課程設計-- 臥式多室流化床干燥器裝置的設計

1、<p>　　化工原理課程設計說明書</p><p>　　設計名稱： 臥式多室流化床干燥器裝置的設計</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　一．設計任務書-------------------------------------------------------------2</p>

2、<p>　　二．設計內(nèi)容概述----------------------------------------------------------2</p><p>　　2.1設計目的------------------------------------------------------------------------------2</p><p>　　2.2干燥流程簡介

3、及臥式多室流化床干燥意義簡述------------------------------3</p><p>　　三．工藝計算----------------------------------------------------------------4</p><p>　　3.1物料和熱量衡算------------------------------------------------

4、---------------------4</p><p>　　3.2流化速度的確定---------------------------------------------------------------------5</p><p>　　3.3流化床層底面積的計算-----------------------------------------------------------

5、-6</p><p>　　3.4干燥器的長度和寬度---------------------------------------------------------------7</p><p>　　3.5干燥器的高度------------------------------------------------------------------------7</p>&l

6、t;p>　　3.6干燥器的結(jié)構(gòu)設計------------------------------------------------------------------8</p><p>　　四．附屬設備的選型-------------------------------------------------------9</p><p>　　4.1送風機和排風機------------

7、---------------------------------------------------------9</p><p>　　4.2氣固分離設備------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　4.3供熱設備---------------------------

8、---------------------------------------------------9</p><p>　　4.4供料設備------------------------------------------------------------------------------9</p><p>　　五．數(shù)據(jù)匯總------------------------------

9、-------------------------------------------10</p><p>　　六．認識與體會------------------------------------------------------------11</p><p>　　七．參考文獻------------------------------------------------------

10、---------11</p><p>　　臥式多室流化床干燥裝置的設計</p><p><b>　　一．設計任務書</b></p><p><b>　　1.設計題目</b></p><p>　　試設計一臺臥式多室流化床干燥器，用于干燥顆粒狀化肥，將其含水量從0.04干燥至0.004（干基），生產(chǎn)能

11、力（以干燥產(chǎn)品計）為3000 kg /h。</p><p><b>　　2.操作條件</b></p><p>　　（1）干燥介質(zhì) 熱空氣</p><p>　　初始濕度H0 0.01 kg水/ kg干氣</p><p>　　預熱器入口溫度t0 25℃&l

12、t;/p><p>　　離開預熱器溫度t1 80℃</p><p>　　（2）物料入口溫度 30℃</p><p>　?。?）加熱介質(zhì) 飽和蒸汽、壓強392.4kPa</p><p>　?。?）操作壓強 常壓</p><p

13、>　?。?）設備工作日 每年330天，每天24小時連續(xù)運行</p><p>　?。?）廠址 根據(jù)需要選定</p><p><b>　　3.設計基礎數(shù)據(jù)</b></p><p><b>　?。?）物料參數(shù)</b></p><p>　

14、　顆粒平均粒徑d 0.14</p><p>　　顆粒密度 1730</p><p>　　堆積密度 800 </p><p>　　臨界濕含量 0.013（干基）</p><p>　　干物料比熱容 1.47kJ/(kg. ℃)</p&g

15、t;<p>　?。?）物料靜床層高度 0.15</p><p>　?。?）干燥裝置熱損失為有效傳熱量的15％。</p><p><b>　　二．設計內(nèi)容概述</b></p><p><b>　　1．設計目的</b></p><p>　?。?）培養(yǎng)學生運用化工原理課程及有關

16、知識進行化工工藝設計的能力；</p><p>　?。?）在培養(yǎng)學生設計能力的同時，建立正確的設計思路和設計方法。</p><p>　　2．干燥流程簡介及臥式多室流化床干燥意義簡述</p><p>　　臥式多室流化床干燥器的橫截面制成長方形。用垂直擋板分隔成多室（一般為4-8室），擋板與多孔板間留有一定間歇（一般為幾十毫米）使物料能夠通過。濕物料加入后好像液體一樣由第

17、一室依次流經(jīng)各室，至最后一室卸出。由于擋板的作用，各室的物料不可能像單室干燥那樣互相交混。物料由一室依次流經(jīng)各室時其濕含量亦依次減小。所以產(chǎn)品的干燥程度均勻，這是臥式干燥器的主要優(yōu)點。</p><p>　　來自氣流干燥器的顆粒狀物料用星型加料器加到干燥器的第一室，依次經(jīng)各室后，于40.3℃下離開干燥器。濕空氣由送風機送到翅片加熱器升濕到80℃后進入干燥器，經(jīng)過與懸浮物料接觸進行傳熱傳質(zhì)后溫度降到67℃。廢氣經(jīng)旋風

18、分離器凈化后由抽風機排至大氣。空氣加熱器以392.4kPa的飽和水蒸氣作載熱體。流程中采用前送后抽式供氣系統(tǒng)，維持干燥器在略微負壓下工作。</p><p><b>　　三．工藝計算</b></p><p>　　1.物料衡算和熱量衡算</p><p><b>　?。?）物料衡算</b></p><p>

19、;　?。?）空氣和物料出口溫度的確定</p><p>　　空氣的出口溫度t2應比出口處濕球溫度高出20～50℃（這里取35℃）即 </p><p>　　℃及℃，近似取℃，于是：</p><p><b>　　℃</b></p><p><b>　　解得℃</b></p><p>

20、;　　（3）干燥器的熱量衡算</p><p>　　干燥器中不補充熱量，故，因而可用下式進行計算，即</p><p>　　將上面各式代入熱量衡算式，便可解得空氣耗用量，即</p><p><b>　　解得 </b></p><p><b>　　又由</b></p><p>　　

21、（4）預熱器的熱負荷和加熱蒸汽消耗量</p><p>　　℃，冷凝潛熱r=2140kJ/kg</p><p><b>　　蒸氣消耗量為</b></p><p><b>　　干燥器的熱效率為</b></p><p><b>　　2.流化速度的確定</b></p>&

22、lt;p>　?。?）臨界流化速度的計算</p><p>　　在80℃下空氣的有關參數(shù)：</p><p><b>　　導熱系數(shù)</b></p><p>　　取球形顆粒床層在臨界流化點，由的數(shù)值查圖得，</p><p><b>　　臨界流化速度為</b></p><p>&

23、lt;b>　　（2）顆粒帶出速度</b></p><p><b>　　帶出速度為</b></p><p><b>　?。?）操作流化速度</b></p><p>　　取操作流化速度為，即</p><p>　　3.流化床層底面積的計算 </p><p>

24、　?。?）干燥第一階段底面積由下式計算，即</p><p>　　式中有關參數(shù)計算如下：</p><p><b>　　取靜止床層厚度為</b></p><p>　　干空氣得質(zhì)量流速取為，即</p><p><b>　　由于，由</b></p><p><b>　　解得

25、 </b></p><p>　　（2）物料升溫階段所需底面積由下式計算，即</p><p><b>　　式中</b></p><p><b>　　床層總的底面積為</b></p><p>　　4.干燥器的寬度和長度</p><p>　　今取寬度b=1.7m

26、,長度l=2.5m,則流化床的實際底面積為4.25</p><p>　　沿長度方向在床層內(nèi)設置四個橫向分隔板,板間距0.5m</p><p>　　物料在床層內(nèi)的停留時間為</p><p><b>　　5.干燥器高度</b></p><p>　?。?）向高度由下式計算，即</p><p><b

27、>　　而由下式算出，即</b></p><p><b>　?。?）分離段高度</b></p><p><b>　　由，從圖中查得，</b></p><p>　　為了減少氣流對固體顆粒的帶出量，取分布板以上的總高度為3m</p><p><b>　　6.干燥器結(jié)構(gòu)設計<

28、;/b></p><p><b>　?。?）布氣裝置</b></p><p>　　采用單層多孔布氣板，且取分布板壓強降為床層壓強降的15%，則</p><p>　　再取阻力系數(shù)則篩孔氣速為：</p><p>　　干燥介質(zhì)的體積流量為：</p><p>　　選取篩孔直徑，則總篩孔數(shù)為：<

29、/p><p><b>　　個</b></p><p>　　分布板的實際開孔率為：</p><p>　　在分布板上篩孔按等邊三角形布置，孔心距為：</p><p><b>　?。?）分隔板</b></p><p>　　沿長度方向射至四個橫向分隔板，隔板與分布板之間的距離為（可調(diào)節(jié)）

30、，提供室內(nèi)物料通路，分隔板寬1.7m，高2.5m,由5mm厚鋼板制造。</p><p>　?。?）物料出口堰高h</p><p>　　用下式求溢流堰高度h，即</p><p>　　將有關數(shù)據(jù)代入上式，即</p><p><b>　　整理得，</b></p><p>　　經(jīng)試差得， h=0.79m&

31、lt;/p><p><b>　　四．附屬設備的選型</b></p><p><b>　　1.送風機和排風機</b></p><p><b>　?。?）送風機</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，取風機全風壓為4000。由風機的綜合特性曲線圖可選9-27-101N08型風機。<

32、;/p><p><b>　　（2）排風機</b></p><p>　　根據(jù)經(jīng)驗，取風機全風壓為3000。由風機的綜合特性曲線圖可選9-27-101N08型風機。</p><p><b>　　2.供熱設備</b></p><p>　　根據(jù)設計要求擬選用SRZ型螺旋翅片加熱器。</p><

33、;p><b>　　3.氣固分離設備</b></p><p>　　為獲得比較高的固相回收率，擬選用XLP/B-8.2型旋風分離器。其圓筒直徑820，入口氣速20。壓強降為1150，單臺生產(chǎn)能力8650。</p><p><b>　　4.供料設備</b></p><p>　　根據(jù)物料性質(zhì)（散粒狀）和生產(chǎn)能力（3）選用星型

34、供料裝置（加料和排料）。其規(guī)格和操作參數(shù)如下：</p><p><b>　　規(guī)格：</b></p><p><b>　　生產(chǎn)能力：</b></p><p><b>　　葉輪轉(zhuǎn)速：</b></p><p><b>　　鏈輪傳動</b></p>

35、<p>　　齒輪減速電機：型號JTC561，功率，輸出轉(zhuǎn)速。</p><p>　　五. 臥式多室流化床干燥裝置的設計計算結(jié)果匯總</p><p><b>　　六．認識與體會</b></p><p>　　在此次設計的過程中，由于運算量很大而且資料的查閱量也比較大，每天的時間基本上都用于運算和找數(shù)據(jù)，通過設計過程中的查找與計算，使得我

36、對化工原理有關知識的掌握進一步加深了。對原來不太清楚的概念公式有了比較熟練的掌握和應用，而且了解了許多有關工程設計的經(jīng)驗式。通過參與整個過程的設計，使得自己的邏輯思維能力得到了加強，動手能力得到了提高，在設計過程中，大家相互配合，相互幫助，在完成任務的同時也增加了大家的團隊精神和協(xié)作意識，對將來的工作有很大的幫助。 </p><p>　　由于CAD制圖還沒有開課學習，導致制圖有稍許瑕疵，還有第一次接觸此類設計

37、不知道查什么資料，有些無從下手，多虧老師的幫助與指導，才使得此次設計任務能順利完成。今后應更好的將所學的知識能運用到實踐中去。</p><p>　　迫于時間緊迫和各種非人為因素，說明書中所列公式及表格未一一注明出處，實是遺憾。</p><p><b>　　七．參考文獻</b></p><p>　　1. 《化工原理》（第三版）上、下冊，陳敏恒、叢

38、德滋、方圖南和齊鳴齋編，</p><p><b>　　化學工業(yè)出版社。</b></p><p>　　2.《化工設備設計全書---干燥設備》，《化工設備設計全書》編輯委員會、金國淼等編，化學工業(yè)出版社。</p><p>　　3.《流態(tài)化干燥技術》，童景山、張克主編，中國建筑工業(yè)出版社。</p><p>　　4.《化學工程師