南和齐鸣斋编， 化学工业出版社。 2.化工设备设计全书-干燥设备，化工设备设计全书编辑委员会、金国淼等编，化学工业出版社。3.流态化干燥技术，童景山、张克主编，中国建筑工业出版社。4.化学工程师技术全书 邝生鲁 化学工业出版社